Treure el màxim profit de la vostra comanda de PCB (i corregir errors): 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Quan feu una comanda de PCB en línia, sovint obteniu cinc o més de PCB idèntics i no sempre els necessiteu tots. El baix cost de tenir aquests PCB a mida és molt atractiu i sovint no ens preocupem de què fer amb els addicionals. En un projecte passat, he intentat reutilitzar-los el millor que he pogut i, aquesta vegada, he decidit planificar-me amb antelació. En un altre Instructable, necessitava un PCB per contenir un parell de plaques de desenvolupament de microcontroladors basades en Espressif i vaig pensar que aquest seria el cas ideal per a PCB reutilitzables. Tot i això, no tot surt com estava previst.

Pas 1: disseny

Aquell projecte necessitava un PCB per allotjar una placa de desenvolupament ESP32 i una placa de desenvolupament L8 tipus ESP8266. Aquestes dues taules tenen bastants pins IO útils que no s'utilitzaran en cap projecte. Els taulers addicionals podrien ser molt útils més endavant si es pogués accedir a més d’aquests pins no utilitzats. També volia donar cabuda a dues variants de les plaques de desenvolupament ESP32. Tenia la versió de 38 i 30 pins. Comparant els pinouts dels dos, es pot veure que si el pin ‘1’ de la variant de 30 pins es connecta a la posició del pin 2 de la versió de 38 pins, la majoria dels pins del costat esquerre coincidirien. Vaig decidir que podia solucionar-ho mitjançant un ús acurat d’alguns ponts.

A la part dreta del tauler, no coincidien molt bé. Els pins I2C (IO22 i IO21) estaven bé, igual que UART0 (TX0 i RX0), però els pins SPI i UART2 es van canviar. Vaig pensar que també podia solucionar-ho amb els saltadors. Per tant, aquest pla consistia a poder utilitzar els dos tipus de plaques ESP32 i omplir també el PCB amb tantes capçaleres de pins IO com pensava que podria utilitzar algun dia. També volia la possibilitat d’utilitzar les dues plaques (ESP32 i ESP8266) per separat, de manera que la disposició hauria de permetre tallar el PCB.

Pas 2: el disseny del PCB

Vaig començar amb el disseny inicial (bàsic) que necessitava per a aquell projecte i després vaig decidir actualitzar-lo per adaptar-lo a tants usos com pogués cabre raonablement al tauler. Al segon esquema es pot veure que està bastant més cantat.

El PCB no pot superar els 100 mm x 100 mm (més petit seria millor), de manera que això afegia una mica de restricció d'espai. Tenia la distribució inicial a Fritzing i vaig decidir continuar amb ella, però no em vaig molestar gaire amb la visualització de taulers, ja que podeu veure que és gairebé inintel·ligible.

Vaig configurar diversos connectors de port I2C per a les plaques ESP32 i ESP8266, vaig configurar cadascun per tenir el seu propi connector d'alimentació i vaig treure alguns dels pins d'E / S digitals per a tots dos. Vaig col·locar forats de muntatge addicionals perquè es poguessin tallar i muntar per separat. Vaig decidir que no em molestaria amb IO00, IO02 o IO15 en absolut i vaig acabar amb el disseny representat.

Per utilitzar-lo amb la placa ESP32 de 38 pins, calia fer un curtcircuit als ponts següents: JG1, JG2 i JG4

Per utilitzar-se amb taules ESP32 de 30 pins, aquests ponts necessitaven un curtcircuit: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT i JPR.

Pas 3: els PCB

Vaig demanar els PCB a PCBWay, però hi ha altres fabricants que tenen serveis econòmics i ràpids similars. Van quedar molt bé … fins que vaig mirar més de prop. L’amplada de les petjades de la placa ESP32 i ESP8266 no era correcta. L’amplada de la petjada (entre pins) era de 22,9 mm en lloc de 25,4 mm per a la placa ESP32 i 27,9 mm per a la placa ESP8266. El disseny dels forats de la presa de corrent continu tampoc no coincideix amb els de presa de potència (i els forats eren massa petits). Això no va ser culpa del fabricant de PCB, va ser tot meu. Per descomptat, hauria d’haver revisat totes aquestes coses i ara havia de trobar una feina al voltant. També vaig fer un tall de prova per veure quins problemes més apareixerien i, per descomptat, va arruïnar la configuració del jumper SPI (que per cert no funcionaria com estava previst).

Vaig trobar que si doblegava els passadors de capçal femení a 90 graus, els podria soldar a la superfície del PCB permetent un cert ajust de l’amplada. Després de soldar acuradament els passadors de les cantonades i comprovar l’amplada, els heu soldat tots al seu lloc i he provat l’adaptació. Ha funcionat!

La presa de corrent requeria una solució similar, però la resta de capçaleres encaixen bé. Vaig omplir un PCB sense tallar i el vaig provar amb la configuració del meu servidor web i va funcionar bé. Després vaig passar als PCB tallats. La placa Lolin ESP8266 funcionava bé, però l’espai entre els forats de muntatge era una mica proper.

La placa ESP32 de 30 pins també funcionava bé, tot i que el port SPI no funcionava i l'única solució a això eren els cables de pont a la part inferior de la placa.

Pas 4: notes finals

En general, crec que va valer la pena l'esforç per fer que els taulers fossin més reutilitzables. i ja he començat a utilitzar un dels PCB tallats per provar un futur projecte. Ho prefereixo molt més que fer servir taules de suport. Probablement no utilitzaré més Fritzing, ja que no és fàcil d’utilitzar per fer petjades / símbols en comparació amb altres paquets (per exemple, KiCad). És molt fàcil llegir les visualitzacions de taulers, tot i que no siguin massa complexes.

Les lliçons apreses són:

1. Verifiqueu sempre les petjades d'altres fonts per assegurar-vos que coincideixin amb la part que teniu a les mans.
2. Utilitzeu el programari EDA que permet modificar (raonablement) els símbols i les petjades.
3. Espereu allò inesperat i aprofiteu-ho al màxim.

Una nota addicional és assegurar-vos que sempre els pin-outs són els mateixos quan obteniu símbols de tercers per al vostre esquema. No vaig tenir cap problema amb això, però en el passat he tingut un problema en què un regulador de voltatge comú tenia diferents pin-outs entre fabricants.