Выбор производителя печатных плат
В наши дни так много производителей печатных плат, что на самом деле трудно сделать выбор между ними. Я пошел за самой низкой стоимостью, которую смог найти, поскольку моей целью была доступность, и у меня не было каких-либо сложных требований к плате. Я нашел веб-сайт под названием Elecrow, который предложил производство 10 печатных плат всего за 14 долларов! Это потрясающе. Доставка удваивает стоимость, если вы хотите, чтобы платы были доставлены в разумные сроки, но это всё еще не так уж плохо, учитывая, что они доставляются из Китая. Всякий раз при выборе нового производителя печатных плат вам необходимо ознакомиться с их спецификациями для плат
Некоторые ключевые моменты, на которые нужно обратить внимание:
- Сколько слоев они поддерживают?
- Делают ли они бесплатно шелкографию на обоих сторонах?
- Каков минимальный размер переходов между слоями?
- Каков диапазон диаметров отверстий?
- Чему равны минимальные ширина дорожки и расстояние между ними? Эта спецификация одна из наиболее критических для небольших плат или плат с плотным монтажом, поскольку, если производитель не может работать с близкими дорожками, то может быть трудно развести плату.
- Работа становится проще, если у производителя есть файл DRC (design-rule check, проверка правил проектирования), который вы можете загрузить в свою программу компоновки печатной платы, чтобы убедиться, что вы придерживаетесь спецификаций производителя. К счастью, Elecrow предоставляет файл для двухслойных плат.
Очистка и заливка
Теперь важно запустить проверку DRC, потому что авторазводчик может совершать ошибки и оставлять небольшие дорожки, которых не должно быть. DRC была обнаружена ошибка перекрытия, которое авторазводчик создал у вывода 5 датчика линии:. Ошибка автоматического разводчика
Ошибка автоматического разводчика
Я также удалил все дорожки земли, так как намерен использовать заливку. Чтобы использовать заливку земли, нарисуйте на плате полигон поверх размерных линий платы. Затем используйте команду «name», чтобы задать сеть «GND». С помощью свойства Spacing в свойствах полигона я настроил так, чтобы полигон земли оставался в 50 мил (1,27 мм) от любых других дорожек. Это уменьшает вероятность того, что дорожка может быть закорочена на землю, если производитель печатных плат допустит ошибку.
Земляной полигон без прошивки
Земляной полигон без соединений
Земляной полигон должен быть сшит вместе с помощью соединительных отверстий. Это минимизирует емкостную связь между слоями, которая может вызывать проблемы в аналоговых и радиочастотных схемах
Что еще более важно для этого робота, так это то, что это уменьшает петли и длину пути, который обратный ток должен пройти по пути к батарее. Это также позволяет добраться к областям, которые полигон не смог достичь из-за разведенных сигнальных дорожек
Финальные проверки DRC и ERC
Запустите проверки DRC и ERC в последний раз, чтобы убедиться, что у вас на плате нет проблем, которые будут обнаружены производителем. Также неплохо бы дважды проверить ключевые соединения и ориентации компонентов, особенно на пропущенные соединения.
Программируемый конструктор
Робототехника — одно из перспективных направлений в науке и технике. Все чаще стали появляться кружки робототехники на базе образовательных учреждений, школ и центров развития. Для работы такого кружка необходимы специальные электронные конструкторы, которые содержат в себе все необходимые компоненты для сборки различных электронных устройств. Такие робототехнические наборы позволяют развить способности ребенка к программированию и логическому мышлению с самого детства, помогают сконструировать собственного робота и реализовать мечты юного энтузиаста.
Конструктор для сборки программируемого робота 4WD Robot Kit позволит приобщиться к миру робототехники, изучить основы радиоэлектроники и программирования. В нем вы найдете контроллер Arduino-совместимый UNO, 4 мотора-редуктора с колесами, сервопривод, датчики: линии, цвета, препятствий и многие другие элементы. Подключайте модули шлейфами к плате и если соберете что-то не так, ничего не испортится, вы можете просто вытащить шлейф и вставьте заново.
Набор упакован в красивую коробку и может служить отличным подарком.
Создание файлов Gerber
Что такое файлы Gerber? Это коллекция файлов, которые используются производителем печатных плат для создания платы. Файл CAM (computer-aided manufacturing) – это способ рассказать программе разработки о создании Gerber. У Elecrow есть CAM файл, доступный для Eagle, что делает простым создание Gerber. По сути, он определяет, какие слои должны быть объединены в каждый файл Gerber. Обработчик CAM выглядит следующим образом:
Обработчик CAM
После обработки задания генерируются следующие файлы. Эти файлы объединяются в zip архив, который отправляется производителю для проверки.
Список файлов для производства печатной платы
Я заказал платы у Elecrow, используя доставку Шеньчжэнь DHL (2-3 рабочих дня). Заказ я разместил 18 октября, а платы получил уже 23 октября! Вот они:
Готовые печатные платы для робота
Примечание: на платах, показанных выше, отверстия для крепления шаровой опоры маленькие. Я переработал корпус для этой статьи, чтобы подошла шаровая опора, большая по размеру.
Обзор
Это вторая часть из серии статей о моем опыте создания робота, который может делать разные простые вещи. Первую часть смотрите здесь.
Я думал, что было бы замечательно создать робота, которого легко было бы собрать лишь с одним паяльником, и комплектующие к нему были бы доступны. Я составил следующий список требований к этому роботу:
- Многие наборы стоят дорого, поэтому он должен быть относительно недорог.
- Он должен быть простым в сборке, не требуя специального оборудования.
- Он должен быть простым в программировании, не требуя сложных IDE и программатора.
- Он должен быть мощным для расширяемости.
- Он должен запускаться от простого источника питания.
- Он должен быть способен следовать за линией или за стеной и избегать препятствий.
В этой статье я расскажу о том, как я преобразовал конструкцию и схему в печатную плату, которую можно заказать онлайн!
Основные способности робоплатформы:
|
Он умеет ловко обнаруживать и перемещаться вслед за световым пятном на полу от яркого луча света оставляемого фонариком. Для этого достаточно просто посветить фонариком перед ним на некотором расстоянии. Чем ближе пятно к робоплатформе, тем быстрее он будет передвигаться и чем дальше, тем медленнее его передвижение по поверхности. |
|
|
Это самый известный эксперимент начинающего роботостроителя. Робот умеет двигаться по заранее сформированному пути по полю с черной линией благодаря наличию датчиков линии. В заданном режиме 4WD Robot способен ехать вперед, назад, вправо и влево, он легко проезжает как плавные повороты, так и трудные участки маршрута, например, прямые углы, перекрестки, зигзаги. |
|
|
Датчик цвета принимает свет, отраженный от объекта. Робот идентифицирует цвет расположенного перед ним предмета и изменяет цвет RGB светодиода на цвет объекта, который мы рассматриваем. |
|
|
Двигаясь по линии робот определяет цвет расположенного перед ним квадрата и самостоятельно находит путь к квадрату идентичного цвета, используя датчики. Таким образом, робот может пройти маршрут от квадрата к квадрату. |
|
|
Робоплатформа оснащена ультразвуковым дальномером, который используется для нахождения преград на пути движения робота. Посредством особого алгоритма платформа останавливается, объезжает препятствия и не застревает в углу, продолжает движение и тем самым проходит лабиринт. |
|
Видеообзоры:
Автоматическая разводка
Я установил автоматический разводчик, чтобы использовать ширину дорожек и промежутков между ними, заданную производителем печатных плат, которая использовалась как настройка по умолчанию. Ч также указал разводчику использовать по максимуму ресурсы моего компьютера. Эта плата небольшая и поэтому не требует от авторазводчика больших усилий, но автоматическая разводка большой платы может занять некоторое время. Перед запуском автоматического разводчика обязательно сохраните копию файла вашей печатной платы на случай, если авторазводчик сделает не совсем то, что вы хотели.
Настройка автоматического разводчика
Ниже показан результат автоматической разводки:
Результаты автоматической разводки
Разводка ключевых соединений
Автоматический разводчик плохо подходит для разводки силовых линий. Важные соединения я проложил вручную (показано ниже): линии питания, управление двигателем. Ширина силовых дорожек должна быть максимально возможной, чтобы ограничить падение напряжения. Если возможно, лучше всего разводить все дорожки вручную, чтобы вы знали, что происходит с сигналами. Для таких сигналов, как низкоскоростные цифровые соединения и другие некритические сети, автоматический разводчик может сохранить вам много времени. Я не разводил землю, потому что планирую использовать «земляной полигон», чтобы соединить земли вместе. Желтые линии, показанные ниже, называются «ratsnest», и они показывают, какие соединения еще предстоит развести. Они полезны во время ручной разводки, чтобы видеть куда должен идти проводник.
Разводка силовых линий
