笔录一个简易的电路板的炮制过程电子科技

 

 

前言

 

  现在,很四人手上都有一五个电子装备,可是却很少有人知道里边相比首要的一些(PCB电路板)是怎样打造出来的。我尽管懂点硬件,可是在此以前设计的简易系统都是投机在万能板上用导线自己焊接的(如下图左),复杂的都是模块拼接的(如下图右):

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   工作中原理图和PCB也有特意的工程师来创制,由此我对这一块了然相比较少。而近期闲来无事,又因为手头上确实少一个四线二项步进电动机驱动模块。初始是在Tmall上找了很久才找到一个相符的,结果试验了一中午要么不行;又考虑自己在万能板上焊接,然而发现该模块外围需要10个左右的电阻电容,连线焊接不便利。最终也就决定自己尝尝“造”一个了,有时候不卖出一地步永远不亮堂前边是坑仍旧路!下面是百分之百的创设过程(存在部分不成熟之处还请见谅)~

 

PCB的绘图、打板、元件焊接与测试

 

  PCB绘制可以用很多种软件,如下图一个社区内的投票。其中Eagle是CadSoft
Computer公司已经支付并销售EAGLE软件包超过20年。总部放在德意志联邦共和国的CadSoft拥有庞大的用户群,从业余爱好者到环球跨外集团如3M,
AT&T,
BMW,
Daimler
Chrysler,
Hewlett Packard,
IBM等。
EAGLE(Easily
Applicable Graphical Layout
Editor)(易应用图形布局编辑器)是一款低价格、界面添加、人性化、易于学习和利用且效能强大的规律图和PCB规划工具,它有成百上千高级效用:例如在线正反向标注功效、批处理命令执行脚本文件、覆铜以及互动跟随布线器等功用。EAGLE从20世纪90年份初开始,就是亚洲市场上此类软件中的畅销产品。曾5次被一家根本的德国电子杂志选为“年度产品”,EAGLE在北美也已得到一定大的打响。EAGLE近期有标准版及专业版,可用来Windows®、
Linux® 、
Mac®平台。(你在Ubuntu的拔取集团上时常看见的分外评分还不错的大红鹰软件就是它了!)电子科技 3

  Altium Designer
是原Protel软件开发商Altium集团推出的完好的电子产品开发序列,首要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和计划性输出等技巧的全面融合,为设计者提供了崭新的筹划缓解方案,使设计者可以轻松举行统筹,熟悉运用这一软件必将使电路设计的质量和效用大大提升。Altium
Designer 除了周详继承包括Protel 99SE、Protel
DXP在内的先前一文山会海版本的功效和亮点外,还增加了重重更上一层楼和重重高端职能。该平台推广了板级设计的价值观界面,周详集成了FPGA设计功能和SOPC设
计实现效益,从而允许工程设计职员能将系统规划中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在共同。
由于Altium Designer
在持续先前Protel软件功效的基本功上,综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计效率,Altium
Designer 对电脑的系列要求比原先的本子要高一些。

  Protel99SE是采用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,接纳设计库管理格局,可以展开联网设计,具有很强的数据交流能力和开放性及3D模拟功用,是一个32位的规划软件,可以成功电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件规划等工作,可以计划32个信号层,16个电源–地层和16个机加工层。

  Altium集团作为EDA领域里的一个遥遥超过公司,在原本Protel
99SE的基本功上,应用初叶进的软件设计
法,于2002年先是推出了一款基于Windows2000和Windows
XP操作系统的EDA设计软件Protel
DXP。并于2004年出产了组合Protel完整PCB板级设计效率的一体化电子产品开发体系环境——Altium
Designer2004版。与99SE的界别(来源网上):protel99对于xp的兼容性差点、不太平静,可以满意大部分计划需要;protel
dxp引入了设计工程的想想,它的筹划工程文件即便只起到了一个和不同源文件间的链接成效,但足以便宜协会起多层次的设计,另外好像在自行布线和购并元件库上更完美。

  铿腾电子科技有限公司(Cadence Design Systems, Inc;
NASDAQ:CDNS)是一个专门从事电子设计自动化(EDA)
的软件集团,由SDA
Systems和ECAD两家商店于1988年侵吞而成。是天底下最大的电子设计技术(Electronic
Design
Technologies)、程序方案服务和设计服务供应商。其解决方案意在提升和督查半导体、总计机连串、网络工程和电信设备、花费电子产品以及其他各样型电子产品的规划。产品含有了电子设计的全部流程,包括系统级设计,功用验证,IC综合及布局布线,模拟、混合信号及射频IC设计,全定制集成电路设计,IC物理验证,PCB设计和硬件仿真建模等。
其总部位于弥利坚加州南京(San
Jose),在中外各地存在销售办事处、设计及研发主题。


 

  从地方简单的投票可知国内用AD和99的人是相比多的,我也紧跟时尚下了个AD14。既然有工具了,接下去就该起首规划原理图了,经过千辛万苦终于找到一款符合自己用的芯片——ST的L6219四线二项步进电动机驱动芯片:

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  然后阅读其datasheet知道:The L6219 is a bipolar monolithic
integrated circuits(双极性单片集成电路) intended to control and drive
both winding(双绕组,即三个线) of a bipolar(双极性) stepper motor or
bidirectionally(直接地) control two DC motors. The L6219 with a few
external components form a complete control and drive circuit for LS-TTL
or microprocessor controlled stepper motor
system(比较少的外设就能结合一个系统). The power stage is a dual full
bridge capable of sustaining 46V and including four diodes for current
recirculation. 另外,该芯片有双列直插和贴片二种体制:

       

末尾在其背后找到了其独立应用的法则图(这就是大家最亟需的哇)

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下一场依据原理图在AD14软件中绘制原理图

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再跟着用AD14自带的PCB生成功能自动生成并机关布线

最终效果如下

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其3D效果如下

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  最终就是在Taobao上交流一个PCB打样的,将.PcbDoc文件发给她,和她确认好应用多少厚度的pcb板(1mm\1.2mm\1.6mm\2mm…)、什么颜色的pcb板(黑\白\绿\紫\红\蓝…)、倘使生产厂家更规范还会问是用无铅喷锡\有铅喷锡\沉金等。我及时规划时卖家说肉色的要其它交50元,我就丢掉采取了粉红色的!当时的价位是30元10片(每片小于4x5cm)。不了解是自己做的好\(^o^)/~依然店铺爽快,我让他帮自己看看对不对,他说没问题,然后我也就爽快地下单了~(就欣赏这样舒畅的交易,哈哈)


 

  下边把pcb交给卖家生产了,接下去要考虑的题材是啥地方去进货那个电子元件呢~当然贴片的L6219是相比好买的(唯一嘛),然则地点的电阻电容就麻烦了~假如是标准生产,一般是pcb和boom表都发给生产厂家进行pcb生产、贴片、测试等所有过程,你一旦出钱最终就能得到和3D显示效果同样的东西了!可是,由于量小,贴片成本太大,我就协调得看boom来置办、贴片、测试了!下面是boom表:

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  为啥电阻和电容购买境遇了问题吧?是因为此地的电阻电容分别采用C2012和R2012封装的,而Tmall上卖的相比多的是0805、1206等包裹。更坑的是自我先把PCB发给卖家生产了,于是就得看看1206或0805这种封装能取代2012包装的,最终分别拿1206和0805的电容和2012的电容举办相比,最后发现0805打包的是足以替换2012打包的,于是每种电阻电容各买500个:(对于100uF的电容实在找不到适合的0805结果就买了个10uF的1206—->如下图中第二行第一室,分明比0805大,所以焊接的时候也给自家带了点麻烦)

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就如此在十一过后着急地等候了3天,电子元件和pcb都过来了(十一他们不工作滴)

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骨子里在十一从前自己还做了件事,就是买入一套焊接装备(自己贴片当然少不了烙铁、风枪、吸锡器啥的哇)

下图是自个儿的“车库”,工具齐全,环境精美

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通过自家的风枪吹、烙铁焊、吸锡器、镊子等往往蹂躏

终极弄出来一个

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  其实,到上一步还不算了却,大家还亟需测试一下新模块到底可不可以、有没有虚焊啥的。接下来就是看家本领了,嵌入式开发想要控制它还不容易!从下边的原理图我们了然——I01\I11\I02\I12\Ph1\Ph2多个引脚是和MCU相连来决定的引脚,引脚1、21、2、5接4线步进电机对应的四线,我把电源输入强制都用5V的表面供电(其实有点不客观的)。
从它的datasheet中我们又收获下列音讯:即当把I01\I11\I02\I12一体接地同时Ph1和Ph2输入00、10、11、01周期性的信号时,四线二项步进电动机工作在FULL
STEP MOTOR DRIVE状态。

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  由于整个工程特别大,这里只贴出驱动该模块并决定步进电机的驱动部分:这里B7和B9多个引脚就是连续在大家只做的驱动模块的Ph1和Ph2上,看下边代码可知周期性输入10、11、01、00是一种转向,周期性输入01、11、10、00是此外一种转向,从而依据输入left的TRUE
OR
FALSE来支配步进电机的转动方向,而参数n表示要连续控制步进电机转多少个如此的周期从而达成准确转某个角度的需求。

 1 #define SET_A          GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7)
 2 #define RESET_A        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7)
 3 #define SET_B          GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9)
 4 #define RESET_B        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9)
 5 void smallGo(int n, bool left)
 6 {
 7     int i;
 8     if(left == TRUE)
 9     {
10         for(i = 0; i < n; i++)
11         {
12             SET_A;
13             RESET_B;
14             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
15             SET_A;
16             SET_B;
17             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
18             RESET_A;
19             SET_B;
20             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
21             RESET_A;
22             RESET_B;
23             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
24         }
25     }
26     else
27     {
28         for(i = 0; i < n; i++)
29         {
30             RESET_A;
31             SET_B;
32             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
33             SET_A;
34             SET_B;
35             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
36             SET_A;
37             RESET_B;
38             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
39             RESET_A;
40             RESET_B;
41             OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, DelaySmall);
42         }
43     }
44 }

  由于此地我们运用下边的步进电动机,其每转步数为48,也就是说上边函数调用中n=12即可实现步进电动机旋转一周的目的,也就此小小可控转角为360/12=30°。再通过统计求出旋转一步连接螺母可以移动的距离就能落实规范的离开控制,从而做一些机器人手臂、3D打印、喷墨、光盘托盘等机械部件的标准驱动模块。然则这里每步30°精度不太高,我在该品种中用的另一个商业版的步进电动机驱动可以支撑每转步数10000,是不是很厉害丫~

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说明:

  最近怎么着为编程爱好者设计一款有趣的智能硬件暂时告一段落更新(方今已至十),不是因为我要吐弃该DIY的换代,而是因为当自己把无线、呈现、传感器等模块的驱动封装好之后,发现少一个主干的扶助点对点、点对多以及广播的安澜的通信协议。于是,接下去一段时间可能会先谈linux内核专题,等时机成熟我再带一个适合X-OS的通信协议继续DIY我们的积木物联网系统。哈哈,再议论本篇的创作目标:一方面想让大家探听一下一个非正式电子爱好者肿么办自己的电路板;另一方面总计下团结首先次打板碰着的小问题和DIY过程中的小乐趣~请我们多多襄助,♪(^∇^*)

 

 

 

 

@beautifulzzzz

  2015-10-17
持续更新中~

 

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