PCB zavojnice u KiCad -u: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Fusion 360 projekti »

Prije nekoliko sedmica napravio sam mehanički 7 -segmentni ekran koji koristi elektromagnete za potiskivanje segmenata. Projekt je bio tako dobro prihvaćen da je čak objavljen u časopisu Hackspace! Primio sam toliko komentara i prijedloga da sam morao napraviti poboljšanu verziju. Pa hvala svima!

U početku sam planirao napraviti najmanje 3 ili 4 takve znamenke kako bih prikazao neku vrstu korisnih informacija o tome. Jedino što me u tome spriječilo bili su elektromagneti gladni energije. Zahvaljujući njima, svaka znamenka donosi oko 9A! To je mnogo! Iako osiguravanje tolike struje nije bio problem, znao sam da može biti puno bolje. Ali onda sam naišao na Carlov projekat FlexAR. To je u osnovi elektromagnet na fleksibilnoj PCB -u. Napravio je nekoliko sjajnih projekata koristeći to. Pogledajte njegov rad! U svakom slučaju, nagnalo me je na razmišljanje mogu li koristiti iste zavojnice od PCB -a za guranje/povlačenje segmenata. To znači da bih mogao smanjiti zaslon i manje trošiti energiju. Zato ću u ovom Instructable -u pokušati napraviti nekoliko varijacija zavojnica, a zatim ih testirati da vidim koja od njih najbolje funkcionira.

Hajde da počnemo!

Korak 1: Plan

Plan je dizajnirati probnu PCB s nekoliko varijacija zavojnica. To će biti metoda pokušaja i greške.

Za početak, koristim Carlov fleksibilni pokretač kao referencu koja je dvoslojna PCB sa 35 okreta na svakom sloju.

Odlučio sam isprobati sljedeće kombinacije:

• 35 okreta - 2 sloja
• 35 okreta - 4 sloja
• 40 okreta - 4 sloja
• 30 okreta - 4 sloja
• 30 zavoja - 4 sloja (s rupom za jezgru)
• 25 okreta - 4 sloja

Sada dolazi teži dio. Ako ste koristili KiCad, možda znate da KiCad ne dopušta zakrivljene bakrene tragove, samo ravne tragove! Ali što ako male ravne segmente spojimo na takav način da se stvori krivulja? Odlično. Sada nastavite to raditi nekoliko dana dok ne dobijete jednu potpunu zavojnicu !!!

Ali pričekajte, ako pogledate PCB datoteku, koju KiCad generira, u uređivaču teksta, možete vidjeti da je svaki položaj segmenta pohranjen u obliku koordinata x i y zajedno s nekim drugim podacima. Sve promjene ovdje će se odraziti i na dizajn. Što bi bilo kad bismo mogli unijeti sve pozicije potrebne za formiranje potpune zavojnice? Zahvaljujući Joan Spark, on je napisao Python skriptu koja nakon unosa nekoliko parametara izbacuje sve koordinate potrebne za formiranje zavojnice.

Carl je u jednom od svojih video zapisa upotrijebio Altium Circuit Maker za stvaranje svoje PCB zavojnice, ali nije mi se dalo učiti novi softver. Možda kasnije.

Korak 2: Izrada zavojnica u KiCad -u

Prvo sam postavio konektor na shemu i spojio ga kao što je prikazano gore. Ova žica će postati zavojnica u rasporedu PCB -a.

Zatim morate zapamtiti neto broj. Prvi će biti neto 0, sljedeći će biti neto 1, itd.

Zatim otvorite python skriptu koristeći bilo koji odgovarajući IDE.

Odaberite širinu traga koju ćete koristiti. Nakon toga pokušajte eksperimentirati sa stranama, početni radijus i udaljenost staze. Razmak kolosijeka treba biti dvostruka širina kolosijeka. Što je veći broj 'strana', zavojnica će biti glatkija. Bočne strane = 40 najbolje funkcioniraju za većinu zavojnica. Ovi parametri ostat će isti za sve zavojnice.

Morate postaviti nekoliko parametara kao što su centar, broj okreta, bakreni sloj, broj mreže i najvažnije, smjer rotacije (okretanje). Prilikom prelaska s jednog sloja na drugi, smjer se mora promijeniti kako bi se zadržao smjer struje. Ovdje spin = -1 predstavlja kazaljku na satu, dok spin = 1 predstavlja suprotno od kazaljke na satu. Na primjer, ako prednji sloj bakra ide u smjeru kazaljke na satu, onda donji sloj bakra mora ići u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Pokrenite skriptu i bit će vam prikazano puno brojeva u izlaznom prozoru. Kopirajte i zalijepite sve u PCB datoteku i spremite je.

Otvorite PCB datoteku u KiCadu i tamo je vaša prekrasna zavojnica.

Na kraju, povežite preostale veze s konektorom i gotovi ste!

Korak 3: Naručivanje PCB -a

Prilikom projektiranja zavojnica koristio sam bakrene tragove debljine 0,13 mm za sve zavojnice. Iako JLCPCB može napraviti minimalnu širinu traga od 0,09 mm za 4/6 slojeva PCB -a, nisam osjetio da sam je gurnuo previše blizu granice.

Nakon što sam završio s projektiranjem PCB -a, postavio sam gerber datoteke u JLCPCB i naručio PCB -ove.

Kliknite ovdje za preuzimanje gerber datoteka ako želite isprobati.

Korak 4: Izrada testnih segmenata

Dizajnirao sam nekoliko testnih segmenata različitih oblika i veličina u Fusion -u 360 i štampao ih 3D.

Budući da sam koristio bakreni trag 0,13 mm za zavojnice, može podnijeti maksimalnu struju od 0,3A. Elektromagnet koji sam koristio u prvoj izgradnji troši do 1,4A. Jasno je da će doći do značajnog smanjenja sile, što znači da segmente moram učiniti laganima.

Smanjio sam segment i smanjio debljinu stijenke, zadržavajući oblik isti kao i prije.

Čak sam ga testirao s različitim veličinama magneta.

Korak 5: Zaključak

Otkrio sam da je zavojnica sa 4 sloja i 30 okreta na svakom sloju zajedno s neodimijskim magnetom 6 x 1,5 mm dovoljna za podizanje segmenata. Veoma sam sretan što vidim da ideja funkcionira.

Znači to je to za sada. Zatim ću smisliti elektroniku za kontrolu segmenata. Javite mi svoja razmišljanja i prijedloge u komentarima ispod.

Hvala vam što ste se držali kraja. Nadam se da vam se svi sviđa ovaj projekt i da ste danas naučili nešto novo. Pretplatite se na moj YouTube kanal za još ovakvih projekata.