PCB бобини в KiCad: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Проекти на Fusion 360 »

Няколко седмици назад бях направил механичен 7 -сегментен дисплей, който използва електромагнити за изтласкване на сегментите. Проектът беше толкова добре приет, че дори беше публикуван в списание Hackspace! Получих толкова много коментари и предложения, че трябваше да направя подобрена версия. Така че, благодаря на всички!

Първоначално планирах да направя поне 3 или 4 такива цифри, за да покажа някаква полезна информация за него. Единственото нещо, което ме спря да го направя, бяха гладките за електромагнити. Благодарение на тях всяка цифра тегли около 9А! Това е много! Въпреки че осигуряването на толкова много ток не беше проблем, но знаех, че може да бъде много по -добре. Но тогава попаднах на проекта на Carl FlexAR. Това е основно електромагнит на гъвкава платка. Той е направил няколко страхотни проекта, използвайки го. Вижте работата му! Както и да е, накара ме да се замисля дали мога да използвам същите намотки на печатни платки, за да натискам/издърпвам сегментите. Това означава, че бих могъл да направя дисплея по-малък и по-малко енергоемък. Така че в тази инструкция ще се опитам да направя няколко варианта на бобините и след това да ги тествам, за да видя коя работи най -добре.

Да започваме!

Стъпка 1: Планът

Планът е да се проектира тестова печатна платка с няколко варианта на бобини. Това ще бъде метод на проба и грешка.

Като начало използвам гъвкавия задвижващ механизъм на Carl като еталон, който е двуслойна печатна платка с 35 завъртания на всеки слой.

Реших да опитам следните комбинации:

• 35 завъртания - 2 слоя
• 35 завъртания - 4 слоя
• 40 оборота - 4 слоя
• 30 завъртания - 4 слоя
• 30 завъртания - 4 слоя (с отвор за сърцевината)
• 25 завъртания - 4 слоя

Сега идва трудната част. Ако сте използвали KiCad, може да знаете, че KiCad не допуска извити медни следи, а само прави следи! Но какво ще стане, ако съединим малки прави сегменти по такъв начин, че да се създаде крива? Страхотен. Сега продължете да правите това в продължение на няколко дни, докато имате една пълна бобина !!!

Но изчакайте, ако погледнете файла PCB, който KiCad генерира, в текстов редактор, можете да видите, че позицията на всеки сегмент се съхранява под формата на координати x и y заедно с друга информация. Всички промени тук ще бъдат отразени и в дизайна. Какво ще стане, ако можем да въведем всички позиции, необходими за образуване на пълна бобина? Благодарение на Джоан Спарк, той е написал скрипт на Python, който след въвеждане на няколко параметъра изплюва всички координати, необходими за образуване на бобина.

Карл, в един от своите видеоклипове, е използвал Altium's Circuit Maker, за да създаде своята PCB бобина, но не ми се искаше да науча нов софтуер. Може би по-късно.

Стъпка 2: Изработка на бобини в KiCad

Първо поставих конектор на схемата и го свързах, както е показано по -горе. Този проводник ще се превърне в бобина в оформлението на печатната платка.

След това трябва да запомните нетния номер. Първият ще бъде нето 0, следващият ще бъде нето 1 и т.н.

След това отворете скрипта на python, като използвате всяка подходяща IDE.

Изберете ширината на следата, която ще използвате. След това опитайте да експериментирате със страни, започнете радиус и проследете разстоянието. Разстоянието на коловоза трябва да бъде двойно ширината на коловоза. Колкото по -голям е броят на „страните“, толкова по -гладка ще бъде намотката. Страни = 40 работи най -добре за повечето бобини. Тези параметри ще останат същите за всички бобини.

Трябва да зададете няколко параметъра като център, брой завои, меден слой, нетен номер и най -важното посоката на въртене (въртене). Докато преминавате от един слой в друг, посоката трябва да се промени, за да се запази посоката на тока същата. Тук spin = -1 представлява по посока на часовниковата стрелка, докато spin = 1 представлява обратно на часовниковата стрелка. Например, ако предният меден слой върви по посока на часовниковата стрелка, тогава долният меден слой трябва да върви обратно на часовниковата стрелка.

Стартирайте скрипта и ще бъдете представени с много числа в прозореца за извеждане. Копирайте и поставете всичко в PCB файла и го запазете.

Отворете PCB файла в KiCad и там е вашата красива бобина.

Накрая направете останалите връзки към конектора и сте готови!

Стъпка 3: Поръчайте печатни платки

Докато проектирах намотки, използвах медна следа с дебелина 0,13 мм за всички бобини. Въпреки че JLCPCB може да направи минимална ширина на проследяване от 0,09 мм за 4/6 слоя печатна платка, не се почувствах прекалено близо до границата.

След като приключих с проектирането на печатни платки, качих гербер файловете в JLCPCB и поръчах печатните платки.

Щракнете тук, за да изтеглите гербер файловете, ако искате да го изпробвате.

Стъпка 4: Създаване на тестови сегменти

Проектирах няколко тестови сегмента с различни форми и размери във Fusion 360 и 3D ги отпечатаха.

Тъй като съм използвал 0,13 мм медна следа за намотките, тя може да издържи максимален ток от 0,3А. Електромагнитът, който бях използвал при първото изграждане, извлича до 1.4A. Ясно е, че ще има значително намаляване на силата, което означава, че трябва да направя сегментите леки по тегло.

Намалих сегмента и намалих дебелината на стената, запазвайки формата същата като преди.

Дори го тествах с различни размери на магнитите.

Стъпка 5: Заключение

Открих, че намотка с 4 слоя и 30 завъртания на всеки слой заедно с неодимов магнит 6 х 1,5 мм е достатъчна за повдигане на сегментите. Много се радвам, че идеята работи.

Така че това е засега. След това ще разбера електрониката за управление на сегментите. Кажете ми вашите мисли и предложения в коментарите по -долу.

Благодаря, че се придържате към края. Надявам се, че всички обичате този проект и сте научили нещо ново днес. Абонирайте се за канала ми в YouTube за още такива проекти.