Circuits imprimés basés sur un navigateur : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Au fur et à mesure que vous entreprenez ou créez des projets, certains seront faciles et d'autres difficiles. Certains seront ponctuels et d'autres devront être réalisés à grande échelle. Dans cet article, nous explorerons mon plus grand projet à ce jour, Distributed Symphony, et comment le microcontrôleur à la base a été construit dans un navigateur.

Étape 1: L'opportunité

The Distributed Symphony est le projet le plus important et le plus complexe que j'ai réalisé. Une fois par an, j'ai l'occasion unique d'apporter une expérience amusante à une entreprise hors site pour un public de 600 cadres. Au cours des derniers versements, le "fun" a été présenté comme un défi de conception. L'invite pour la première itération était de construire une machine à balles qui envoie une balle sur son chemin pendant exactement deux secondes. Chaque année successive avait une complexité et une présence technique croissantes. Cette année, j'ai décidé qu'il était temps d'organiser une expérience impressionnante.

Étape 2: Sypmony distribué

Le projet consistait en cent vingt kits contenant tous les ingrédients nécessaires à une équipe de cinq personnes pour créer un instrument de percussion. Chaque kit comprenait les éléments suivants.

• Micro-contrôleur connecté
• Compte-gouttes de boule de solénoïde
• Résonateur instrumenté d'un Glockenspiel
• Bouton de déclenchement
• Dix boules en bois
• Matériaux de construction
• Éléments artistiques

Au cœur de ce projet se trouvait le microcontrôleur. L'ajout de logique et de connectivité cloud visait à améliorer l'expérience et à ne pas gêner. La carte contrôleur avait des fonctionnalités considérables exposées de la manière la plus simple possible. Les valeurs de résistance, les problèmes de puissance, les diodes et les condensateurs ont été intégrés à la conception de la carte afin que les participants soient libres de se concentrer sur le défi et non sur la technologie.

Étape 3: Prenez des risques

Ce projet a présenté l'opportunité de construire un essaim de cartes microcontrôleur CMS personnalisées. C'était nouveau pour moi, mais cela semblait être quelque chose qui valait la peine d'être appris et un défi majeur. Pour concevoir les planches, j'ai utilisé Upverter. C'est une solution de bout en bout très intéressante basée sur un navigateur pour la conception et la production de PCB. Une fois que vous vous êtes habitué à trouver des composants dans leur bibliothèque, il est facile à utiliser. Les cartes étaient basées sur le microcontrôleur ESP32 très performant. Les planches ont été conçues pour durer plus longtemps que ce projet car elles ont été marquées pour un don pour aider les enfants à apprendre le code et la conception de circuits. Chaque planche a les caractéristiques suivantes:

• Micro-contrôleur ESP32 - Compatible Wifi et Bluetooth
• Deux têtes de solénoïde/moteur PWM
• Quatre en-têtes GPIO 3,3 V mis à la terre
• Deux pilotes de bande Neopixel
• Deux pavés tactiles capacitifs et en-têtes en option
• Écran LCD intégré
• Néopixel unique intégré
• Programmeur USB vers UART embarqué -
• Bus d'alimentation 5V
• Bus d'alimentation 3V

Le projet n'utilisait qu'un seul pilote de solénoïde, l'écran LCD, le Neopixel intégré et trois des en-têtes GPIO. La fonctionnalité supplémentaire a depuis été utilisée dans le cadre d'ateliers d'enseignement pratique pour les enfants.

Étape 4: Planifiez-le

La première étape de la fabrication de vos circuits imprimés personnalisés consiste à les planifier. En ce qui concerne la conception de circuits, cela signifie créer votre schéma. J'ai utilisé ma maquette pour concevoir chaque fonctionnalité du projet plus vaste. Au fur et à mesure que chaque circuit commençait à fonctionner, je l'ai soigneusement traduit dans l'outil Upverter Schematic. Après cela, j'ai effacé la maquette et me suis mis au travail sur la section suivante jusqu'à ce que la carte contrôleur soit logiquement terminée.

Étape 5: Disposez-le

La prochaine étape dans la production de matériel est la disposition du PCB. C'était bien plus amusant que je ne le pensais, c'était comme jouer à SimCity avec de l'électricité. L'outil de mise en page Upverter est plutôt cool et amusant à utiliser. Plus je travaillais avec, plus je peaufinais le design et cherchais des points de style dans la mesure du possible. C'est votre travail d'ajouter des fils entre les composants. Il y a des lignes vertes qui mettent en évidence les connexions non tracées avec du cuivre. La partie la plus excitante de la mise en page PCB est la possibilité de sauter les traces de terre. Tout ce qu'ils ont à faire est de toucher la couche inférieure et ils sont mis à la terre, c'est facile ! Alors que nous parlons de la couche inférieure, c'est une autre chose de beauté. Si de nombreuses traces vous gênent, il vous suffit de vous déposer sur la couche inférieure, de contourner le trafic et de remonter de l'autre côté.

Étape 6: Rendez-le réel

Une fois que vous passez à la production, les choses deviennent réelles et vraiment chères. Trouvez une maison de production avec laquelle vous vous sentez à l'aise ou une que quelqu'un que vous connaissez a déjà utilisé. Vous leur enverrez des fichiers pour créer vos planches et éventuellement faire l'assemblage complet. La majeure partie du coût est dans l'achat des pièces et l'assemblage. Étant donné que ce projet nécessitait de nombreuses unités ainsi que l'utilisation de composants de montage en surface, j'ai opté pour la maison de production pour l'assemblage.

Upverter a une section de téléchargement où vous pouvez générer les fichiers dont vous avez besoin pour passer à la production. Pour vous aider à économiser quelques allers-retours, voici la liste des fichiers que j'ai exportés:

• GerberFichiers
• Perceuse CN (Excellon)
• XYRS (choisir et placer)
• Nomenclature

Soyez prêt à faire un ou deux petits tests avant d'envoyer votre grosse commande. Ma conception est allée à deux petites séries de production chacune avec des erreurs avant la grosse commande de cent trente pièces. J'ai complété la commande par dix juste au cas où certaines des planches auraient été produites avec des erreurs. Comme vous pouvez le voir sur la deuxième image, j'ai dû utiliser des cavaliers verts pour fixer les cartes de l'une des précédentes séries de production. Ça y est, vous êtes maintenant l'heureux propriétaire de 5 à 50 000 cartes contrôleurs personnalisées.

Étape 7: La révélation

C'était la fin douce-amère d'un long long chemin. Les kits ont été distribués et un prompt a été donné. Les équipes ont entrepris de construire un instrument de percussion qui pourrait de manière fiable laisser tomber une balle sur le résonateur à chaque pression de bouton. Au fur et à mesure de la construction, nous avons révélé que les projets étaient connectés au cloud et avaient des tableaux de bord mobiles correspondants. Les équipes ont utilisé le tableau de bord mobile pour reproduire des modèles dans leurs appareils. "Sauvegarder et couper les cheveux" était maintenant l'objectif. Une fois que la majeure partie des équipes a pu jouer "Shave an a Haircut", nous étions prêts pour le récital.

Tout le monde chargea ses trémies à balles et recula. Nous avons utilisé notre console d'administration pour calculer les décalages des machines individuelles et jouer des chansons sur toutes les machines comme s'il s'agissait d'un seul instrument. Nous avons testé avec Guns and Roses et avons continué à jouer du Bach. La salle s'est remplie de musique douce et ce fut un succès.

Continuez à construire et ne laissez pas les projets PCB personnalisés vous effrayer ou vous gêner. Ils sont tout à fait faisables et il y a tout un monde de soutien là-bas.