אני לא מומחה גדול באלקטרוניקה, יש אנשים שזה המקצוע שלהם, אבל תמיד משך אותי תכנון לוחות, רובנו מקבלים את הלוחות כמובן מאליו ולא תמיד מעניין אותנו ממה בדיוק מורכב הלוח ,מספיק לנו דף ב Manual כדאי להחליט אם הלוח טוב מספיק, לאחר שהחלטתי להכניס את נושא ה Embedded לאתר זה משך אותי פנימה והרצון לדעת ממה כל העסק מורכב מאוד מסקרן אותי, החלטתי לכתוב מאמר כיצד ניתן לעצב ולבנות לוחות מבלי לצאת מהבית במיוחד עבור אב-טיפוס לפני שהולכים להדפיס אותו בכמויות.
PCB - Printed Circuit Board
אין הגדרה יותר טובה ממה שרשום בכותרת מדובר על מעגל מודפס שמכיל רכיבים אלקטרונים ומחבר בינהם בעזרת זרם חשמלי, יש המון סוגים של משטחים עבור יצירת PCB רובם עשויים מנחושת וניתן למצוא אותם בגדלים שונים, חלק מהמשטחים הם דו צדדים וניתן להדפיס משני הצדדים, בצורה זו ניתן לתכנן לוחות מורכבים יותר ולחסוך מקום, העברת התוכניות למשטח נעשת בעזרת שקף ומגהץ (כמו שנראה במאמר) או בעזרת קרני UV.
עבור הדוגמה של התהליך נבנה לוח עם Voltage Regulator שיוריד את הספק הזרם ל 5 V על מנת שנוכל לעבוד עם רכיבים עם צריכת חשמל נמוכה ועדיין להשתמש בשנאי ישן של 9 V.
כללי זהירות:
- עבודה עם זרם חשמלי שמעל 5 V , שימו לב לא להשתמש בספקים שמעל 9 V - ראו הוזהרתם על אחריותכם בלבד.
- Voltage Regulator מתחמם בזמן הורדת הזרם, ככל שהזרם גבוה יותר ככה הוא מתחמם יותר ועלול להישרף - ראו הוזהרתם על אחריותכם בלבד.
- יצירת הלוח מתבצעת בעזרת חומצה מאוד מסוכנת, מומלץ להשתמש בה באיזור עם אוורור ואין לגעת בה באופן ישיר, יש להצטייד בכפפות פלסטיק ומשקפי מגן - ראו הוזהרתם על אחריותכם בלבד.
תכנון המעגל:
נתכנן את המעגל ע"ג Solder less Breadboard שבמקרה שיש טעות תמיד נוכל לתקן או להוסיף רכיבים נוספים לפני שאנחנו הולכים לייצר את האב טיפוס הראשוני.
Fritzing
 |
| http://fritzing.org/ |
זו סביבה שדרכה ניתן לתכנן את הלוח, היא מגיעה עם המון רכיבים ולוחות והיא מאוד פשוטה לעבודה, ניתן לייצר ממנה את התוכניות המדוייקות של הלוח לצורך הדפסה או לשלוח את התוכנית לחברה חיצונית שתדפיס אותה באופן מקצועי, יש 3 מצבי תצוגה שונים שמאפשרים לנו לקפוץ בין ה Breadboard ל Schematic ול PCB בצורה נוחה, נתכנן את המעגל בעזרת התוכנה ואח"כ נחבר פיזי את הרכיבים ללוח ה Breadboard.
כשנעבור למצב PCB נבדוק כיצד המעגל המודפס נראה (צריך לסדר אותו קצת..):
דרישות:
- Voltage Regulator - 7805CT
- 2 Capacitor - 10uf
- Power Jack Connector
- 330 Ohm Resistor
- Led
- Wires
- Solder less Breadboard
- Multimeter
- Pins Header
- 9 v Adapter
מבנה סופי:
ל Voltage Regulator יש 3 רגליים, הרגל אמצעית מחוברת ל GND, הרגל העליונה מחוברת לשנאי והרגל התחתונה מוציאה 5 V, נמדוד בעזרת ה Multimeter את הזרם לפני ה Voltage Regulator ואח"כ נמדוד שוב אחרי ה Voltage Regulator ונוודא שאנחנו מקבלים את הזרם המתאים.
הכנת הלוח:
לאחר שהכנו את המעגל ובדקנו אותו ניתן לייצר את התוכניות ישירות מ Fritzing כ PDF ואח"כ להדפיס אותו על שקף בעזרת מדפסת ביתית.
כשעושים Export ל PDF מקבלים מספר קבצים, נשתמש בקובץ ה Bottom שהוא בעצם החלק האחורי (זה עם הנחושת), ובצדו השני נרכיב את הרכיבים, שימו לב זה מאוד מבלבל מומלץ להדפיס על דף רגיל ,לנסות להרכיב את הרכיבים ולראות שאין טעות.
שימו לב! - הלוח מתוכנן על משטח חד צצדי של PCB , חשוב לוודא שכל הרכיבים נמצאים בשכבה המתאימה.
דרישות:
- PCB Half Side
- Ferric Chloride - חומצה
- Transparent Paper - שקפים
- Black Permanent Marker - טוש
- Sand Paper - נייר זכוכית
- Paper Tape - נייר סלוטייפ
- Bowl - קערה לחומצה
- Bowl - קערה למים
- Iron - מגהץ
- Rubber gloves - כפפות גומי
- Goggles - משקפי מגן
נדפיס את התוכנית ע"ג שקף ואחר כך נחתוך את ה PCB לפי המידות:
נשפשף את הלוח בנייר זכוכית עד למראה זוהר:
נעטוף בעזרת נייר סלוטייפ את התוכנית צמודה ללוח:
נלחץ על הלוח את המגהץ, למספר דקות עד שנקבל גוון חום של נייר הסלוטייפ, מפעילים לחץ על דפנות הלוח ומרכזו על מנת שהתוכנית תעבור בשלמותה.
נכניס את הלוח לקערת מים ונוריד את הנייר הסלוטייפ יחד עם השקף, התוכנית צריכה לעבור ללוח במקרה שלא הכל עבר כמו שצריך נשתמש בטוש על מנת לתקן איזורים דהויים או חסרים, מומלץ לעשות הדגשה נוספת.
נכין את החומצה, נרתיח מים חמים, היחס הוא אחד לשליש, כלומר כוס מים ושליש כוס חומצה , במקרה שלי החומצה מגיעה כדוריות שנמסות במים ונותנות להם גוון אדום, נמתין בין 20 ל 30 דקות להשלמת פעולת החומצה.
נשטוף את הלוח במים על מנת שהחומצה תרד ובעזרת ניר הזכוכית נוריד את הדיו של התוכנית על מנת שיחשף לנו המעגל
הרכבת הלוח:
זהו מעגל המודפס מוכן, השלב הבא הוא להכין את הלוח עם כל המרכיבים, נעשה חורים בעזרת Dremel ונלחים את החלקים לפי התוכנית.
דרישות:
- Soldering Iron - מלחם
- Solder - בדיל
- Dremel
- Third Hand - יד שלישית
מבנה סופי:
בדיקות אחרונות:
נוודא בפעם האחרונה שהזרם הסופי שמקבלים הוא 5 V ללא הפרעות.
סיכום:
סיימנו את התהליך אומנם הוא ארוך ודורש קצת שיעורי מלאכה אבל בהחלט היה שווה את זה, מעכשיו נוכל לתכנן בעצמנו את הלוחות עבור הפרוייקטים שלנו מבלי לצאת מהבית.
הורדת התוכנית:
זה חי!!!!
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה