PCB Coils sa KiCad: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Mga Proyekto ng Fusion 360 »

Ilang linggo pabalik ay gumawa ako ng isang Mekanikal na 7 Segment Display na gumagamit ng electromagnets upang itulak ang mga segment. Tanggap na tinanggap ang proyekto, nai-publish pa sa Hackspace Magazine! Nakatanggap ako ng napakaraming mga puna at mungkahi na kailangan kong gumawa ng isang pinahusay na bersyon nito. Kaya, salamat, lahat!

Orihinal na binalak kong gumawa ng kahit 3 o 4 na mga naturang digit upang maipakita ang ilang uri ng kapaki-pakinabang na impormasyon dito. Ang tanging bagay na pumigil sa akin sa paggawa nito ay ang mga electromagnet na nagugutom sa lakas. Salamat sa kanila, ang bawat digit ay nakakakuha ng tungkol sa 9A! Marami yan! Kahit na ang pagbibigay ng ganyang kasalukuyang ay hindi isang problema ngunit alam ko na maaari itong maging mas mahusay. Ngunit natagpuan ko ang proyekto ni FlexAR ni Carl. Karaniwan ito ay isang electromagnet sa isang kakayahang umangkop PCB. Gumawa siya ng ilang mga kahanga-hangang proyekto gamit ito. Suriin ang kanyang trabaho! Sa anumang paraan, naisip ko kung makakagamit ako ng parehong mga PCB coil upang itulak / hilahin ang mga segment. Nangangahulugan ito na maaari kong gawing mas maliit ang display at mas mababa sa gutom sa kuryente. Kaya sa Instructable na ito, susubukan kong gumawa ng ilang mga pagkakaiba-iba ng mga coil at pagkatapos ay subukan ang mga ito upang makita kung alin ang pinakamahusay na gumagana.

Magsimula na tayo!

Hakbang 1: Ang Plano

Ang plano ay upang magdisenyo ng isang pagsubok PCB na may ilang mga pagkakaiba-iba ng mga coil. Ito ay magiging isang paraan ng pagsubok at error.

Upang magsimula sa, gumagamit ako ng kakayahang umangkop na actuator ni Carl bilang isang sanggunian na isang 2 layer PCB na may 35 na lumiliko sa bawat layer.

Nagpasiya akong subukan ang mga sumusunod na kumbinasyon:

• 35 liko - 2 layer
• 35 liko - 4 layer
• 40 liko - 4 layer
• 30 liko - 4 layer
• 30 liko - 4 layer (na may butas para sa core)
• 25 liko - 4 layer

Ngayon narito ang mahirap na bahagi. Kung nagamit mo ang KiCad, maaari mong malaman na hindi pinapayagan ng KiCad ang mga kurbadong mga bakas ng tanso, tuwid na mga bakas lamang! Ngunit paano kung sumali kami sa maliliit na tuwid na mga segment sa isang paraan na lumilikha ito ng isang curve? Malaki. Ipagpatuloy ang paggawa nito sa loob ng ilang araw hanggang sa magkaroon ka ng isang kumpletong likid !!!

Ngunit maghintay, kung titingnan mo ang file ng PCB, na bumubuo ng KiCad, sa isang text editor, makikita mo na ang posisyon ng bawat segment ay nakaimbak sa anyo ng x at y mga koordinasyon kasama ang ilang iba pang impormasyon. Anumang mga pagbabago dito ay makikita rin sa disenyo. Ngayon, paano kung mapasok namin ang lahat ng mga posisyon na kinakailangan upang bumuo ng isang kumpletong likid? Salamat kay Joan Spark, nagsulat siya ng isang script ng Python na pagkatapos maglagay ng ilang mga parameter ay iniluluwa ang lahat ng mga coordinate na kinakailangan upang bumuo ng isang coil.

Si Carl, sa isa sa kanyang mga video, ay gumamit ng Altium's Circuit Maker upang likhain ang kanyang PCB coil, ngunit hindi ko nais na matuto ng bagong software. Baka mamaya.

Hakbang 2: Paggawa ng Mga Coil sa KiCad

Una kong inilagay ang isang konektor sa eskematiko at wired ito tulad ng ipinakita sa itaas. Ang wire na ito ay magiging isang coil sa layout ng PCB.

Susunod, kailangan mong tandaan ang numero ng net. Ang una ay magiging net 0, ang susunod ay net 1, at iba pa.

Susunod, buksan ang script ng sawa gamit ang anumang naaangkop na IDE.

Piliin ang lapad ng bakas na iyong gagamitin. Pagkatapos nito, subukang mag-eksperimento sa mga panig, simulan ang radius at subaybayan ang distansya. Ang distansya ng subaybayan ay dapat na doble sa lapad ng track. Ang mas malaki ang bilang ng mga 'panig', ang mas makinis ay ang likaw. Ang panig = 40 ay pinakamahusay na gumagana para sa karamihan ng mga coil. Ang mga parameter na ito ay mananatiling pareho para sa lahat ng mga coil.

Kailangan mong magtakda ng ilang mga parameter tulad ng gitna, bilang ng mga liko, layer ng tanso, net number at pinakamahalaga, ang direksyon ng pag-ikot (paikutin). Habang papunta sa isang layer patungo sa isa pa, dapat magbago ang direksyon upang mapanatili ang direksyon ng kasalukuyang pareho. Dito, ang pag-ikot = -1 ay kumakatawan sa pakaliwa habang ang spin = 1 ay kumakatawan sa pakaliwa. Halimbawa, kung ang harap na layer ng tanso ay papunta sa pakaliwa pagkatapos ay ang ilalim na layer ng tanso ay dapat na lumipat sa direksyon.

Patakbuhin ang script at bibigyan ka ng maraming mga numero sa window ng output. Kopyahin at i-paste ang lahat sa PCB file at i-save ito.

Buksan ang file ng PCB sa KiCad at nariyan ang iyong magandang coil.

Panghuli, gawin ang natitirang mga koneksyon sa konektor at tapos ka na!

Hakbang 3: Pag-order ng mga PCB

Habang nagdidisenyo ng mga coil, gumamit ako ng 0.13mm na makapal na tanso na bakas para sa lahat ng mga coil. Kahit na ang JLCPCB ay maaaring gumawa ng isang minimum na lapad ng bakas ng 0.09mm para sa 4/6 layer PCB, hindi ko naramdaman na itulak ito ng masyadong malapit sa limitasyon.

Matapos kong matapos ang pagdisenyo ng PCB, na-upload ko ang mga gerber file sa JLCPCB at iniutos ang mga PCB.

Mag-click dito upang i-download ang mga gerber file kung nais mong subukan ito.

Hakbang 4: Paggawa ng Mga Segment ng Pagsubok

Dinisenyo ko ang ilang mga segment ng pagsubok ng iba't ibang mga hugis at sukat sa Fusion 360 at 3D na naka-print sa kanila.

Dahil gumamit ako ng 0.13 mm na tanso na bakas para sa mga coil, maaari itong hawakan ang isang maximum na kasalukuyang 0.3A. Ang electromagnet na ginamit ko sa unang build ay umabot sa 1.4A. Malinaw, magkakaroon ng isang malaking pagbawas sa puwersa na nangangahulugang kailangan kong gawing magaan ang timbang ng mga segment.

Pinaliit ko ang segment at binawasan ang kapal ng pader, pinapanatili ang hugis na katulad ng dati.

Sinubukan ko pa ito sa iba't ibang laki ng magnet.

Hakbang 5: Konklusyon

Nalaman ko na ang isang coil na may 4 na layer at 30 liko sa bawat layer kasama ang isang 6 x 1.5mm neodymium magnet ay sapat upang iangat ang mga segment. Masayang-masaya ako na makita ang ideyang gumagana.

Kaya ayun sa ngayon. Susunod, aalamin ko ang electronics para sa pagkontrol sa mga segment. Ipaalam sa akin ang iyong mga saloobin at mungkahi sa mga puna sa ibaba.

Salamat sa pagdikit hanggang sa huli. Inaasahan kong lahat kayo ay nagmamahal sa proyektong ito at may natutunan na bago ngayon. Mag-subscribe sa aking YouTube channel para sa mas maraming mga nasabing proyekto.