BlinkyBadge: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

No verão de 2019, recebi um pedido de um de meus colegas para habilitar o aprendizado de STEM para alunas. A maioria das alunas não tinha interesse em Arduino ou programação, então tivemos que criar algo que as deixasse interessadas nesses tópicos.

Decidimos não pular diretamente para o Arduino, mas dar um passo simples para aprender como conectar componentes em uma placa de ensaio, como ler um circuito, o que cada componente faz, etc.

Com esse objetivo em mente, decidimos que luzes intermitentes em um determinado padrão seriam um bom primeiro projeto.

Encontramos um vídeo do youtube que mostrava exatamente isso. Aqui está o vídeo.

Suprimentos

BC547 Transistor de sinal pequeno x6

47uF Capacitor x6

10kohm resistor x6

Resistor x6 de 330 ohm

5 mm LED x 6

Bateria 9v

Etapa 1: teste e verificação

O criador do vídeo está usando o que é conhecido como oscilador de anel para alimentar a entrada de um estágio de um circuito para outro. Quando o último estágio é alcançado, ele o realimenta para o primeiro, fazendo um anel. Ele usa componentes prontamente disponíveis e pode ser feito em uma placa de ensaio com facilidade.

Etapa 2: teste na placa de ensaio

Antes de começar a fazer um PCB, fiz alguns testes em uma placa de ensaio para entender como o circuito funciona e quais são suas conexões.

Etapa 3: descobrir como ligá-lo

Na ideia original, a energia vinha de uma bateria de 9V, que não é do tipo certo ou de um medalhão usável. Fizemos um teste com uma célula tipo moeda CR2032 e funcionou muito bem.

Com todas as peças verificadas e confirmadas, era hora de fazer um esquema e um PCB.

Etapa 4: fazendo um esquema

Usei EasyEDA (www.easyeda.com) para meu esquema e projeto de PCB. Não há nada para instalar, todas as bibliotecas estão online e o autorouter é bastante sólido para projetos simples.

Primeiro traduzi todo o circuito para um esquema, fiz conexões no software e, em seguida, procurei o tipo certo de interruptor e soquete de bateria. Encontrei ambos no Easy EDA.

Um dos meus requisitos era polarizar o soquete da bateria. Mesmo que a criança quisesse colocar a bateria no reverso, ela poderia, mas o circuito não seria alimentado. Para fazer o crachá quase do tamanho da bateria cr2032, achei que não seria possível fazer com os componentes do orifício de passagem. Usei uma mistura de pacotes 0603 e 0805 para resistores e LEDs, os capacitores também eram pacote 0805. Estes podem ser facilmente soldados à mão e com uma ponta de solda fina.

Depois de criar um esquema, vale a pena verificar as conexões e revisar várias vezes.

Etapa 5: Projetando o PCB

Esta é a parte desafiadora.

Projetar um PCB requer que você seja criativo e prático no que diz respeito ao layout das peças. A criatividade é necessária para fazer a PCB parecer atraente para os alunos, e a natureza prática é necessária para que você possa soldar peças com segurança. Você também deve ter em mente como o usuário usará o pcb.

Com tudo isso em mente, exportei o projeto esquemático para PCB usando Easy EDA.

Normalmente, o Easy EDA fornecerá um contorno de PCB quadrado, junto com todas as partes agrupadas.

Como não há uma maneira fácil de fazer um contorno circular do PCB, usei minha ferramenta de gráficos vetoriais favorita, chamada Inkscape.

O Inkscape me permitiu fazer um contorno na forma que eu queria e posso importar o contorno como um dxf para o EasyEDA.

Depois que meu esboço foi definido, o Easy EDA permite que você organize as peças de maneira circular usando a opção Organizar. Você pode especificar o raio do arranjo e o Easy EDA colocará as peças em torno de um círculo.

Etapa 6: Roteamento

Depois de colocar as peças em suas posições, é hora de fazer o roteamento. O roteamento é o processo de conversão das conexões do esquema em trilhas no PCB. Algoritmos sofisticados pegam as conexões e fazem os padrões de roteamento usando regras de projeto e manufatura.

Os rastreamentos são colocados em ambos os lados do PCB (superior e inferior) e são conectados por orifícios chamados Vias.

Assim que o roteamento estiver concluído, é hora de fazer uma verificação de fabricação e enviar os designs de placa (chamados gerbers) para a fabricação.

Etapa 7: Envie Gerbers para Fabricação ao JLCPCB

O Easy EDA tem integração com JLCPCB, que é uma unidade de manufatura localizada em Shenzen, China.

Essencialmente, você exporta seu design e ele abre a tela acima. Você clica em Pedido em JLCPCB e isso o levará para a página de pedido do JLCPCB.

Você pode aprender sobre o processo de pedido no vídeo.

Com base na sua quantidade de PCB e endereço de entrega e método de envio, leva entre 3 a 10 dias para que o PCB chegue. Recebi o meu em 6 dias.

Etapa 8: Chegaram os PCBs

Meu PCB chegou em um saco selado a vácuo e uma embalagem bonita.

O saco selado a vácuo evita qualquer tipo de mancha nos trilhos e nas almofadas da placa de circuito impresso, portanto, você só deve removê-lo quando estiver pronto.

A qualidade do PCB foi muito boa e fiquei muito feliz com o resultado.

Etapa 9: Solda e resultados

Eu rapidamente sentei para soldá-los à mão para testar. Usei um ferro de micro solda para soldar todas as peças. Meu primeiro exercício de soldagem foi ruim, mas funciona.

Também encontrei uma corrente de contas com um anel para colocá-la ao redor do orifício no pingente.

Fiz alguns testes e adicionei LED de cores diferentes para uma sensação natalícia com vermelho e verde.

Etapa 10: fazendo seu próprio PCB

Agora que você tem uma boa ideia do processo, por que não pula e faz seu próprio projeto. Comece com algo pequeno e depois cresça a partir daí.

Faça-me perguntas nos comentários, terei todo o gosto em respondê-las.

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