$1 पीसीबी क्रिसमस ट्री: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

loboat द्वारा ट्विटर पर मेरा अनुसरण करें! लेखक द्वारा और का अनुसरण करें:

के बारे में: मेरा नाम लोअन बौडिन है, मैं एक निर्माता और एक फ्रेंच छात्र हूं जो पेरिस के पास इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग का अध्ययन करता है। मुझे खुद से चीजें बनाना पसंद है और मैं अपने प्रोजेक्ट्स को सबके साथ शेयर करता हूं। लोबोट के बारे में अधिक जानकारी »

लोन बौडिन द्वारा पीसीबी क्रिसमस ट्री | 2018

जब क्रिसमस आ रहा है, एक इलेक्ट्रॉनिक्स प्रेमी क्या कर सकता है? बेशक एक पीसीबी क्रिसमस ट्री!

एक छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स हॉबीस्ट्स क्लब के सदस्य के रूप में, मैं छोटी परियोजनाओं के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक्स और पीसीबी डिजाइन के लिए अपने जुनून को साझा करना पसंद करता हूं। क्रिसमस के लिए, मैं एक मजेदार और सरल परियोजना के साथ नए सदस्यों को एसएमडी सोल्डरिंग ब्रह्मांड पेश करना चाहता था: एम्बेडेड 0805 एसएमडी फ्लैशिंग एलईडी के साथ एक लघु पीसीबी क्रिसमस पेड़ मिलाप।

यह निर्देशयोग्य उस प्रक्रिया का वर्णन करता है जिसकी मैंने कल्पना, डिजाइन और मुद्रित सर्किट बोर्डों पर सस्ते, छोटे, चमकते क्रिसमस ट्री का एक गुच्छा $ 1 यूनिट से कम में बनाया था। आनंद लेना:)

और … अगर आपको यह निर्देश पसंद आया, तो इस परियोजना के लिए पीसीबी प्रतियोगिता में मतदान करने पर विचार करें! शुक्रिया !

चरण 1: बीओएम, उपकरण और कौशल की आवश्यकता

आपको चाहिये होगा:

आवश्यक उपकरण:

• सोल्डरिंग आयरन
• सोल्डर तार
• सैंडपेपर
• सपाट सरौता
• काटने वाला सरौता
• बढ़िया चिमटी

वैकल्पिक (लेकिन आसान) उपकरण:

• धूआं निकालने वाला
• मल्टी मीटर
• शानदार गिलास

कौशल:

बुनियादी सोल्डरिंग कौशल

सामग्री के बिल:

अवयव	प्रदायक	थोक मूल्य ($)	प्रति पीसीबी मूल्य ($)
11x 0805 एसएमडी ब्लिंकिंग एलईडी	अलीएक्सप्रेस	15, 79	0, 29
1x CR1220 बैटरी	अलीएक्सप्रेस	0, 75	0, 15
1x बैटरी धारक	अलीएक्सप्रेस	6, 58	0, 07
1x टॉगल स्विच	अलीएक्सप्रेस	2, 62	0, 03
2x 2 पिन हेडर	अलीएक्सप्रेस	0, 51	0, 01
1x पीसीबी	सीडस्टूडियो	4, 90	0, 12

मैंने बीओएम को प्रति क्रिसमस ट्री पीसीबी के प्रतीकात्मक मूल्य से नीचे रखने के लिए सस्ते घटकों को चुना है। सोल्डर किए गए सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ एक पीसीबी क्रिसमस ट्री की कुल कीमत $ 0, 67 है।

चरण 2: प्रेरणा की तलाश में…

मैं एक यथार्थवादी पीसीबी क्रिसमस ट्री डिजाइन करना चाहता था, जहां दो पीसीबी लंबवत रूप से इकट्ठे हुए एक 3 डी आकार दे सकते हैं जो खड़े हो सकते हैं। दो अलग-अलग पीसीबी बनाने से डिज़ाइन अधिक जटिल नहीं होता है, लेकिन अधिक महंगा होता है, क्योंकि जब एक पीसीबी में एक से अधिक डिज़ाइन होते हैं तो निर्माता अधिक शुल्क लेते हैं। कीमत को यथासंभव कम रखने के लिए, मुझे अपशिष्ट और लागत को कम करने के लिए पीसीबी डिजाइन के एक चतुर अंतरिक्ष प्रबंधन के बारे में सोचने की जरूरत है। अपने उद्देश्य के लिए एकदम सही पीसीबी क्रिसमस ट्री डिजाइन करने की अपनी खोज में, मैंने Google और इंस्ट्रक्शंस पर इसी तरह के प्रोजेक्ट की खोज की।

मुझे ब्लुकेश का डिज़ाइन मिला, जो मुझे विशेष रूप से दिलचस्प और बहुत अच्छी तरह से प्रलेखित लगा। अपने पहले निर्देश में, यह सदस्य बताता है कि कैसे वह बहुत सारी विशेषताओं के साथ एक छोटा पीसीबी क्रिसमस ट्री बनाने में कामयाब रहा:

• एंबेडेड Arduino चिप
• द्वि-रंग एसएमडी एल ई डी
• कैपेसिटिव टच
• एंबेडेड बैटरी
• डीसी/डीसी बूस्ट सर्किट
• … और अधिक !

इनमें से कुछ विशेषताएं मेरी परियोजना के अनुकूल नहीं हैं, जिसका उद्देश्य सरल और कम लागत वाला होना है। फिर भी, उनकी परियोजना के एक और विवरण ने मेरा ध्यान खींचा: ब्लुकेश ने अपने 3D क्रिसमस ट्री डिज़ाइन को एक वर्ग क्षेत्र में फिट करने में कामयाबी हासिल की, जिसमें अंतरिक्ष की कोई बर्बादी नहीं थी। मुख्य देवदार के बगल में दो अर्ध-फ़िर के आकार के पंख बनाकर, उन्होंने अपने जटिल रूप के बावजूद एक और पूर्ण पेड़ बनाने के लिए बर्बाद जगह का पुन: उपयोग किया।

मैंने अपनी परियोजना में इस चतुर डिजाइन को अनुकूलित और पुन: उपयोग किया।

चरण 3: पीसीबी डिजाइन

मैंने Autodesk EAGLE का उपयोग करके अपना PCB क्रिसमस ट्री डिज़ाइन किया है। ईएजीएलई एक इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन ऑटोमेशन (ईडीए) सॉफ्टवेयर है जो योजनाबद्ध आरेख डिजाइन, घटक प्लेसमेंट और पीसीबी रूटिंग को सक्षम करता है।

मैंने इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की योजना बनाकर डिजाइन शुरू किया। इसमें समानांतर में 11 चमकती एलईडी शामिल हैं, जो 3 वी बटन सेल बैटरी द्वारा संचालित है। एक स्विच सर्किट को खोल या बंद कर सकता है। अंत में, बैटरी वोल्टेज और जमीन के बीच 10 µF का एक वैकल्पिक फ़िल्टरिंग कैपेसिटर रखा गया है।

मैंने एल ई डी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला शामिल नहीं करने का विकल्प चुना क्योंकि 3 वी कई एल ई डी रंगों के आगे वोल्टेज के बहुत करीब है:

योजनाबद्ध और पीसीबी को तीन भागों में बांटा गया है:

• मुख्य बोर्ड: इसमें क्रिसमस ट्री का आकार होता है और इसमें बैटरी होल्डर, स्विच, ऊपर की तरफ 3 LED और नीचे की तरफ 2 LED शामिल होते हैं। दो 2-पिन पिनहेड कनेक्टर दो पंखों को जोड़ने और बिजली देने की अनुमति देते हैं, एक शीर्ष चेहरे पर और दूसरा नीचे के चेहरे पर।
• शीर्ष पंख: इसमें बैटरी धारक के लिए एक पायदान के साथ आधा क्रिसमस ट्री का आकार होता है और इसमें शीर्ष चेहरे पर 1 एलईडी और नीचे के चेहरे पर 2 एलईडी शामिल होते हैं। एक 2-पिन पिनहेड कनेक्टर पदचिह्न फिन को मुख्य बोर्ड से कनेक्ट और संचालित करने की अनुमति देता है।
• निचला पंख: इसमें आधे क्रिसमस ट्री का आकार होता है और इसमें ऊपर की तरफ 2 LED और नीचे की तरफ 1 LED शामिल होती है। एक 2-पिन पिनहेड कनेक्टर पदचिह्न फिन को मुख्य बोर्ड से जोड़ने और संचालित करने की अनुमति देता है।

मैंने 20 वीं परत "आयाम" के साथ बोर्ड की रूपरेखा तैयार करके 48 * 48 मिमी प्रति फ़िर के कम आकार का चयन करने का निर्णय लिया।

मैंने 3 मिमी की चौड़ाई के साथ 46 वीं परत "मिलिंग" का उपयोग करके देवदार के पेड़ का आकार खींचा: इस रेखा की व्याख्या निर्माता के लिए मिलिंग क्षेत्र के रूप में की जाती है, और इसके पंखों से देवदार को अलग किया जाता है।

एक बार सर्किट की रूपरेखा स्पष्ट रूप से परिभाषित हो जाने के बाद, मैंने बैटरी धारक और स्विच, फिर एल ई डी जैसे सबसे बड़े घटकों को रखा ताकि उनका वितरण सुखद हो।

मैंने एक पंख पर एक और मिलिंग क्षेत्र जोड़ा ताकि बैटरी धारक फिट हो सके और पेड़ के शीर्ष पर एक छेद इसे कहीं भी लटकाने में सक्षम हो (उदाहरण के लिए असली क्रिसमस पेड़ में)।

फिर, मैंने ऊपर और नीचे की परतों का उपयोग करके सभी घटकों को रूट किया: बैटरी वोल्टेज को 0, 5 मिमी चौड़ाई के निशान और एक समग्र ग्राउंड प्लेन के साथ एलईडी में वितरित किया जाता है।

अंत में, मैंने दो ब्रेकअवे टैब डिज़ाइन किए और उन्हें मुख्य फ़िर और उसके पंखों के बीच 3 मिमी मिलिंग ट्रेस पर रखा ताकि मेरे बोर्ड को एकल डिज़ाइन के रूप में रखा जा सके और पीसीबी पैनलाइज़ेशन की अनुमति दी जा सके (अधिक विवरण के लिए अगला चरण देखें)।

सभी ईगल फाइलें मेरे जीथब या नीचे. पर पाई जा सकती हैं

चरण 4: पीसीबी पैनलीकरण

अधिकांश पीसीबी निर्माता अब 100 * 100 मिमी आकार तक के 10 पीसीबी के लिए $ 5 की एकल कीमत की पेशकश करते हैं। कीमत वही रहती है चाहे सर्किट 50*50 मिमी हो या 100*100 मिमी। इस अधिकतम क्षेत्र पर सर्किट की संख्या को अधिकतम करके लागत अनुकूलन संभव है। पीसीबी पैनलाइजेशन में लागत और कचरे को कम करने के लिए कई छोटे पीसीबी से एक पीसीबी बनाना शामिल है।

अधिकांश पीसीबी निर्माता समान डिज़ाइन पैनलाइज़ेशन के लिए अतिरिक्त लागत नहीं लेते हैं। इसका मतलब है कि आप कई छोटे पीसीबी को एक में मुफ्त में फिट करने का प्रबंधन कर सकते हैं, लेकिन यह सभी के लिए एक ही डिजाइन होना चाहिए। अधिक जानकारी पीसीबी निर्माता Seeedstudio की वेबसाइट पर पाई जा सकती है।

पीसीबी पैनलाइजेशन 2 तरीकों से आ सकता है:

वी-ग्रूव पैनलाइज़ेशन विधि: इसमें ऊपर से बोर्ड की मोटाई का 1/3 और नीचे से 1/3 मोटाई, शीर्ष कट के समानांतर, 30- से 45-डिग्री सर्कुलर कटिंग ब्लेड के साथ होता है। यह केवल पीसीबी सरणी के माध्यम से सभी तरह से सीधी रेखाओं के साथ किया जा सकता है।

ब्रेकअवे-टैब पैनलाइजेशन विधि: इसमें पीसीबी के बीच छिद्रित टैब रूटिंग स्पेस छोड़कर शामिल है। दो पीसीबी के बीच की दूरी लगभग 2, 5 मिमी है क्योंकि यह अधिकांश निर्माण घरों में मानक राउटर आकार है और बोर्ड को मिलाने के लिए राउटर बिट के केवल एक ही पास की आवश्यकता होती है। एन-होल वेध पैटर्न ब्रेकअवे टैब के लिए मानक हैं और अवांछित साइड बोर्ड प्रोट्रूशियंस को छोड़े बिना आसानी से हटाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

पीसीबी पैनलाइज़ेशन डिज़ाइन के बारे में अधिक जानकारी जैक लुकास द्वारा www. ElectronicDesign.com के लिए लिखे गए बहुत अच्छी तरह से प्रलेखित लेख में पाई जा सकती है।

अपनी परियोजना की लागत को कम करने के लिए, मैंने अपने चार पीसीबी क्रिसमस ट्री को एक ही बोर्ड में पैनलबद्ध करने का निर्णय लिया है। सबसे पहले, मुझे पीसीबी क्रिसमस ट्री के दो पंखों को मुख्य बोर्ड से जोड़ना था। मैंने 3-छेद वेध पैटर्न के साथ दो ब्रेकअवे टैब डिज़ाइन किए हैं जो प्रत्येक फिन को मुख्य क्रिसमस ट्री बोर्ड से जोड़ते हैं। ब्रेकअवे टैब 0, 9 मिमी के व्यास के साथ 2*3 छेद से बने होते हैं।

एक बार एक पीसीबी क्रिसमस ट्री का डिज़ाइन समाप्त होने के बाद, मैंने इसे चार बार दोहराया और निर्माता द्वारा लगाए गए 100 * 100 मिमी क्षेत्र को भरने के लिए उनमें से प्रत्येक को एक साथ भेज दिया। सभी डिज़ाइनों में 3 मिमी का अंतर है और 3-छेद वेध पैटर्न के साथ ब्रेकअवे टैब के साथ जुड़ा हुआ है।

अंतिम पीसीबी का आकार 100 * 100 मिमी है और इसमें 4 क्रिसमस ट्री पीसीबी हैं। एक पीसीबी इकाई की लागत को 4 से विभाजित किया जाता है!

चरण 5: पीसीबी को टांका लगाना

जब सभी घटकों को इकट्ठा किया जाता है तो पीसीबी की सोल्डरिंग शुरू हो सकती है!

एल ई डी टांका लगाना -

एल ई डी सोल्डरिंग के साथ शुरू करना सबसे अच्छा है क्योंकि वे सबसे छोटे घटक हैं। उन्हें अंतिम रूप से मिलाप करने से कार्य संभावित रूप से अधिक कठिन हो जाएगा क्योंकि बड़े घटक उनके प्लेसमेंट में हस्तक्षेप कर सकते हैं। एल ई डी ध्रुवीकृत घटक हैं और पीसीबी पर यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि उन्हें कैसे मिलाया जाना चाहिए। पीसीबी पर एलईडी फुटप्रिंट हमेशा समान होता है: ग्राउंड प्लेन से जुड़ा पैड मास (कैथोड) होता है और ट्रैक से जुड़ा पैड सप्लाई वोल्टेज (एनोड) होता है। सीएमएस एलईडी के नीचे एक हरा तीर धारा की प्रवाह दिशा और इसलिए इसकी ध्रुवता को इंगित करता है।

"डायोड टेस्टर" कॉन्फ़िगरेशन में एक मल्टीमीटर के साथ एक एलईडी का परीक्षण करने से इसकी ध्रुवता और रंग निर्धारित करने में मदद मिल सकती है।

एल ई डी को मिलाप करने के लिए, मैंने सबसे पहले एलईडी पैड में से एक पर थोड़ी मात्रा में मिलाप लगाकर शुरुआत की। मैंने सोल्डर को अपने सोल्डरिंग आयरन से पिघलाकर रखते हुए ठीक चिमटी के साथ एलईडी से संपर्क किया। एक बार एलईडी को सही ढंग से रखने के बाद, मैंने मिलाप को जमने के लिए अपने टांका लगाने वाले लोहे को हटा दिया। दूसरा मिलाप तब चिमटी के साथ एलईडी को पकड़ने की आवश्यकता के बिना बनाया जा सकता है। शेष 10 एल ई डी के लिए यह प्रक्रिया दोहराई जाती है।

बैटरी होल्डर को सोल्डर करना -

विद्युत कनेक्शन बनाने के लिए बैटरी धारक पीसीबी के खिलाफ बटन सेल रखता है। बैटरी को मजबूती से पकड़ने के लिए, मैंने बैटरी होल्डर पैड पर टिन की एक छोटी परत जमा की। फिर कनेक्टर को रखा जाता है और मिलाप किया जाता है।

स्विच को टांका लगाना -

अंत में, स्विच को बैटरी कनेक्टर के समान ही मिलाप किया जाता है। आसान संचालन के लिए टॉगल पीसीबी से बाहर निकलता है।

चरण 6: पीसीबी को असेंबल करना

एक बार सभी घटकों को मिलाप करने के बाद, क्रिसमस ट्री को इकट्ठा करने का समय आ गया है।

बोर्डों को अलग करना -

मैंने दो पंखों को मुख्य बोर्ड से अलग करने के लिए फ्लैट सरौता के साथ बोर्ड को तोड़ना शुरू कर दिया। मैंने किसी भी बड़े किनारे को हटाने के लिए सरौता काटने का इस्तेमाल किया जो संभवतः चोट पहुंचा सकता था। फिर, मैंने क्रिसमस ट्री के किनारों को चिकना करने के लिए सैंडपेपर का इस्तेमाल किया और अंत में तीन साफ बोर्ड हैं: मुख्य पेड़ और उसके दो पंख।

बोर्डों को जोड़ना -

उनके बीच 2 पिन पिनहेड कनेक्टर को टांका लगाकर एक फिन को मुख्य बोर्ड से जोड़ा जाता है। पिनहेड कनेक्टर के यहां दो उपयोग हैं: विंग को मुख्य बोर्ड पर पकड़ें और वोल्टेज और द्रव्यमान को फिन के एल ई डी में लाएं।

मैंने एक बड़े पिनहेड कनेक्टर स्ट्रिप से 2*2 पिन पिनहेड कनेक्टर को काटा और प्लास्टिक के किनारों को सैंडपेपर से साफ किया। फिर, मैंने उन्हें मुख्य बोर्ड पर सिर से पूंछ तक मिलाया, जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है, एक शीर्ष चेहरे पर और दूसरा नीचे के चेहरे पर।

मैंने कनेक्टर्स को दो पंखों को ठीक से संरेखित करने और बैटरी कनेक्टर की तरफ एक पायदान के साथ फिन रखने के लिए सावधानी बरतते हुए मिलाप किया।

पीसीबी क्रिसमस ट्री अब आखिरकार इकट्ठा हो गया है!

सर्किट चालू करना -

पीसीबी 3V की CR1220 लिथियम बैटरी द्वारा संचालित है। एक बार जब बोर्ड के नीचे बैटरी होल्डर में बटन सेल डाला जाता है और स्विच बंद हो जाता है, तो सभी एल ई डी जादू की तरह चमकने लगते हैं!

इस परियोजना में प्रयुक्त बटन सेल की औसत क्षमता 40 एमएएच है, जिसका उदाहरण के लिए यह 1 घंटे के दौरान 40 एमए या 2 घंटे के दौरान 20 एमए तक पहुंच सकता है। पीसीबी क्रिसमस ट्री की वर्तमान खपत लगभग 80 एमए है, और यह चुने गए एल ई डी के रंगों पर निर्भर करता है: सफेद, नीले और बैंगनी एल ई डी लाल, नारंगी और पीले एल ई डी की तुलना में अधिक वर्तमान आकर्षित करते हैं।

अनुभव के अनुसार, मैं आपको लाल, नारंगी, पीले और हरे रंग की एलईडी का उपयोग करने की सलाह देता हूं, क्योंकि वे क्रिसमस स्पिरिट थीम में अच्छे रंग प्रदान करते हुए बैटरी जीवन को बचाएंगे:) समान अनुपात में इन रंगों के साथ, मेरे पीसीबी क्रिसमस ट्री 1 घंटे के दौरान चमकते हैं जब तक हरी एलईडी फीकी न पड़ने लगे।

चरण 7: निष्कर्ष

मुझे इन छोटे पीसीबी क्रिसमस पेड़ों को डिजाइन करने में बहुत मजा आया और मैंने पीसीबी निर्माण और पीसीबी पैनलाइजेशन के बारे में बहुत कुछ सीखा।

परियोजना के कम लागत वाले डिजाइन के लिए धन्यवाद, टांका लगाने की कार्यशाला उन लोगों के लिए मुफ्त में पेश की गई है जो इसे आज़माना चाहते हैं। ये पीसीबी मेरे क्लब में बहुत सफल रहे हैं और कई नए सदस्यों ने एसएमडी घटकों के आधार पर अपनी पहली चिप को मिलाया है। मुझे यह जानकर और भी खुशी हुई कि मेरी कुछ रचनाओं ने मेरे दोस्तों के क्रिसमस ट्री को सजाया था।

आज, मुझे इस कार्यशाला और इस ट्यूटोरियल के माध्यम से इस परियोजना के दौरान प्राप्त ज्ञान को प्रसारित करने में सक्षम होने पर गर्व है। मुझे आशा है कि आपको यह पसंद आया होगा और मैं आपको आने वाले वर्ष के लिए शुभकामनाएं देता हूं:)