BlinkyBadge: 10 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

En el verano de 2019, recibí una solicitud de uno de mis colegas para habilitar el aprendizaje STEM para las estudiantes. La mayoría de las estudiantes no estaban interesadas en Arduino ni en la programación, por lo que tuvimos que crear algo que las hiciera interesar en estos temas.

Decidimos no saltar directamente a Arduino, sino dar un paso simple para aprender cómo conectar componentes en una placa, cómo leer un circuito, qué hace cada componente, etc.

Con ese objetivo en mente, decidimos que las luces parpadeantes en un patrón determinado serían un buen primer proyecto.

Nos topamos con un video de YouTube que mostraba exactamente esto. Aqui esta el video.

Suministros

BC547 Transistor de pequeña señal x6

Condensador 47uF x6

Resistencia de 10 kohm x6

Resistencia de 330 ohmios x6

LED de 5 mm x6

Batería de 9v

Paso 1: prueba y verificación

El creador del video está utilizando lo que se conoce como un oscilador de anillo para alimentar la entrada de una etapa de un circuito a otra. Cuando se alcanza la última etapa, la retroalimenta a la primera, haciendo así un anillo. Utiliza componentes fácilmente disponibles y se puede hacer en una placa de pruebas fácilmente.

Paso 2: Prueba en la placa de pruebas

Antes de saltar a la fabricación de una PCB, hice algunas pruebas en una placa para comprender cómo funciona el circuito y cuáles son sus conexiones.

Paso 3: averiguar cómo encenderlo

En la idea original, la energía proviene de una batería de 9V, que no es del tipo correcto o un medallón portátil. Hicimos una prueba con una celda de botón CR2032 y funcionó muy bien.

Con todas las piezas comprobadas y confirmadas, llegó el momento de hacer un esquema y una placa de circuito impreso.

Paso 4: hacer un esquema

Usé EasyEDA (www.easyeda.com) para mi diseño esquemático y de PCB. No hay nada que instalar, todas las bibliotecas están en línea y el enrutador automático es bastante sólido para diseños simples.

Primero traduje todo el circuito a un esquema, hice las conexiones en el software y luego busqué el tipo correcto de interruptor y toma de batería. Encontré ambos en Easy EDA.

Uno de mis requisitos era tener polarizado el enchufe de la batería. Incluso si el niño quisiera poner la batería en reversa, podría hacerlo, pero el circuito no estaría alimentado. Para hacer que la insignia sea casi del tamaño de la batería cr2032, pensé que no era posible hacerlo con componentes de orificio pasante. Usé una combinación de paquetes 0603 y 0805 para resistencias y LED, los condensadores también eran paquetes 0805. Estos se pueden soldar fácilmente a mano y con una punta de soldadura fina.

Una vez que cree un esquema, vale la pena verificar las conexiones y revisar varias veces.

Paso 5: diseño de la PCB

Esta es la parte desafiante.

Diseñar una placa de circuito impreso requiere que sea creativo y práctico en la forma de distribuir las piezas. Se necesita creatividad para hacer que el PCB parezca atractivo para los estudiantes, y se requiere la naturaleza práctica para que pueda soldar piezas de manera segura. También debe tener en cuenta cómo utilizará el usuario el PCB.

Con todo eso en mente, exporté el diseño esquemático a PCB usando Easy EDA.

Normalmente, Easy EDA le dará un contorno de PCB cuadrado, junto con todas las partes agrupadas.

Debido a que no hay una manera fácil de hacer un contorno circular de la PCB, utilicé mi herramienta de gráficos vectoriales favorita llamada Inkscape.

Inkscape me permitió hacer un contorno con la forma que quería y puedo importar el contorno como dxf en EasyEDA.

Una vez que mi esquema fue definido, Easy EDA le permite organizar las partes de manera circular usando la opción Organizar. Puede especificar el radio de la disposición y Easy EDA colocará las piezas alrededor de un círculo.

Paso 6: enrutamiento

Una vez que haya colocado las piezas en sus posiciones, es el momento de enrutar. El enrutamiento es el proceso de convertir las conexiones en el esquema en pistas en la PCB. Los algoritmos sofisticados tomarán las conexiones y crearán los patrones de enrutamiento utilizando reglas de diseño y fabricación.

Las trazas se colocan a ambos lados de la PCB (superior e inferior) y están conectadas con orificios llamados Vias.

Una vez que se completa el enrutamiento, es el momento de realizar una verificación de fabricación y enviar los diseños de la placa (denominados gerbers) para la fabricación.

Paso 7: Envíe Gerbers para fabricación a JLCPCB

Easy EDA tiene integración con JLCPCB, que es una planta de fabricación con sede en Shenzen, China.

Básicamente, exporta su diseño y aparece la pantalla anterior. Haga clic en Order at JLCPCB y lo llevará a la página de pedidos de JLCPCB.

Puede aprender sobre el proceso de pedido en el video.

Según la cantidad de PCB y la dirección de entrega y el método de envío, los PCB tardan entre 3 y 10 días en llegar. Recibí el mío en 6 días.

Paso 8: Llegaron los PCB

Mis PCB llegaron en una bolsa sellada al vacío y en un buen empaque.

La bolsa sellada al vacío evita cualquier tipo de deslustre de las pistas y las almohadillas de la PCB, por lo que solo debe retirarla cuando esté listo.

La calidad de la placa de circuito impreso fue muy buena y estoy muy contento con el resultado.

Paso 9: soldadura y resultados

Rápidamente me senté a soldarlos a mano para probarlos. Usé un soldador Micro para soldar todas las piezas. Mi primer ejercicio de soldadura fue lamentable, pero funciona.

También encontré una cadena de cuentas con un anillo para ponerla alrededor del orificio del colgante.

Hice algunas pruebas y agregué LED de diferentes colores para una sensación navideña con rojo y verde.

Paso 10: hacer su propia placa de circuito impreso

Ahora que tiene una idea clara del proceso, ¿por qué no se lanza y crea su propio proyecto? Comience con algo pequeño y luego crezca desde allí.

Hazme preguntas en los comentarios, estaré encantado de responderlas.

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