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如何构建机器人 - PCB设计

2015年11月02日经过特拉维斯船用伪造

建造一个可以遵循线条或墙壁的机器人的一系列文章的两部分,并避免障碍!这次我们将覆盖PCB设计。

开始建立一个可以遵循行或墙壁的机器人,避免障碍!

概述

这是一系列关于我的经验的一系列文章的第2部分,建立可以做各种东西的机器人。请参阅第1部分在这里。我认为创造一个易于与单架烙铁一起放在一起的机器人,并且也价格实惠。我为我的机器人提出了以下要求:

  • 许多套件很昂贵,所以它必须相对便宜。
  • 如果没有特殊的设备,必须轻松放在一起。
  • 如果没有复杂的IDE或程序员,它必须轻松编程。
  • 它必须足够强大,以便可扩展性。
  • 它应该耗尽一个简单的电源。
  • 它应该能够遵循一条线或墙壁,避免障碍物。

在本文中,我将讨论我如何将设计和原理图转换成可以在线订购的印刷电路板!

选择董事会房子

这些天有很多董事会房屋,实际上很难选择一个。我可以找到最低的成本,因为我的目标是一个经济实惠的机器人,我没有任何复杂的董事会要求。我找到了一个名为的网站巧克力只需14美元即可提供10台PCB的交易!这太棒了。如果您希望它在合理的时间内发货,则运费使成本翻倍,但考虑到来自中国的情况,它仍然不会太糟糕。每当您找到一个董事会房屋时,您需要一定要查看他们的董事会的规格。要找的一些关键事情是:

  • 他们支持多少层?
  • 他们在这两层都免费提供丝绸屏幕吗?
  • 通过最小的尺寸是多少?
  • 钻孔范围是什么?
  • 什么是最小的痕量厚度和间距?本说明书是小型/密集板的更关键的规范之一,因为如果板房子无法处理关闭迹线,则难以路由电路板。
  • 如果董事会有一个DRC (design-rule check)文件,可以加载到布局程序中,以确保符合它们的规范,那么事情就会变得更简单。幸运的是,Elecrow为两层板制作了一个这样的文件。

放置组件

花费大量时间在组件放置上很重要,以满足机械要求和将电路组合在一起。这个板有很多突破板捆在一起,所以分组电路并不是至关重要的。大问题机械地拟合在鹰允许的董事会尺寸上。Eagle的免费软件版本仅允许100 x 80mm的电路板。这是由于董事会房屋在10x10cm或更少的船上具有特殊的董事会。然而,它使得难以适应电池和电机等大物品。我为所有组件创建了包,并将其放在下面。我所拥有的唯一问题是,两个球脚轮螺钉会干扰电池夹紧塑料,所以电池夹将被迫起来,因为它搁置在螺钉上,或者我可以跳过两个螺丝并依靠前面靠两件螺钉。线路传感器实际上将与一系列头部连接,因为它必须非常靠近地板。由于电路板下面没有房间,因此它必须用直角连接器焊接到顶部,然后从机器人的前面脱落。

路由密钥网

自动路由器在路由电源迹线时不会做得好。我在下面手动路由了重要的连接,例如电源,电机和电机控制。电源的迹线宽度应尽可能大,以限制电压降。如果可能的话,最好手动将所有迹线路由,以便您知道信号发生了什么。对于诸如低速数字连接和其他非关键网等的信号,自动路由器可能是一个很好的节省时间。我没有接地,因为我计划使用一个平面图e将地面连接在一起。下面显示的黄色线条称为“ratsnest”行,他们显示尚未制作的连接。它们对于手动路由非常有用,以查看网应该去哪里。

自动路由其余的

我设置了自动路由器以使用董事会房屋指定的间距和跟踪宽度,实际上只是默认设置。我还告诉路由器使用高努力和所有计算机处理能力。这个小的董事会没有税收太多,但较大的董事会可能需要一段时间。在运行自动路由器之前,请务必保存PCB文件的副本,以防自动路由器不会以您想要的方式。

这是自动路由器的结果:

清理和地面倒

运行DRC检查很重要,因为自动路由器可能会犯错误,并且留下不应该在那里的小迹线。DRC捕获了一个重叠错误,即线传感器引脚5创建的自动路由器:

自从我打算使用地面倒,我也删除了所有地面痕迹。要使用地面倒,请在板尺寸线顶部绘制电路板周围的多边形。然后使用“name”命令将网络设置为“gnd”。我将地面飞机设置为使用使用的任何其他痕迹间距多边形设置中的选项。如果董事会房屋犯错误,这减少了痕迹可能会缩短痕迹。

地平面属性

地面平面,没有缝合

地面飞机需要缝合一起使用地面通孔。这最小化了层之间的电容耦合,这可能导致模拟和RF电路的问题。更重要的是,对于这个机器人而言,它可以减少回程电流需要恢复电池的环路和长度。它还允许由于要填充的信号迹线而无法达到的区域。

地面平面 - 缝合

最后的DRC和ERC检查

最后一次运行DRC和ERC检查员,以确保董事会房屋未发现任何董事会问题。仔细检查关键连接和方向,尤其是脱机连接也是良好的做法。让他们倒退是很常见的。

创建格柏

什么是gerbers?它们是董事会房屋用于创建PCB的文件集合。凸轮(计算机辅助制造)文件是一种告诉设计程序如何创建Gerbers的一种方式。Elecrow有一个凸轮文件,可用于Eagle,这使得创建Gerbers真的很容易。基本上它定义了每个Gerber文件中应组合哪些层。凸轮处理器如下所示:

处理作业后,生成以下文件。这些文件将这些文件组合成zip并在结账过程中上传到电路板房屋。

我用深圳DHL(2-3个工作日)运输方法从Elecrow订购了电路板。我在10月18日下订单,并于OCT / 23收到了董事会!他们来了:

笔记:董事会描绘了一个较小的球脚轮孔模式。我重新设计了本文的包装,以适应更大的球脚轮。

结论

在本文中,我展示了采用原理图和创建可从在线制造商订购的PCB的过程。董事会如此便宜,使这些日子使得除非一个项目非常简单,否则订购PCB是有意义的。您的项目将更加清洁,并花费更少的时间加入电线!在下一篇文章中,我将把机器人放在一起并验证电气连接!

下载

下载以下组件的PCB文件,Gerbers和Eagle库。

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