NYÁK tekercsek KiCad -ban: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Fusion 360 projektek »

Néhány héttel ezelőtt elkészítettem egy 7 szegmenses mechanikus kijelzőt, amely elektromágnesek segítségével nyomja a szegmenseket. A projektet annyira jól fogadták, hogy a Hackspace Magazinban is megjelent! Annyi észrevételt és javaslatot kaptam, hogy javított változatot kellett készítenem. Szóval, köszönöm mindenkinek!

Eredetileg azt terveztem, hogy legalább 3 vagy 4 ilyen számjegyet készítek, hogy valamilyen hasznos információt megjelenítsek rajta. Az egyetlen dolog, ami megakadályozott abban, hogy megtegyem, az erőre éhes elektromágnesek voltak. Hála nekik, minden számjegy 9A -t rajzol! Az sok! Bár ennyi áram biztosítása nem jelent problémát, de tudtam, hogy ez sokkal jobb is lehet. De aztán rábukkantam Carl FlexAR projektjére. Ez alapvetően elektromágnes egy rugalmas NYÁK -on. Fantasztikus projekteket készített ezzel. Nézd meg a munkáját! Mindenesetre elgondolkodtatott, ha ugyanazokat a PCB tekercseket használhatnám a szegmensek tolásához/húzásához. Ez azt jelenti, hogy kisebbre és kevésbé energiaigényesre tehetem a kijelzőt. Tehát ebben az utasításban megpróbálok néhány variációt készíteni a tekercsekről, majd tesztelni, hogy melyik működik a legjobban.

Lássunk neki!

1. lépés: A terv

A terv egy teszt NYÁK tervezése néhány tekercsvariációval. Próba és hiba módszer lesz.

Kezdetben a Carl rugalmas működtetőjét használom referenciaként, amely egy kétrétegű NYÁK, 35 fordulattal minden rétegen.

Úgy döntöttem, hogy kipróbálom a következő kombinációkat:

• 35 fordulat - 2 réteg
• 35 fordulat - 4 réteg
• 40 fordulat - 4 réteg
• 30 fordulat - 4 réteg
• 30 fordulat - 4 réteg (lyukkal a mag számára)
• 25 fordulat - 4 réteg

Most jön a nehéz rész. Ha használta a KiCad -ot, akkor tudhatja, hogy a KiCad nem enged ívelt réznyomokat, csak egyenes nyomokat! De mi van akkor, ha kis egyenes szegmenseket úgy kapcsolunk össze, hogy görbét hoz létre? Nagy. Most folytassa ezt néhány napig, amíg egy teljes tekercset nem kap !!!

De várjon, ha megnézi a KiCad által létrehozott NYÁK -fájlt egy szövegszerkesztőben, láthatja, hogy minden egyes szegmens pozíciója x és y koordináták formájában van tárolva, néhány egyéb információval együtt. Az itt végrehajtott változtatások megjelennek a tervezésben is. Mi lenne, ha belépnénk a teljes tekercs kialakításához szükséges összes pozícióba? Joan Sparknak köszönhetően írt egy Python -szkriptet, amely néhány paraméter megadása után kiköpi a tekercs létrehozásához szükséges koordinátákat.

Carl az egyik videójában az Altium Circuit Makerjét használta a PCB tekercs létrehozásához, de nem volt kedvem új szoftvert tanulni. Talán később.

2. lépés: Tekercsek készítése a KiCad alkalmazásban

Először egy csatlakozót helyeztem a vázlatra, és bekötöttem a fent látható módon. Ez a huzal tekercs lesz a NYÁK -elrendezésben.

Ezután emlékezzen a nettó számra. Az első nettó 0 lesz, a következő nettó 1, és így tovább.

Ezután nyissa meg a python szkriptet bármely megfelelő IDE használatával.

Válassza ki a használni kívánt nyomkövetési szélességet. Ezután kísérletezzen az oldalakkal, kezdési sugárral és nyomtávval. A nyomtávnak kétszeresnek kell lennie. Minél nagyobb az „oldalak” száma, annál simább lesz a tekercs. Oldalak = 40 a legtöbb tekercs esetében a legjobban működik. Ezek a paraméterek minden tekercsnél változatlanok maradnak.

Be kell állítania néhány paramétert, például a középpontot, a fordulatok számát, a rézréteget, a nettó számot és ami a legfontosabb, a forgás irányát (centrifugálás). Miközben egyik rétegből a másikba megy, az iránynak meg kell változnia ahhoz, hogy az áram iránya ugyanaz maradjon. Itt a spin = -1 az óramutató járásával megegyező irányba, míg a spin = 1 az óramutató járásával ellentétes irányba mutat. Például, ha az elülső rézréteg az óramutató járásával megegyező irányban halad, akkor az alsó rézrétegnek az óramutató járásával ellentétes irányba kell haladnia.

Futtassa a szkriptet, és a kimeneti ablakban sok szám jelenik meg. Másoljon és illesszen be mindent a PCB fájlba, és mentse el.

Nyissa meg a PCB fájlt a KiCad alkalmazásban, és ott van a gyönyörű tekercs.

Végül készítse el a csatlakozó többi részét és kész!

3. lépés: PCB -k megrendelése

A tekercsek tervezése során 0,13 mm vastag réznyomokat használtam az összes tekercshez. Bár a JLCPCB képes legalább 0,09 mm nyomkövetési szélességet biztosítani a 4/6 rétegű NYÁK -hoz, nem éreztem túl közel a határhoz.

Miután befejeztem a NYÁK tervezését, feltöltöttem a gerber fájlokat a JLCPCB -be és megrendeltem a NYÁK -okat.

Kattintson ide a gerber fájlok letöltéséhez, ha ki szeretné próbálni.

4. lépés: Tesztszegmensek készítése

Fusion 360 -ban megterveztem néhány különböző formájú és méretű tesztszegmenst, és 3D -ben kinyomtattam őket.

Mivel 0,13 mm -es réznyomot használtam a tekercsekhez, a maximális 0,3A áramot képes kezelni. Az első felépítésnél használt elektromágnes 1.4A -ig terjed. Nyilvánvaló, hogy jelentősen csökken az erő, ami azt jelenti, hogy a szegmenseket könnyűvé kell tennem.

Kicsinyítettem a szegmenst és csökkentettem a falvastagságot, megtartva a formát, mint korábban.

Még különböző méretű mágnesekkel is teszteltem.

5. lépés: Következtetés

Megtudtam, hogy a 4 rétegű tekercs és 30 fordulat minden rétegen, valamint egy 6 x 1,5 mm -es neodímium mágnes elegendő a szegmensek felemeléséhez. Nagyon örülök, hogy látom, hogy működik az ötlet.

Szóval egyenlőre ennyi. Ezután kitalálom a szegmensek vezérlésének elektronikáját. Mondja el gondolatait és javaslatait az alábbi megjegyzésekben.

Köszönöm, hogy kitartottál a végére. Remélem, mindenki szereti ezt a projektet, és ma valami újat tanult. Iratkozzon fel YouTube -csatornámra további ilyen projektekért.