NFC -zár - ha egy NYÁK is a gomb, az antenna és egyebek : 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebből az utasításból két dolog egyikét veheti át. Követheti, és létrehozhatja saját kombinációját egy numerikus billentyűzetről és egy NFC olvasóról. A vázlat itt található. A NYÁK elrendezés itt található. Egy anyagjegyzéket talál a szükséges alkatrészek megrendeléséhez. Megadtam a mikrokontroller programozásához szükséges kódot. Mindent megtalál, amire szüksége van a projekt másolásához vagy kiterjesztéséhez.

Gyanítom azonban, hogy a legtöbb olvasó inkább csak inspirációt merít belőle. Ez az utasítás megmutatja, hogy a NYÁK több, mint az alkatrészek összekötésének módja. Ez a kis téglalap üvegszálból és rézből rengeteg más felhasználási lehetőséget is kínál - miközben továbbra is fő feladata az elektromos csatlakozások elvégzése. Először ezeket a szempontokat mutatom be, mielőtt összevonnám őket egy befejezett projektbe. Remélem, élvezni fogja az utazást, és dönthet úgy, hogy egy -két ilyen trükköt felhasznál egy saját projektben!

1. lépés: A folyamat

Sok projekt ugyanazt a pályát választja a "befejezés" felé vezető úton, és sokan megbotlanak közvetlenül az utolsó akadály előtt.

A Prototípus

Először is a prototípus. Van egy ötlete, és a fiókból jön ki a mikrovezérlő fejlesztő táblája. Sokak számára ez egy Arduino lesz, de én vagyok a legboldogabb a TI MSP430 16 bites kis teljesítményű mikrovezérlői körében. Bármit is választ, általában van egy fejlesztő tábla, amely segít. Ez azt jelenti, hogy nem kell saját PCB -t készíteni, és kipróbálhatja az elméleteket és a lehetséges perifériákat. Gyakran van Booster Pack / Shield / Hat - vagy bármilyen furcsa név a leánytábla számára, amelyet a gyártó talált ki. Egyik használatnak sem ismeretlen a kenyértábla vagy a kóbor huzal.

Láthatja, hogy itt a TI CapTIvate fejlesztői készletét és a TRF7970A NFC Booster csomagot használtam annak bizonyítására, hogy a koncepció valószínűleg működni fog.

A koncepció kódjának néhány bizonyítékát is feldobod. Rendetlen lehet. Lehet, hogy a letöltött könyvtárakra támaszkodik, amelyek az út egy részét biztosítják. Személy szerint hajlamos vagyok egy kicsit tökéletlenre hagyni, mert tudom, hogy még előttem állnak azok a hetek, amíg a PCB -k megérkeznek. Akkor tudok rendet tenni.

A dizájn

Ezután következik a tervezés. Kapcsolja be kedvenc PCB tervező szoftverét. Az én esetemben Eagle. Meglepően sok időbe telik, amíg az ötlettől a tökéletességig eljutunk, és itt van a kalandunk! A következő lépések segítenek a legtöbbet kihozni ebből.

Várakozás a PCB -re

Lehet, hogy maratja a sajátját, vagy sietve elkészíti, de a legtöbben Kínában egy deszkaházból rendelünk, és várunk néhány hetet. Itt az ideje, hogy visszatérjünk ehhez a kódhoz. Nem rendezi magát!

Összeszerelés és hibakeresés

Vegye ki a forrasztópáka vagy kenyérpirító sütőt. Aztán megnézheti, hogy a várt módon működik -e. Talán menj vissza 2 lépést. Talán nem.

A ház és az előlap

Tehát a PCB professzionálisnak tűnik. Most házra és előlapra van szüksége. Lehet, hogy 3D -ben nyomtat valamit. Jól néz ki, de nem a lenyűgöző belső PCB finomságát képviseli. Nos, ez az útmutató valóban segít!

2. lépés: Az Ön PCB -je az előlapként

Az eladott maszk régen csak zöld volt. A selyemnyomás inkább funkcionális volt, mint dekoratív. A NYÁK -ot elrejtették, és csak a hozzánk hasonló geekeket érdekelné látni. Na, többet nem!

Számos deszkaházban most már széles színválasztékból választhat. A selyemszita minősége sokat javult. A furcsa formák és kivágások megengedettek. Akkor miért nem használja ki ezt a lehetőséget? Ha óvatosan készíti el a NYÁK -t, akkor egy deszkaház elkészítheti Önnek az előlapjait!

Példámban az összes alkatrészt az egyik oldalra helyeztem, és megbizonyosodtam arról, hogy a másik oldal elég jól néz ki ahhoz, hogy a készülék eleje legyen. Nem kell ezt tennie. Talán azt szeretné, hogy a szépség és az agy külön táblákon legyen. Tőled függ.

Láttam még számos PCB -t, amelyek össze vannak forrasztva, hogy az egész burkolatot képezzék, de ez szokatlan. Ha mégis úgy gondolja, hogy képes rá - miért ne!

Az én táblám meglehetősen egyszerű - csak valami tiszta fehér selyemnyomás egy fekete forrasztómaszk felett. Megfelelt a kinézetnek, amire vágytam. Színek és árnyalatok széles skáláját lehet elérni, ha selyemszitát, forrasztómaszkot és rézet különböző módon kombinálunk. Hagylak benneteket a Google "PCB art" -ra, és nézzétek meg, milyen csodálatos alkotásokat találtak ki mások! Bár lenyűgözőek, talán nem mindegyik alkalmas előlapra.

3. lépés: A PCB gombokként

Lehet, hogy észrevette, hogy a selyemképernyős számok nagyon hasonlítanak a számbillentyűzetre, és ez azért van így. Pontosabban, ezek kapacitív érintőgombok. Ha ezt az utat járja, akkor valószínűleg olyan mikrokontrollert szeretne, amely támogatja a kapacitív érintést, bár lehetséges, hogy "saját" tekercselést végez, ha valóban akarja.

Minden kapacitív érintőgomb néhány PCB-nyomból áll, amelyek érzékelhető kapacitással rendelkeznek a földeléshez (önkapacitás néven ismert) vagy egy másik nyomvonalhoz (kölcsönös kapacitás).

A tervezést azzal kezdtem, hogy követtem a TI CapTIvate útmutatóját az MSP430FR2633 eszközükhöz, de ha másik mikrokontrollert használ, akkor valószínűleg érdemes megnézni a gyártó útmutatásait és referenciaterveit. Nem csak a NYÁK -elrendezéshez nyújt útmutatót, hanem még a CapTIvate Design Center is, amely a hardvernek megfelelő sablonkódot generál.

Észre fogja venni, hogy a gomb lényege mindössze két réz kör, amelyek közel vannak egymáshoz. Ha az ujját közel hozza, csökken a köztük lévő kapacitás. Az MSP430 állandó áramforrást használ a kondenzátor feltöltésére, és méri, hogy milyen gyorsan változik a feszültség. A CapTIvate könyvtár leegyszerűsíti ennek észlelt gombnyomásokká alakítását.

Egy egyedi alkatrészt terveztem az Eagle -ben, hogy leegyszerűsítsem ezeknek a gomboknak a hozzáadását, és felhasználhassam őket a jövőbeli projektekben.

4. lépés: A PCB LED -diffúzorként

A sasszemű köztetek talán észrevette a kis kör alakú foltot, ahol a fekete forrasztómaszk hiányzik a NYÁK mindkét oldaláról. Mint szinte minden elektronikus tervezésnél, szükségem volt némi vizuális visszajelzésre a felhasználó számára. RGB LED -el mentem, és volt néhány lehetőségem erre.

• Használhatnék egy átmenő lyuk LED-et, és lyukat vághatnék neki, hogy átszúrja. Nem tudom, hogyan tudnám csatlakoztatni másik PCB nélkül.
• Használhatnék felületre szerelt LED -et. Akkor néhány nyom és egy LED megzavarja az előlapot.
• Használhatnék egy fordított LED-et.

Néhányan elgondolkodhatnak azon, hogy mi az a fordított rögzítésű LED. Nos, ez egy "fejjel lefelé" felszíni szerelésű LED, amely visszaverődik a nyomtatott áramköri lapra. Mit?! Miért tenne ilyet? Nos, ez kizárja az utat a NYÁK másik oldalán. A legtöbb kivitelben még mindig van egy lyuk a NYÁK -on, hogy ez a LED átvilágítson, de úgy döntöttem, csak eltávolítom a rézt és a forrasztómaszkot, és megnézem, hogy a NYÁK -anyag elég áttetsző -e ahhoz, hogy a LED átvilágítson. Spoiler figyelmeztetés - volt! Biztos vagyok benne, hogy kicsit világosabb lenne, ha lyuk lenne, de elég könnyen látható ahhoz, hogy a napfényben 1,6 mm -es FR4 -en keresztül látható legyen. Szépen szórt is.

Szüksége volt egy egyedi alkatrészre, amelyet Eagle -nek terveztek, hogy ne legyen alatta réz vagy forrasztómaszk, de mindehhez pár körre volt szükség a Restrict és Keepout rétegeken mindkét oldalon. Ezt az egyedi részt a mellékelt Eagle könyvtárban találja.

5. lépés: A PCB antennaként

A PCB nyomvonal antennaként való használata nem újdonság. Az általam használt NFC Booster csomagnak van egy. A legtöbb kereskedelmi NFC olvasó megtalálja őket. Egy problémát találtam, hogy ezeket a leggyakoribb NFC -címkeformátumokhoz - kártyákhoz és távirányítókhoz - igazították. Elég stréber vagyok ahhoz, hogy egy kis NFC -címkét ültessenek a kezembe. A részletek itt vannak, ha nem vagy nyűgös. Készítettem egy korábbi projektet is, dróttekercselt induktorral antennaként. Ehhez a projekthez meg akartam nézni, hogy lehetséges -e olyan PCB -antenna létrehozása, amely szépen illeszkedik egy apró beültetett címkéhez.

Először úgy döntöttem, hogy létrehozok egy PCB nyomot, amely fizikailag kisebb, mint általában. Az induktivitás fontos az antenna hangolásakor, ezért online NYÁK -induktoros számológépet használok, és azt céloztam, hogy körülbelül 1μH legyen ugyanolyan, mint az előbb használt huzaltekercs. A TI L_Calculate -ját használtam, és ez azt mondta, hogy 7 kanyarnak 9 mm x 6,5 mm átlagmérettel és 0,1524 nyomszélességgel 950nH -nak kell lennie. Majdnem.

Amikor visszakaptam a NYÁK -ot, 0,627μH -t mért - 0,867Ω ellenállással. Itt az ideje, hogy kitaláljuk, hogyan kell kinéznie a megfelelő hálózatnak, hogy a TRF7970A 50Ω -ot lásson. Az antenna -illesztés önmagában egy egész téma, ezért most nem foglalkozom ezzel, de ha érdekel, kitértem arra, hogyan kell hangolni az antennát anélkül, hogy itt drága VNA -ra lenne szükség.

Elég, ha azt mondjuk, hogy a PCB-je használható nulla költségű antenna létrehozására, legyen az induktív tekercs RFID-hez (nem szigorúan antenna) vagy WiFi, ZigBee, Sub-1Ghz, stb. Még egyszer azt javaslom, hogy ha szüksége van rá, akkor a használt eszközök tervezési megjegyzéseiből induljon ki. A gyártó azt akarja, hogy vásárolja meg alkatrészeit, így nagy segítséget jelentenek azok használatában.

6. lépés: A PCB hibakeresési fejlécként

Amint hozzáad egy mikrokontrollert a projekthez, felmerül a kérdés, hogyan lehet a kódot rávinni. Gyakran a szép, alacsony profilú NYÁK végén egy vaskos tűs fejléc található. Gyakran ezek is átmenő lyukú változatok, így a szép, tiszta NYÁK mindkét oldalon érintett. Nyilvánvalóan azt akartam, hogy az egyik oldal az előlapom legyen, átmenő lyukon kifelé. A felszíni rögzítésű csapok fejrésze felkockázhatja a nyomait - különösen akkor, ha valószínűleg néhányszor csatlakozik és bontja a kapcsolatot.

Szerencsére van alternatíva - pogo csapok. Ezek a rugós csapok szép elektromos kapcsolatot teremtenek a táblával. Lehet, hogy nem elég csendes az állandó kapcsolathoz, de minden bizonnyal a programozáshoz. Láttam pogócsapokat, amelyeket egyedi eszközökkel használtak mind a programozáshoz, mind a termelési tábla teszteléséhez. Láttam még őket is egy ruhacsipeszen ragadva, hogy nagyon házilag programozói legyen. Azonban egy kereskedelmi terméket használtam, amely sok mikrokontroller család számára elérhető - a Tag Connect. Ehhez néhány apró illesztési lyukra van szükség a táblán, így lehet, hogy nem tökéletes, ha vízálló előlapra van szüksége, de úgy döntöttem, hogy jó lesz ehhez a projekthez.

Csak egy PCB lábnyom szükséges, és kész! A lyukak jól megfelelnek a táblaház és talán az otthoni maratás követelményeinek.

7. lépés: A kész NYÁK

Tehát, miután ezeket a NYÁK ötleteket egyetlen projektbe integrálta - itt a végeredmény. Válaszol a helyes NFC -címkére vagy a belépési kódra, és kinyitja az ajtót. Az ajtó működtetése különálló, mivel ez néhány különböző ajtót működtet néhány különböző módon. A házam ajtaja elektromágneses kioldó lesz, akárcsak egy kaputelefonos lakástömbben.

Sárkányhajós vagyok, így gyakran az óceánban találom magam, és mindig bonyolult tudni, mit kell kezdeni a kulcsaival. NFC címkével a kezemben mindig nálam van a kulcs! A kisteherautómhoz kapcsolódni fog a központi zárhoz.

Ha saját ajtót szeretne, akkor érdemes a megfelelő módot választania annak kinyitására vagy kinyitására.

Ebben a GitHub adattárban mindent megtalál, amire szüksége van a projekt megismétléséhez (vagy adaptálásához).https://github.com/FredMurphy/LockNFC

Remélem, élvezte az olvasást erről a projektről, és ez inspirált arra, hogy néhány ötletet beépítsen saját PCB -jébe. Ha igen, kérjük, tudassa velem az alábbi megjegyzésekben. Kérjük, tekintse meg a NYÁK -verseny pályaműveit is, és szavazzon a legjobbnak ítéltre. Remélem az enyém lesz, de biztos vagyok benne, hogy sok más jó bejegyzés is van ott.

Második hely a NYÁK -versenyen