第一次完成PCB电路板，pcb制作过程分享

fpack · 发表于 2012-8-4 14:26

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本帖最后由 fpack 于 2012-8-10 09:06 编辑

炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（控制系统原理图）

详细代码部分
+ q; y0 D5 d4 [1 f7 o, F; d. K炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（指尖的思绪之程序篇）
% H1 J) T, k. z

基本的材料基本已经搞定，后续就主要开始控制部分。
以前自己DIY的控制器件都是买的半成品，都比较大，或者外形外观我都不太喜欢。所以想自己做控制器。
控制器的电路图的设计都是现学现用，花了不少时间摸索。原来电子方面就知道这个是电容，那个是电阻，电子技术匮乏。
我不是什么高手，只是喜欢折腾^^。8多说啦，说重要的电路。

电路的设计都是基于一些成熟产品的原理图，那里接见过来。
主要分三块：设备控制部分、显示操控部分和主控（CPU）

设备控制部分用继电器进行控制，一般的时空电路都是用继电器的。原来我买的卓一的时控，都是用继电器实现。网上关于这方面的文章很多。感兴趣大家可以搜搜。

上图！制冷片的控制原理图。制冷片和散热会同时开启。

显示操控部分
用了一个数码管，4个LED和3个按钮。数码管用来显示温度（屁话-_-!!），LED是用来显示工作状态。按键用来调整制冷温度。

主控部分（CPU）
使用STC的51单片机，这个网上资料很多。而且还是国内的芯片，性价比很高。2个温控探头，一个是室温，一个是水温。

就光画这点原理图，已经快把自己折腾的半死。元器件不熟悉，直接到网上买了一堆元器件。

这段时间折腾折腾，发现自己精力旺盛，每晚都能搞到半夜1~2点钟。

llsyjpcb · 发表于 2013-10-30 11:24

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

llsyjpcb · 发表于 2013-11-4 16:05

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

fpack · 发表于 2012-8-4 14:32

炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（从原理图到电路板）

这是个非常艰巨的任务，又是一次全新的挑战。让我去电脑市场组装太电脑太容易了，买个主板，买个CPU，买个显卡....
但是要自己做电路板~~，俺汗流浃背了~~

经过了三四次的折腾，终于把样子给搞出来了。家里打印了一堆的废电路图，还好家里的激光打印机比较给力。
有人问，打印这么多干嘛？

还是老问题电子元器件规格不熟悉，系统库中找不到元器件的封装。1：1打印出来后挨个用元件比对。

第一版的电路图
天哪，画完电路板发现缺显示模块-_-!!,又重新折腾画一张新的电路图。把显示状态板画出来。

第二版的电路图

洗板~\(≧▽≦)/~啦啦啦~ 结果发现，自己洗双面板，自己已经折腾不动了。还是交给专业洗板的pcb生产厂家打样。
结果发现~~ 他们的规格和我画的规格不符合。一般是以5cm为一档，俺的板子10.2cm。第二档10cm出头了~ %>_<%！！！
气死了！既然考虑洗板了，顺便把几个贴片电容换成直插电容。

经过再一次的折腾，第三版电路图出来啦。
终于准备那出去洗板的电路图，给pcb生产厂文件，结果说俺这个是拼板，一个电路板文件中有2个电路板要加50RMB。%>_<%~~~
晚上又打印出来电路图，用元件实验了一下。发现重大问题。妈妈呀~~ 继电器画封装的管脚反了！搞到半夜，终于重新弄好了。

早上准备去打样~~ 结果原来设想的无线控制模块引脚木空出来哦~ 太失败了！到淘（河蟹）宝上搜了一下无线需要要的引脚。晚上准备把引脚接出来，周五再去洗板。

....

DIY不容易啊，花了不少时间搞。不过有了第一次，以后就容易了。

折腾万岁~！

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炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（改 PCB修正）

原来画好的第三版还好木有去洗测试版，要不钱真的丢河里了。

主要一个问题是三极管的管脚封装有问题-_-!! 太郁闷了，今天看零件的时候才发现。幸运啊~！

原来板中缺少无线通讯模块，现在把无线模块接口预留出来，保证后面做主控系统的时候能控制水冷。
无线模块主要参照淘（河蟹）宝网上很常见的8脚接口引出，这样即使后续扩充很方便，不必重新焊接，只要买个标准的就能支持。
很小巧，只有1元硬币大小。10元就能搞定，贵的20元. -_-!! 比51芯片还贵！

8多说了，看看最终的成果。今天去洗板，下周就应该能拿到板子！ ^_^鸡~~冻~冻~~冻~~~~ 啊！，

fpack · 发表于 2012-8-4 14:32

炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（焊接准备-_-!!）

今天中午的时候收到快递，顺丰价格不便宜，确实速度也很快。直接航空件。

打开邮包，用一个小盒子装着的两组电路板。

主控电路板和显示和操控的电路板，用防震泡沫包装很结实

拆开后黑油白字，光泽很好。

拆开用俺的肉眼扫描了所有的板子，质量的确很好。
实际拿到了12块板子，还多附送了2块，估计生产的时候一批次有很多。 10块板，没有一块缺陷。走线没发现任何断线或短路的地方，丝印完好清晰。照片上有丝印缺陷一块是多附送，所以有瑕疵可忽略^^。
来个正面的

来个背面的

有缺陷的地方都是设计文档中的问题。一个是3.3v稳压管那里做散热，结果没有设置不要覆盖阻焊油 -_-!!

另外一个地方是，自己自作主张把背面的Logo文字给反转，后果就是背面的Logo是反的!

昨天鸡冻过了，今天就没那么鸡冻了。准备焊元件。
直接从设计文件导出的元件清单

杯具的事情发生了！清单中的原件都有，除了贴片电容，说竟然没有噢 ~~~~~~~~~~~~~ 天哪！！！立刻昏厥~！

今天是焊不成了。发个贴，来发泄发泄我小小被郁闷笼罩的心~

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炎炎夏日需要一个清凉的地 - 自制水冷系统（高温作业：焊接）

周六发现没电容元件，郁闷之余发现小板上不需要电容就能焊。
小的显示控制板没有电容，元件比较少，比较困难的是FPC0.5 20脚的连接器。先练下手^^。

LED贴片指示灯和连接器已经焊好了。

按键和LED！完工了，发现效率还是蛮高的。哈哈~~

吸锡线，这个用来吸掉那个引脚很密的连接器上多余的锡。作为新手，只能依靠强大的工具来完成。

很多视频网站上很强大的焊接手法，小弟学不会。
要练这个比较好的一种方法就是去找没用滴电路板，拆了上面的零件然后再焊。不怕坏掉，又没有成本！哇咔咔~~ 。拆的好还可以搞几个高质量元器件，这可是一举多得的事情。

速度很快，周六定的电容包中午就送到。淘（河蟹）宝真的是很好用，不用出门元器件就送到家。
周末上海艳阳高照，北京变成大海的时候。我在焊板子~~~ -_-!!!

准备焊主控板。STC 48脚的51芯片非常迷你~ 呵呵~ ，原来有5颗，前段时间做测试版，被我搞坏了1颗。

焊锡膏，用棉签直接涂到焊盘引脚上。

焊盘上涂层焊锡膏，感觉焊锡膏比较好用。黏糊糊的还能帮忙定位芯片，不会滑动。

芯片对齐后直接上锡定位。~。~ 原本是想拖焊的，结果搞不定就变成这幅鸟样鸟。

上面的贴片焊接完成。焊完发现一个问题 -_-!! 20脚的连接器2变都是同方向，买的时候没有买反向连接线，看来考虑不周问题还是多多。

电路板上可以看到，51芯片和其他原件都离的很远。那是应为没有把握焊好，会碰到其他元器件，才留出这么大空隙。按现在的情况看，以后做的更紧凑些。比较板子每50mm是一个档次，做小了可以节约很多打样的钱。成本就能低点。

晚上下班比较完，周末有事情还有些元件没焊完╮(╯_╰)╭。先给自己提提神，来杯咖啡，O(∩_∩)O~还是要享受一下，继续搞！

还留的一些插件没有什么技术难度，所哟很快就搞定。成品效果！

再来张

来张背面的，又看到反印的Logo了╮(╯▽╰)╭

插接好排线的样子

工作台，脏乱差~~ 上面一堆东西。最值钱的焊台，作为长期使用，作为新手~~ 这个焊台确实好用，能直接控制焊接温度，想要几度就几度非常方便！
为啥要焊台主要是以前没学过焊接，这种细致活如果没练过真的心里一点底都没有。所以搞个高档点的可以省去很多麻烦。

后面那个绿色的板子已经被我蹂躏的不成样子，所有的元件能拆的都被我拆光了。还拆到几颗高档电容。O(∩_∩)O哈哈~

焊接使用的是刀型的烙铁头，感觉这个比较好用。所有元件都是使用这个头焊的，没换过其他头。
网上很多视频都有介绍刀型头的使用方法。大家如果感兴趣可以去看看，真正的大虾门用刀头那可是出神入化。

焊完用万用表打一下，一切OK！再来张成品稿，这张有俺的爪子。O(∩_∩)O~

wanghanq · 发表于 2012-8-4 17:26

支持下，楼主画的板还是蛮漂亮的。
参考： C6/C7 放在继电器开关的前端对继电器触点的损伤要少很多，这个楼主可否考虑过

chensi007 · 发表于 2012-8-5 00:40

？？？？？？在隔壁AMOBBS也见到了好像。难道哥穿越了？

fpack · 发表于 2012-8-5 09:44

wanghanq 发表于 2012-8-4 17:26
; E. f/ _: k q/ @# N+ O9 ?9 o& N支持下，楼主画的板还是蛮漂亮的。* A, c! H3 m9 H4 U
参考： C6/C7 放在继电器开关的前端对继电器触点的损伤要少很多，这个 ...

能具体说一下吗？

意思说在二极管的那个地方再放一个存储电容，如果要放的话大概需要多大容量值？

fpack · 发表于 2012-8-5 09:47

本帖最后由 fpack 于 2012-8-5 09:50 编辑

chensi007 发表于 2012-8-5 00:40 4 j2 Q! {; }8 E L. Y" w7 z3 d' Z
？？？？？？在隔壁AMOBBS也见到了好像。难道哥穿越了？

其他地方是发过，不过这是俺自己做的。版权是自己的，所以应该问题不大。{:soso_e113:}

另外发的多，其实多我自己是有好处的{:soso_e144:} ,每个交流都隐藏着高手，就像wanghanq大大一样。如果能得到高手的指点，那就是我的财富。

chensi007 · 发表于 2012-8-5 09:51

回wanghanq:
小弟并没有指摘楼主，只是看到了实情并说出来而已。帖子到不同的网站发是楼主的自由~~而且楼主的帖子是有含金量的。这么多照片及文字说明了楼主的用心~

wanghanq · 发表于 2012-8-5 09:56

本帖最后由 wanghanq 于 2012-8-5 09:57 编辑

fpack 发表于 2012-8-5 09:47
/ g, I/ Q6 H4 q t) O* c其他地方是发过，不过这是俺自己做的。版权是自己的，所以应该问题不大。
, n5 K8 {: K, }4 P9 p+ e! l
$ e1 i1 Q3 F1 z, J7 z( h" v+ N另外发的多 ...

我又没描述清楚？

我是说你当前的C6/C7位置无形中增大的继电器触点的负载冲击电流。

比如你原来的负载情况是阻性或弱感性负载，现在这个电容的存在，增大了负载的容性负载（冲击电流很大）

这个你是怎么考虑的？还是有这样设计的目的？

wanghanq · 发表于 2012-8-5 10:13

本帖最后由 wanghanq 于 2012-8-5 12:24 编辑

chensi007 发表于 2012-8-5 09:51 $ U7 [. G T3 G1 D8 `% d9 f
回wanghanq:9 M5 j+ g3 z. I
小弟并没有指摘楼主，只是看到了实情并说出来而已。帖子到不同的网站发是楼主的自由~~而且楼主 ...

这里你是老大，我还只是个小小的三级品（玩笑话，谁是老大不是重要的话题吧）

其实我刚上你提到的这个网站时，感觉也挺好，开始不知道那边不能提任何有他觉得有疑义的看法，看到××坛友说是对方不熟悉某个软件的使用导致对软件的误评，就很正常的说出了自己的想法（也就是大致说给那个坛友道歉之类的语句），结果就被禁ID了，开始也不知道它的那个不伦不类的登录失败的含义，后来打电话联系极不耐烦的回复（商人有商人的目的，理解）。后来沟通里面的几个老人级人物，感受基本雷同。不能看到完整的“反面”反馈的论坛误导性很大，打的口号和做法不一致，商业行为，理解。

fpack · 发表于 2012-8-5 10:35

wanghanq 发表于 2012-8-5 09:56 6 B* x- L) e: x) f9 }+ [" j- V8 w
我又没描述清楚？
. u9 W& Y! p! V- v
+ v. p. K* j2 A4 e我是说你当前的C6/C7位置无形中增大的继电器触点的负载冲击电流。

不管什么等级啦，能力不是从等级上看出来的。明显这方面你比我强。 ^^

正题：
哦，原来是这样啊。本意是给制冷片和风扇提供一个缓冲，防止制冷片损坏。
负载是阻性或弱感性，这个一点都木概念 {:soso_e149:} 。前端的负载一个是风扇，一个是制冷片（大负载）。

大概能有4~5A电流的制冷片

这是在调试中的风扇

实际工作中就是当制冷片制冷时，风扇启动直接降温。这种情况属于那种负载类型？如果不需要电容，就把电容拆了。

wanghanq · 发表于 2012-8-5 12:52

本帖最后由 wanghanq 于 2012-8-5 13:40 编辑

从我们业余爱好者的角度讲，做的已很好了。

继电器的用法大的继电器网站有相关的文档介绍（日系的文档多些），
如松下、欧姆龙继电器等的官网文档（国内有些文档多抄来超去），
实在不清楚的也可尝试者直接和继电器供应商电话沟通，随意找了个网址你可以自己看看
http://device.panasonic.cn/ac/c/ ... mmon/caugeneral.jsp

CPU的温度控制大致是一个恒温控制的概念
设定温度过低（结霜等）、过高、温差变化范围大（忽冷忽热）对CPU来说可能都不是一件好事。

如果要做到恒温，继电器动作次数是有寿命的（可计算设计寿命），作为一般的应用，继电器控制也无妨

当前的风扇驱动电流很小，不做触点保护问题可能不大。半导体制冷片负载也不是很大，你参考上面的文章选择合适的继电器直接控制应该也可以（触点保护电路是为了延长寿命做的设计）。不过电路运行时继电器总在那响个不停也挺烦人的...

这个应用中可能要考虑的有：噪声问题（风扇、继电器）、设计寿命推算

是否增加风扇速度控制电路？是否改用MOS控制半导体制冷片？如果只是简单的练手，当前设计已能满足

C6/C7可考虑放在触点前端（半导体制冷片关注的是电压是否有超出额定电压的情况出现）

你提到有参考“成熟”产品，上海卓一继电器是否考虑过触点保护？（它好像只提到阻性负载电流）

fpack · 发表于 2012-8-5 14:29

wanghanq 发表于 2012-8-5 12:52 % v) }* S- T5 d* U. A" z' T
从我们业余爱好者的角度讲，做的已很好了。. l- e1 @ I4 o. x

! w8 r$ A1 U+ G3 Y( i继电器的用法大的继电器网站有相关的文档介绍（日系的文档多 ...

恩，谢谢大大给我的建议。第二版就要马上启动，去研究MOS，俺的新方向来了。{:soso_e113:}

这不是给CPU降温的，不是练手，关乎到生命啊 ~~ 头等大事^^。如果制冷出问题，俺的一缸生物就要蔫了。尼姆、多里、蓝圈要翻肚皮给我看，那就麻烦大了去了。

刚接触电子，只有简单的电阻，二极管这种简单的概念。唯一能想到的就是继电器，可以用小电流控制大电压和大电流。

继电器吧嗒吧嗒确实挺烦人的，本来还想到用固态继电器。{:soso_e153:} 结果被价格给吓回去了。
当时也看到过您说的MOS{:soso_e134:} ，看了些文章也是云里来雾里去，不得其法。俺一定继续努力搞出一个新的版本，解决这个问题。

卓一的继电器也被我拆过{:soso_e120:} ，不过对我这个门外汉看不出啥名堂{:soso_e134:}

eeicciee · 发表于 2012-8-5 19:19

LZ很花时间，谢谢！

wanghanq · 发表于 2012-8-5 20:48

fpack 发表于 2012-8-5 14:29 ' [- N5 W" z) m0 U! z
恩，谢谢大大给我的建议。第二版就要马上启动，去研究MOS，俺的新方向来了。
# ^; z. T3 B! j! ]! M& h- J6 P0 P/ f! J$ i$ [; H$ q+ s4 ~
这不是给C ...

还真不清楚你这个和鱼缸的热交换怎么实现。MOS 的使用有篇文章可以做参考：

基于H桥驱动电路的半导体制冷片恒温控制系统.pdf (253.77 KB, 下载次数: 68)

卓一我到官网看好似系列还算多，看了你的这个解剖图（假若是真品），
感觉就是学生们做实验用的板，这样的东西和小摊上的货色有啥区别？

卓一的东西要用还是打开设备评估安全性再考虑了（真有点：金玉其外，败絮其中的味道）