Wie Sie Ihre eigene PCB-Visitenkarte erstellen

Visitenkarten werden im Geschäftsleben häufig verwendet, aber herkömmliche Visitenkarten aus Papier können die Aufmerksamkeit Ihres Gegenübers nicht auf sich ziehen. In diesem Artikel von FS Technology erfahren Sie, wie Sie eine schöne und praktische Leiterplatten-Visitenkarte erstellen, mit der Sie sich von vielen Mitbewerbern abheben.

Selbstgemachte PCB-Visitenkarten

Was Sie bei diesem Projekt lernen werden:

  • Der Prozess der Herstellung einer einfachen PCB-Visitenkarte
  • Lernen Sie den Herstellungsprozess von High-End-PCB-Visitenkarten mit NFC-Funktionalität kennen

Erforderliche Werkzeuge und Fähigkeiten

Unverzichtbare Werkzeuge:

  • Lötkolben
  • Heißluft Nachbearbeitungsgerät
  • Lötpaste
  • Flussmittel zum Löten
  • Lötdraht
  • Pinzette
  • Kreuzschlitzpinzette
  • PCB-Reiniger
  • Wattestäbchen
  • Zahnstocher
 

Optionale Werkzeuge:

  • Rauchabsaugung
  • Verziertes Glas
  • Telefon mit NFC
  • NFC Chip 1kb
 

Erforderliche Fähigkeiten:

  • SMD-Lötkenntnisse
 

Stückliste:

  • Gedruckte Leiterplatte
  • 220 nF Kondensator
  • 47Ω Widerstand
  • LED
 

Einfache Visitenkarte mit gedruckter Schaltung

PCB-Schaltpläne erstellen

Wir können EasyEDA zum Zeichnen von Schaltplänen verwenden, es hat einen eingebauten Simulator für Signalmessungen. Außerdem finden Sie die erforderlichen Schaltpläne des PCB-Komponenten in der EasyEDA-Bibliothek.

  • Importieren Sie das gewünschte Muster in die Ebene 22 "bPlace" und es erscheint auf dem Siebdruck der Leiterplatte, oberhalb der schwarzen Lötmaske.
  • Lassen Sie Licht auf die Schicht 16 "Bottom" fallen, die als von der schwarzen Lötstoppmaske bedeckte Kupferbahnen zu sehen ist.
 

Der Schaltplan einer einfachen PCB-Visitenkarte ist relativ einfach. Mit Ausnahme des USB-Steckers sind alle Komponenten, die wir auf der Platine verwenden, SMD-Bauteile. Trotzdem müssen Sie wissen wie die Leiterplatte funktioniert weil Sie es in der Datei skizzieren müssen.

PCB Design

Da Ihre persönlichen Informationen (Name, Telefon usw.) oben auf dem Panel aufgezeichnet werden müssen, müssen Sie einen Teil der Grundplatte anpassen und die Informationen, die Sie anzeigen möchten, auf Ebene 29 "tStop" eingeben. Diese Ebene ist die Lötmaske, die die Oberseite steuert. Textüberlagerungen auf den Ebenen "Top" und "tStop" können Ihre PCB-Visitenkarten besser aussehen lassen.

Vorsichtsmaßnahmen für induktive Antennen

Funkwellen können die Leiterplatte nicht durchdringen. Deshalb dürfen sich beim Entwurf der Antenne keine Kupferbleche über und unter der Antenne befinden. Die korrekte Vorgehensweise ist wie folgt:

Richtige Antenneneinstellungen

Wenn sich Kupfer über der Antenne befindet, blockiert die Grundplatte der Leiterplatte das Lesegerät, und die Energie kann nicht zwischen den Antennen des NFC-Tags übertragen werden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

falsche Antenneneinstellungen

PCB-Layout

Bevor Sie mit der Leiterplattenbestückung fortfahren, müssen Sie die Regeln für die Ausrichtung der Leiterplattenkomponenten. Um Ihre Visitenkarte zu verschönern, können Sie die Komponenten auf der Unterseite der Platine platzieren und die LED auf den Glühfaden setzen. Wenn Sie eine NFC-fähige Visitenkarte erstellen, müssen Sie Drähte an den NFC-IC anschließen.

Gerber-Dateien generieren

Gerber-Dateien werden von der PCB-Industrie zur Beschreibung von PCB-Abbildungen verwendet. Gerberdateien werden benötigt, unabhängig davon, ob Sie Ihre eigenen Leiterplatten herstellen oder die Herstellung an einen Profi auslagern schlüsselfertige PCB-Montage Unternehmen. Nachdem Sie den Schaltplan fertiggestellt haben, können Sie in EasyEDA auf die Schaltfläche "Konvertieren" klicken, um den Schaltplan in ein PCB-Design zu konvertieren. Wenn Sie Eagle verwenden, können Sie mit dem integrierten CAM-Prozessor Gerber-Dateien aus Eagle exportieren.

PCB-Platte bestellen

Wenn Sie eine qualitativ hochwertige Leiterplatten-Visitenkarte wünschen, können Sie Ihre Bestellung an FS Technology schicken. Wir haben die modernste Ausrüstung, das beste technische Team und den günstigsten Preis. Als Experte für die Herstellung von Leiterplatten in China empfehlen wir Ihnen die folgenden Designs für Ihre Karte:
  • Anzahl der Schichten: 2 Schichten
  • Dicke der Leiterplatte: 1,0mm
  • Größe: 50*80mm
  • Oberflächenbehandlung: HASL
  • Kupfer Gewicht: 1oz
Bestellte Leiterplatte

Installation der Komponenten

Die PCBA-Platine dient dazu, Komponenten durch die Leitungen auf der Platine zu verbinden, um verschiedene Funktionen zu erreichen, so PCB-Montage ist ein unverzichtbares Werk. Dazu müssen Sie die SMD-Bauteile auf die Platine löten, dann mit dem Programmiergerät den Code in den Mikrocontroller schreiben und schließlich die PCB-Baugruppeninspektion.

Verpackung PCB-Visitenkarten

Sie können doppelseitiges Schaumstoffklebeband verwenden, um den Rand Ihrer bestückten Leiterplatte zu versiegeln, eine Maske ausdrucken, sie auf das doppelseitige Schaumstoffklebeband legen, den Überschuss abschneiden und eine kreative Leiterplatten-Visitenkarte fertigstellen.

PCB-Visitenkarte mit NFC

Einführung in die NFC-Technologie

Was ist NFC?

NFC ist eine kontaktlose Identifikations- und Verbindungstechnologie (ähnlich wie Bluetooth-Leiterplatte), der vollständige Name lautet Near Field Communication, ermöglicht es Ihren mobilen Geräten und Unterhaltungselektronikgeräten, innerhalb einer Reichweite von < 10 cm zu kommunizieren. In den letzten Jahren haben sich mobile Zahlungen, die Identitätsprüfung, das Aufladen von Fahrkarten usw. auf NFC gestützt.

Wie funktioniert NFC?

Der NFC-Arbeitsmodus wird in einen passiven und einen aktiven Modus unterteilt. Dieser Artikel beschreibt nur den aktiven Modus. Aktiver Modus bedeutet, dass das signalgebende Gerät, wenn es Daten an das Zielgerät sendet, ein Hochfrequenzfeld erzeugen muss, das die elektromagnetische Induktion zwischen den beiden Schleifenantennen nutzen kann, um das passive Ziel (Tag) aufzuladen, wie in der Abbildung gezeigt:
NFC-Schema

NFC-Chip-Fertigung

Chip-Anforderungen:

  • Kleines SMD-Gehäuse
  • Ausreichende Speicherkapazität
  • Eingebettetes Energy Harvesting Modul

Wenn Sie eine Leiterplatte als Visitenkarte verwenden, ist der NFC-Chip das Herzstück. Die Wahl des Kerns kann vielfältig sein, dieser Artikel wählt den NTAG NT3H1101 IC von NXP. 

NTAG I2C ist der neueste passive TAG-Chip mit I2C-Schnittstelle von NXP, dem Vertreter von Dalian Dapinjia. Er wird häufig in Haushaltsgeräten, Unterhaltungselektronik, Wearable Technology, Heimautomatisierung und anderen Bereichen eingesetzt. Er verfügt über kontaktlose und kontaktbehaftete Schnittstellen wie abgebildet:

NTAG I2C

Berechnen der Antenneninduktivität

Damit die PCB-Visitenkarte kommunizieren und mit Strom versorgt werden kann, müssen wir dem NFC-Tag eine Antenne hinzufügen. Das Antennendesign des NFC-Chips ist relativ einfach, wie unten gezeigt:

Erläuterung der Symbole in der Abbildung oben:

  • Voc: Durch das Magnetfeld induzierte Leerlaufspannung
  • Ra: Äquivalenter Widerstand
  • La: Äquivalente Induktivität
  • Rs: Reihenersatzwiderstand
  • Cs: Serielle äquivalente Abstimmungskapazität
 

Wenn der Sender ein Magnetfeld wahrnimmt, erscheint an seinen Anschlüssen eine Leerlaufspannung Voc.

Die Summe der Serienwiderstände Ra und Rs ist das Ersatzmodell der Schaltung, die aus dem integrierten NFC-Schaltkreis und seiner Schleifenantenne besteht, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

Der Widerstand Rs des NFC IC bildet zusammen mit dem Antennenwiderstand Ra und dem eingebauten Kapazität Cs mit der Induktivität La der Antenne.

Die Frequenzformel des RLC-Resonanzkreises ist in der Abbildung dargestellt:

 Die Formel zur Berechnung des RLC des Schwingkreises

Resonanzfrequenzformel Substantiv Erklärung:

  • F: Resonanzfrequenz, Einheit: Hz
  • L: Äquivalente Induktivität, Einheit: H
  • C: Äquivalente Kapazität, Einheit: F
L ist ein unbekannter Parameter in dieser Gleichung, und L muss separat berechnet werden. Das Formeldiagramm sieht wie folgt aus:

Beispiel: Angenommen, die Frequenz von NFC ist 13,56 MHz und die Abstimmkapazität ist 50 pF, dann setzen Sie sie in die Formel ein, um die Induktivität L wie folgt zu erhalten:

Beispielhafte Darstellung der Induktivität L

Berechnung einer rechteckigen Antenne

Nur wenn wir die geometrischen Bedingungen einhalten, können wir eine Antenne mit einer bestimmten Induktivität auf der Leiterplatte anbringen. Antennen mit unterschiedlichen Geometrien erfordern unterschiedliche Formeln zur Unterstützung. Um die Erklärung zu erleichtern, verwendet FS Technology eine relativ einfache rechteckige Antenne für das Design unserer PCB-Visitenkarte, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:
Rechteckige Antenne für PCB-Visitenkarten

Erläuterung der Einheiten im obigen Diagramm:

  • A0 & B0: die Gesamtgröße der Antenne
  • Aavg & Bavg: die durchschnittliche Größe der Antenne
  • T: Dicke der Spur
  • W: Breite der Spur
  • G: Lücke zwischen den Spuren
  • Nant: Anzahl der Drehungen
  • D: Äquivalenter Durchmesser der Schiene
 
Die Formel für die äquivalente Induktivität Lant lautet wie folgt:  
Äquivalente Induktivität Lant
Die Interpretation der Lant'schen Formel lautet wie folgt:
Lant-Formel

Eagle-Bibliothek erstellen

Wenn Sie das Design der Antenne für umständlich halten, können Sie die rechteckige Open-Source-Antenne von NXP kopieren, um die Antenne zu entwerfen, und dann die Position des Anschlusses ändern.

Entwerfen Sie die Antenne

Löten des NFC-Chips

Das Löten der Leiterplatte ist ein relativ wichtiger Schritt. Ob vor oder nach dem Löten, wir müssen Folgendes tun PCB-Reinigung. Nachdem die Reinigung abgeschlossen ist, müssen Sie das Flussmittel im Voraus vorbereiten. Es kann als vorübergehender Kleber dienen. Tragen Sie es mit einem Zahnstocher auf das IC-Gehäuse auf und halten Sie die Leiterplattenkomponenten mit einer Pinzette fest, wenn die beiden Teile aufeinander ausgerichtet sind. Nehmen Sie dann einen neuen Zahnstocher, nehmen Sie eine kleine Menge Lötpaste und tragen Sie sie auf die Pins des Bauteils auf. Denken Sie daran, die Menge der Lötpaste zu kontrollieren, denn ein übermäßiger Gebrauch von Lötpaste ist ein häufiges Problem bei Leiterplatten und kann zu Kurzschlüssen führen. Verwenden Sie zum Schluss ein Heißluft-Rework-Tool, um die Lötpaste zu schmelzen und die Pins des ICs mit den Leiterbahnen zu verlöten. Um die Visitenkarte der Leiterplatte zu verschönern, können Sie unseren vorbereiteten Lötkolben verwenden, um das überschüssige Flussmittel zu entfernen und die Q-Spitze und Isopropylalkohol sauber zu machen. Widerstände und LEDs funktionieren fast gleich, daher werde ich sie nicht wiederholen. Das Löten des NFC-ICs von Hand ist der schwierigste Schritt in diesem Projekt, und der kleinste Fehler kann zu einem Kurzschluss führen. Zu diesem Zweck können Sie sich zunächst einige Fähigkeiten aneignen Entlöten von PCB-KomponentenAuch wenn Sie Fehler machen, können Sie Ihre Verluste reduzieren.

Programmieren Sie den NFC-Chip

NFC-Tools für Android: Suchen Sie das Einstellungsmenü auf Ihrem Android-Telefon und öffnen Sie die NFC-Einstellungen.
iOS NFC-Tool: Das NFC-Tool des iPhones wird automatisch gestartet.
Starten Sie das NFC-Tool, suchen Sie die Schaltfläche "Schreiben", klicken Sie auf "Datensatz hinzufügen", wählen Sie "URL" als Datensatz, geben Sie die URL ein, die das NFC-Tool übertragen soll, klicken Sie auf die Schaltfläche "OK" und geben Sie dann den NFC-Tag auf der Seite "Schreiben" ein. Wenn das dynamische Symbol angezeigt wird, halten Sie das Telefon nahe an die Visitenkarte, die LED der Visitenkarte sollte zu diesem Zeitpunkt aufleuchten, wenn das Symbol "Schreiben abgeschlossen" anzeigt, ist Ihre NFC-PCB-Visitenkarte fertig.
Wissen und Vorsichtsmaßnahmen für selbstgemachte PCB-Visitenkarten

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