Wie Sie Ihre eigene PCB-Visitenkarte erstellen
Überblick: Visitenkarten werden häufig bei geschäftlichen Aktivitäten verwendet, aber in der heutigen Zeit reichen herkömmliche Visitenkarten aus Papier einfach nicht mehr aus, um die Aufmerksamkeit anderer Parteien oder Partner zu erregen. Dieser Artikel, von FS Technologiewird Ihnen zeigen, wie Sie eine moderne, praktische PCB-Visitenkarte wodurch Sie sich von anderen Wettbewerbern abheben können.
Vorwort
Was Sie bei diesem Projekt lernen werden:
- Der Prozess der Herstellung einer einfachen PCB-Visitenkarte
- Der Herstellungsprozess von Hochwertige PCB-Visitenkarten mit NFC (Near Field Communication) Funktionalität
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
Einfacher Herstellungsprozess für gedruckte Leiterplatten-Visitenkarten
Erstellung der PCB-Schaltpläne
Obwohl andere PCB-Design-Tools verwendet werden kann, wird von uns EasyEDA zum Zeichnen der Schaltpläne empfohlen, da es einen eingebauten Simulator für Signalmessungen hat. Die benötigten Schaltpläne der Komponenten finden Sie auch 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 Kupferbahnen zu sehen ist, die von der schwarzen Lötmaske bedeckt sind.
PCB Visitenkarte Vorlage 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:
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:
Vorsichtsmaßnahmen bei der Montage von Visitenkartenkomponenten
Bevor Sie mit der Leiterplattenbestückung beginnen, müssen Sie die folgenden Regeln kennen Orientierung der PCB-Komponenten. Um Ihre PCB-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.
Erzeugen von Gerber-Dateien
Gerberdateien werden von der Leiterplattenindustrie zur "Beschreibung" von Leiterplattenbildern verwendet und werden benötigt, wenn Sie Ihre eigenen DIY PCBA-Platine oder die Auslagerung der Herstellung an einen professionellen, schlüsselfertigen PCBA Bestückungsunternehmen, wie FS Technology. Nach Fertigstellung des Schaltplans können Sie in EasyEDA auf die Schaltfläche "Konvertieren" klicken, um den Schaltplan in ein PCB-Design zu konvertieren, oder, wenn Sie Eagle verwenden, können Sie Gerber-Dateien mithilfe des integrierten CAM-Prozessors exportieren.
Bestellen Sie Ihre PCB-Platte
Wenn Sie eine hochwertige PCB-Visitenkarte wünschen, können Sie Ihre Bestellung an FS Technology senden, da wir über die fortschrittlichste Ausrüstung, ein hochqualifiziertes technisches Team und den günstigsten Preis verfügen. Als professionelle PCB-Herstellungsexperten in China empfehlen wir die folgenden Designs für Ihre kundenspezifische Karte:
- Anzahl der Schichten: 2 Schichten
- Dicke der Leiterplatte: 1,0 mm
- Größe: 50×80 mm
- Oberflächenbehandlung: HASL
- Kupfer Gewicht: 1oz
Installation der Komponenten
Der Zweck einer PCBA-Platine besteht darin, die verschiedenen Komponenten durch die "Leitungen" oder Leiterbahnen auf der nackten Platine zu verbinden, um verschiedene Funktionen zu erreichen, in erster Linie die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Komponenten, damit PCB-Montage ist ein wesentlicher Bestandteil der Schaltung. Hierfür müssen Sie die SMD-Komponenten auf die Platine, dann schreiben Sie den Code mit dem Programmiergerät in den Mikrocontroller und führen schließlich eine PCB-Baugruppeninspektion.
Verpackung PCB-Visitenkarten
Sie können doppelseitiges Schaumstoffklebeband verwenden, um den Rand Ihrer bestückten Leiterplatte zu versiegeln, indem Sie eine Maske drucken und dann das doppelseitige Schaumstoffklebeband aufkleben. Anschließend können Sie überschüssiges Klebeband abschneiden, um Ihre kreative PCB-Visitenkarte.
PCB-Visitenkarte mit NFC
Einführung in die NFC-Technologie
Was ist NFC?
NFC, auch bekannt als Near Field Communication, ist eine kontaktlose Identifikations- und Verbindungstechnologie (ähnlich wie Bluetooth-Leiterplatte), die es Ihren mobilen Geräten und Unterhaltungselektronikgeräten ermöglicht, innerhalb einer Reichweite von < 10 cm zu kommunizieren. In den letzten Jahren haben sich Geräte, die in den Bereichen mobiler Zahlungsverkehr, Identitätsauthentifizierung, Aufladen von Fahrkarten usw. eingesetzt werden, auf NFC verlassen.
Wie funktioniert NFC?
Die Funktionsweise von NFC wird in zwei Modi unterteilt, den passiven und den aktiven Modus, aber in diesem Artikel wird nur der aktive Modus beschrieben. Wenn das signalgebende Gerät Daten an das Zielgerät sendet, muss es ein Hochfrequenzfeld erzeugen, das dann die elektromagnetische Induktion zwischen den beiden Schleifenantennen nutzen kann, um das passive Ziel (Tag) aufzuladen, wie in der Abbildung dargestellt:
NFC-Chip-Fertigung
Chip-Anforderungen:
- Kleines SMD-Gehäuse
- Ausreichende Speicherkapazität
- Eingebettetes Energiegewinnungsmodul
Wenn Sie eine Leiterplatte als Visitenkarte verwenden, ist der NFC-Chip das Herzstück, und obwohl die Wahl des Kerns variiert werden kann, wird in diesem Artikel der NTAG NT3H1101 IC von NXP empfohlen. Viele Elektronikbegeisterte haben Programmierfähigkeiten, sie können IC-Programmierung selbst, um mehr Funktionen zu erhalten.
NTAG i2c ist der neueste passive TAG-Chip mit einer I2C-Schnittstelle, der von NXP, einem Vertreter der Dalian Dapinjia-Gruppe, herausgebracht wurde. Er wird häufig in Haushaltsgeräten, Unterhaltungselektronik, Wearable Technology, Heimautomatisierung und anderen Bereichen eingesetzt, da er sowohl kontaktlose als auch kontaktbehaftete Schnittstellen bietet:
Berechnen der Antenneninduktivität
Damit die PCB-Visitenkarte kommunizieren und sich einschalten 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: 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:
Erklärung der Parameter der Resonanzfrequenzformel:
- F: Resonanzfrequenz, Einheit: Hz
- L: Äquivalente Induktivität, Einheit: H
- C: Äquivalente Kapazität, Einheit: F
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:
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, um sie zu unterstützen. Um die Erklärung zu erleichtern, verwendet FS Technology eine relativ einfache rechteckige Antenne, um PCB-Visitenkarten gestaltenwie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Erläuterung der Einheiten im obigen Diagramm:
- A0 & B0: Gesamtgröße der Antenne
- Aavg & Bavg: 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 Interpretation der Lant'schen Formel lautet wie folgt:
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.
Löten Sie den NFC-Chip auf die PCB-Visitenkarte
Das Löten der PCB-Komponenten ist ein relativ wichtiger Schritt für jedes vollständige PCB-Produkt, egal ob es vor oder nach dem Löten geschieht, PCB-Reinigung ist ein wichtiger erster Schritt. Nachdem die Reinigung abgeschlossen ist, PCB-Flussmittel muss im Voraus vorbereitet werden. Flussmittel kann als vorübergehender Kleber dienen, indem man es mit einem Zahnstocher auf das IC-Gehäuse aufträgt. Wenn das Flussmittel hinzugefügt wurde, kann man eine Pinzette verwenden, um die Leiterplattenkomponenten festzuhalten. Dann nehmen Sie mit einem neuen Zahnstocher eine kleine Menge Lötpaste und tragen sie auf die Stifte der Bauteile auf. Beim Löten von SMD-Bauteilen werden in der Regel sowohl Flussmittel als auch Lötpaste verwendet, da diese Techniken im Vergleich zum herkömmlichen Löten mit Durchgangslöchern sehr viel genauer sind. Denken Sie daran, immer die Menge der verwendeten Lötpaste zu kontrollieren, da der übermäßige Gebrauch von Lötpaste ein häufiges Problem bei vielen Hobbyisten ist, die neu im Löten sind, und es kann zu Kurzschluss auf der Leiterplatte. Der letzte Schritt des Lötvorgangs ist die Verwendung eines Heißluft-Rework-Tools, um die Lötpaste zu schmelzen und die Stifte des ICs mit den Leiterbahnen zu verlöten. Durch die Verwendung eines Heißluft-Lötkolbens entfällt die Notwendigkeit, einen herkömmlichen Lötkolben zu verwenden, mit dem das Löten solcher Miniaturbauteile etwas schwieriger sein kann, insbesondere von Hand. Nach diesem Prozess ist es immer empfehlenswert, die Verbindungen der einzelnen Komponenten visuell zu überprüfen, um sicherzustellen, dass keine Lötbrücken oder Fehlausrichtungen der Komponenten vorhanden sind. Bei kleineren Bauteilen kann ein Mikroskop hilfreich sein. Um das Aussehen Ihrer PCB-VisitenkarteSie können einen vorbereiteten Lötkolben verwenden, um das überschüssige Flussmittel zu entfernen, sowie Q-Tips und Isopropylalkohol zur Reinigung. Widerstände und LEDs funktionieren fast auf die gleiche Weise und können mit den oben genannten Schritten gelötet werden. Insgesamt ist das Löten des NFC-ICs von Hand der mit Abstand schwierigste Schritt in diesem Projekt, und schon der kleinste Fehler kann zu einem Kurzschluss führen. Wenn bei diesem Prozess Fehler gemacht werden, ist es empfehlenswert, dass Sie einige Fähigkeiten von Entlöten von PCB-Komponenten da es dazu beitragen kann, Verluste im Falle von Fehlern zu reduzieren. Ähnlich wie bei vielen anderen Fertigkeiten ist ständiges Üben des SMD-Lötens der beste Weg, um Ihre Löttechniken zu verbessern, und kann bei der Arbeit an anderen Projekten mit SMD-Bauteilen sehr hilfreich sein.
NFC-Chip IC-Programmierung
- NFC-Tools für Android: Suchen Sie das Einstellungsmenü auf Ihrem Android-Gerät und öffnen Sie die NFC-Einstellungen.
- iOS NFC-Tool: Das NFC-Tool auf Ihrem iOS-Gerät (iPad, iPhone, etc.) 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 und die LED auf der Visitenkarte sollte aufleuchten. Wenn das Symbol "Schreiben abgeschlossen" anzeigt, ist Ihre NFC-PCB-Visitenkarte fertig.
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