STM32 Tabanlı 3D Yazıcı Anakart Tasarımı ve İyileştirme Önerileri

3D yazıcı teknolojisi, elektronik ve mekanik bileşenlerin karmaşık entegrasyonunu gerektirir. Bu alanda yapılan özgün tasarımlar, hem maliyet hem de boyut açısından avantajlar sağlayabilir. STM32H743 mikrodenetleyici tabanlı bir 3D yazıcı anakartı tasarımı, bu bağlamda küçük ve uygun fiyatlı yazıcılar için bir örnek teşkil etmektedir.

Tasarım Özellikleri

• Mikrodenetleyici: STM32H743 MCU kullanılmıştır.

• Sürücüler: 4 adet TMC stepstick motor sürücüsü, UART/SPI konfigürasyonları ile desteklenmiştir.

• Sensörler ve Girişler: Sensörsüz ve endstop homing, termistör ve fan portları mevcuttur.

• Bağlantılar: Paralel, seri ve TFT ekran konektörleri bulunur.

• Güç Çıkışları: Isıtıcı ve yatak çıkışları desteklenmektedir.

• Veri Aktarımı: USB-C ve SD kart üzerinden baskı yapılabilir.

• Form Faktörü: 80x90 mm boyutlarında kompakt bir tasarım.

• Uyumluluk: Marlin ve Klipper firmware desteği sağlar.

Ayrıca Bakınız

Osiloskop Deneyleri İçin Kendi Kendine Yapılan Çok Fonksiyonlu Sinyal Jeneratörü Projesi

Bu proje, RS232, I²C ve klasik dalga biçimleri gibi çeşitli sinyaller üreten, mikrodenetleyici bağımsız tasarımı ve açık kaynak yazılımıyla elektronik deneylerde kapsamlı çözümler sunar.

Mikrodenetleyiciler: Güncel Trendler, Popüler Modeller ve Kullanım Alanları

Mikrodenetleyiciler, STM32, ESP32 ve Arduino gibi popüler modellerle hobi ve endüstri projelerinde yaygınlaşıyor. Flipper Zero gibi yeni cihazlar ve uzay uygulamalarında dayanıklılık öne çıkıyor.

Dijital Osiloskop Tasarımı: THT ve SMD Versiyonlarının PCB Üretimi ve Lehimleme Süreçleri

Dijital osiloskop projesi, THT ve SMD teknolojileriyle küçük boyutlu PCB tasarımı, lehimleme ve test süreçlerini detaylandırıyor. Tasarım zorlukları ve topluluk önerileri de ele alınıyor.

Numitron Saatlerin Tasarımı, Çalışma Prensipleri ve Dayanıklılık Özellikleri

Numitron saatler, düşük voltajda çalışan filamentli cam tüplerle zamanı gösterir. ESP32 mikrodenetleyici ve güç yönetimiyle uzun ömürlü ve estetik bir alternatif sunar. Yedek tüpler kullanımda önemlidir.

CH32V003 Compute Modülü Tasarımı, Özellikleri ve Teknik İncelemesi

CH32V003 mikrodenetleyici modülü, düşük bellek kapasitesi ve küçük boyutuyla sınırlı kaynak gerektiren uygulamalara uygun tasarlanmıştır. Tasarımda lehimlenebilir castellated kenarlar ve pogo-pin programlama kolaylığı öne çıkmaktadır.

Quansheng UV-K5 El Telsizine Flex PCB "Beyin İmplantı" ile MCU Yükseltme ve Yazılım Uyarlaması

Quansheng UV-K5 el telsizine, orijinal MCU yerine STM32G0C1CET mikrodenetleyicisi içeren flex PCB implantı takılarak işlem gücü ve bellek kapasitesi yükseltildi. Yazılım sürücüleri güncellendi, RF devreleri korunarak performans sağlandı.

Arctyx Nano: Açık Kaynaklı, Düşük Maliyetli FPGA Geliştirme Kartı Tasarımı ve Özellikleri

Arctyx Nano, açık kaynaklı ve düşük maliyetli FPGA geliştirme kartı olarak, tam pin kullanımı ve APIO uyumluluğuyla öğrenme ve geliştirme süreçlerine esneklik sağlar.

ESP-01 Tabanlı IO Genişletici Tasarımı ve Endüstriyel Kontrol Sistemleri Karşılaştırması

ESP-01 modülü ile geliştirilen IO genişletici kart, hobi ve küçük otomasyon projeleri için çok sayıda giriş-çıkış portu ve güç yönetimi sunar. Endüstriyel otomasyonda ise dayanıklılık ve gerçek zamanlı kontrol için PLC tercih edilir.

Tasarım Sürecinde Öğrenilenler ve İyileştirme Alanları

Tasarım sürecinde edinilen deneyimler, sonraki versiyonlarda yapılabilecek iyileştirmeler için önemli bilgiler sunmaktadır:

• PCB İz Düzeni ve Katman Yapısı: İz genişlikleri, katman dolgu ve deliklerin (via) yerleşimi optimize edilmelidir. Özellikle yüksek akım taşıyan VIN izleri için genişlik artırılmalı ve güç katmanları daha iyi organize edilmelidir.

• BOM Optimizasyonu: Malzeme listesi daha da optimize edilerek maliyet ve performans dengesi geliştirilebilir.

• Motor Sürücü Sayısı: Ekstra motor sürücüler eklenerek çok eksenli yazıcılar için kapasite artırılabilir.

• Akım ve Gerilim Değerleri: Kullanılan bileşenlerin akım ve gerilim değerleri, gerçek kullanım koşullarına göre daha dikkatli seçilmelidir; bazı parçalar mevcut tasarımda yetersiz kalmaktadır.

İlk görüşte 'Bu gerçek olamaz!' dedirten 10 etkileyici ürün

devamını oku

PCB Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Katmanlar ve Topraklama: Her katmanda topraklama düzlemi bulunması performansı artırır ve elektromanyetik parazitleri azaltır.

• İz Genişlikleri ve Doldurma: Yüksek akım taşıyan izler için genişlik artırılmalı, düşük akım hatları için ise uygun dolgu ve iz düzenlemeleri yapılmalıdır.

• Via Yerleşimi ve Dikişleme: Kenar çevresinde ve kritik noktalarda via kullanımı elektromanyetik uyumluluğu iyileştirir.

• DRC Kuralları: Üreticiye özel tasarım kuralları (Design Rule Check) kullanılmalı, böylece üretim hataları minimize edilir.

• Katmanlar Arası İz Yönlendirmesi: SPI ve diğer yüksek hızlı sinyaller için iz yönlendirmeleri optimize edilmelidir.

• USB İzleri: USB 2.0 yüksek hızlı standartlarına uygun empedans kontrolü ve koruma devreleri eklenmelidir.

Devre Şeması ve Yazılım Yönetimi

• Hiyerarşik Şemalar: Tüm devreyi tek sayfaya sığdırmak yerine, fonksiyonel bloklara ayrılmış hiyerarşik şemalar kullanılmalıdır. Bu, okunabilirliği ve bakım kolaylığını artırır.

• Net Etiketleri: Global net etiketlerinin aşırı kullanımı yerine, yerel net etiketleri tercih edilmelidir. USB gibi özel sinyaller için standart semboller kullanılmalıdır.

• Yazılım ve Donanım Ayrımı: Firmware ve donanım dosyaları ayrı repolarda tutulmalı, böylece kullanıcılar sadece ihtiyaç duydukları kısmı indirip kullanabilir.

Performans ve Güvenilirlik

• Isı Yönetimi: Mosfetler ve diğer güç elemanları için uygun soğutma çözümleri (soğutucu plakalar veya heatsink) eklenmelidir.

• Güç İzleri: Motor güç izleri geniş tutulmalı, aşırı ısınma riski azaltılmalıdır.

• Firmware: Marlin gibi yaygın firmware'ler başlangıç için uygundur; ancak özel ihtiyaçlar için firmware geliştirme veya özelleştirme planlanabilir.

Kaynaklar ve Referanslar

Proje açık kaynak olarak GitHub üzerinde paylaşılmıştır ve tasarım süreci detaylı şekilde belgelenmiştir. Ayrıca, PCB tasarımında kullanılabilecek modern üretici DRC kuralları ve iyi uygulamalar için çeşitli kaynaklar mevcuttur.

"PCB tasarımında modern üretim tekniklerine uygunluk, sadece üretim maliyetini değil, aynı zamanda ürünün güvenilirliğini ve performansını da doğrudan etkiler."

Bu tasarım örneği, küçük boyutlu ve uygun maliyetli 3D yazıcı anakartları geliştirmek isteyen mühendisler için değerli bir referans teşkil etmektedir. İyileştirme önerileri, tasarım kalitesini artırmaya yönelik somut adımlar sunmaktadır.