วันพุธที่ 30 ธันวาคม พ.ศ. 2558

วิทยุ FM จาก AR1010 (PCB)

จากบันทึกก่อนหน้านี้เรื่องวงจรวิทยุ FM จาก AR1010 กับ Barebone Arduino ก็ทิ้งท้ายไว้ว่าจะไม่ทำโปรเจ็คอื่นถ้าโปรเจ็คนี้ไม่เสร็จ

แล้วก็ไม่ขึ้นโปรเจ็คอื่น ๆ อีกเลยนับจากนั้น...ทั้ง ๆ ที่อยากจะทำต่อให้เสร็จ อุปสรรคสำคัญคือระบบประกันคุณภาพอุดมศึกษากินเวลาไปหมด อย่าว่าแต่เวลาสำหรับงานอดิเรกแบบนี้เลยครับ แม้แต่เวลาสอนมันก็กิน! เรื่องนั้นช่างมันเถอะ บ่นไปหลายที่ ต่างกรรมต่างวาระ

ช่วงนี้ปีใหม่ เป็นช่วงเดียวที่มีเวลาส่วนตัวจริง ๆ ก็เลยขุดงานขึ้นมาทำให้เสร็จซะ สิ่งที่ทำในขั้นตอนนี้คือการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ครับ งานธรรมดาพื้น ๆ สำหรับหลาย ๆ คน แต่เป็นงานที่ยังสนุกและท้าทายเสมอสำหรับผม เครื่องมือที่ใช้ก็คือ KiCad เจ้าเก่า

สิ่งที่ได้เรียนรู้ในรอบนี้ก็คือ

  • ก่อนออกแบบก็ไปอ่านคู่มือการออกแบบ PCB โดยสรุปมาก่อน ได้ความรู้มาพอสมควร เช่นเรื่องการแยกกิ่งของไฟเลี้ยงและกราวด์ของวงจรส่วนแอนาลอกออกจากส่วนดิจิตัล การใช้กราวด์เพลน ปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวนต่าง ๆ
  • การใช้ via และ upper copper แทนการใส่ Link (เส้นลวด แต่ผมไม่รู้ว่าในวงการเขาเรียกว่าอะไร) แต่ก่อนทำไม่เป็น ตอนนี้ทำเสร็จแล้วยังมานึกว่า ไปใช้วิธีเพิ่ม R 0 โอห์มแล้วอัพเดต Netlist จะดีกว่าไหม...ไม่รู้เหมือนกัน เอาไว้ลองรอบหน้า
  • การอัพเดต Netlist ซึ่งมีประโยชน์มากเวลาเราต่อวงจรกับขั้วสายไฟซึ่งอันที่จริงเรามีอิสระที่จะกำหนดให้ขั้วไหนไปต่อกับ Net ไหนก็ได้ วิธีการก็ง่าย ๆ คือไปเขียนลายวงจร (Schematic) ใหม่ สร้าง Netlist ใหม่ แล้วก็ Reload Netlist ใหม่ก็เสร็จ ที่ต้องระวังก็คือตอนเลือก Option ก็เลือกให้สอดคล้องกับสิ่งที่เราทำ เช่นมีอุปกรณ์ใหม่ไหม ลบอุปกรณ์เก่าไปหรือเปล่า จะลบ Track และ/หรือ Pad ที่ไม่ใช้แล้วไหม ฯลฯ การอัพเดตนี่ก็ช่วยให้เดินลายทองแดง (Routing) ง่ายขึ้นไม่น้อย
  • การเปลี่ยนความกว้างของ Track คือเดิมผมก็คิดว่าจะกัดแผ่นวงจรเอง ถ้ากัดเอง Track ก็ต้องกว้างหน่อย ผมก็เลยตั้งค่าไว้ที่ 0.8 mm (ดูเหมือนเล็กแต่ใหญ่มาก เดินลายทองแดงยาก) แต่ดูศักยภาพและเวลาแล้วคงไม่เวิร์ก ก็เลยพิจารณาการสั่งทำ PCB ต้นแบบ ซึ่งบริษัทที่รับทำรองรับ Track เล็กสุดได้ถึง 10 mil (1 mil คือ 1/1000 นิ้ว) การเปลี่ยนนี้ผมก็อาจจะมักง่ายไปหน่อย คือผมไปเปลี่ยนที่ Global DRC เลย ไม่ต้องมี Track Width หลายค่า ใช้ค่าเดียวนี่แหละ
  • การทำ Ground Plane โดยใช้เครื่องมือ Zone แต่ก่อนเคยทำมาแล้ว แล้วก็ร้างไปจนลืม ต้องมาหาวิธีทำใหม่อีกรอบ
ผลงานในขั้นตอนนี้ก็เอามาดูกันหน่อย
เนื่องจากตั้งใจจะทำแผ่นวงจรหน้าเดียว ตอนทำวงจรส่วนดิจิตัลโดยเฉพาะส่วนของ 7-Segment LED เลยรู้สึกว่ายากเป็นพิเศษ

จริง ๆ ก็ไม่รู้เหมือนกันว่าทำไปทำไม ไม่ใช่งานวิจัย ไม่ใช่เรื่องที่ชำนาญขนาดจะไปสอนคนอื่นได้ ไม่ใช่ของที่ขายได้ (ตกรุ่นไปแล้ว) ไม่ใช่เรื่องที่จะไปเขียนลงนิตยสารได้ แต่ถ้าไม่ทำให้เสร็จก็คงไม่สบายใจ แต่ระหว่างที่ทำก็รู้สึกมีความสุขดี

ขั้นต่อไปก็คือสั่งทำ PCB และเอามาต่อวงจรลงแผ่นวงจรพิมพ์ให้มันเสร็จเสียที