Seeed Studio XIAO geliştirme kartları, küçük boyutları ve güçlü işlem gücü sayesinde DIY topluluğunda son derece popüler hale gelmiştir. Ancak, daha az kişi, tüm XIAO kartlarının tasarımına entegre edilmiş doğal bir özellik ve benzersiz XIAO ayak izinin arkasındaki nedeni bilmektedir. Bu makalede, XIAO serisi modüllerin PCB tasarımına bakacağız ve bunu PCB tasarımlarınızda nasıl kullanabileceğinizi göstereceğiz. Ayrıca, çok beklenen XIAO Eagle ve KiCad kütüphanelerini ve ayak izi yönergelerini de paylaşacağız.
Arduino geliştirme kartları, daha küçük, daha taşınabilir uygulamalara (örneğin giyilebilir cihazlar) hitap etmek için yavaş yavaş küçülürken, aynı zamanda daha fazla işlem gücü de sunmaktadır. İlk XIAO kartı, başlangıçta Seeeduino XIAO olarak adlandırılmıştır ve piyasadaki en küçük ATMega tabanlı geliştirme kartıdır. Önceki nesil olan Arduino Nano, iki kat daha büyük olup, eski bir USB-mini soketi içermektedir. Ayrıca, ATMega SAMD21G18 çipi, ARM® Cortex®-M0+ işlemcisi sayesinde 3 kat daha fazla işlem gücü sunmakta ve 16 kat daha fazla RAM, 8 kat daha fazla flash bellek ile birlikte gelmekte ve maliyetinin çok altında, Seeeduino XIAO açık bir kazanan olmuştur.
Orijinal XIAO’nun piyasaya sürülmesinden bu yana, Raspberry Pi kendi mikrodenetleyicisini piyasaya sürdü, COVID ortaya çıktı, Donald Trump görevden alındı ve XIAO ailesi 5 kartlık bir aileye dönüştü. Her kart, kendi avantajları ve özellikleri ile farklı çipler üzerine inşa edilmiştir; daha fazla işlem gücü (RP2040), BLE/Wifi bağlantısı (nRF52480, ESP32C3), Matter uyumlu akıllı ev uygulamaları (ESP32-C6) ve TinyML uygulamaları için yerleşik sensörler (Sense).
XIAO Tasarımı
Bir bakışta, XIAO kartları arasında farkı ayırt etmek zor olabilir ve neden aynı alışılmadık kart şekline sahip oldukları merak edilebilir. Tüm XIAO kartları tek taraflı montaj özelliğine sahiptir; bu, tüm bileşenlerin kartların bir tarafına (üst taraf) lehimlendiği anlamına gelir ve 14 delikli pad, kartların kenarına kadar uzanır ve PCB’nin kenarını kaplayan altın ENIG yüzey kaplaması ile tamamlanır.
PCB tasarımcıları, genellikle Espressif ESP32 WiFi modülleri veya breakout kartları gibi modüllerde sıkça görülen kaplanmış yarım delik veya castellated delik olarak bilinen bu delik tasarımına aşina olabilirler. Bu yarım deliklerin amacı, modüllerin diğer çipler ve bileşenler gibi yüzey montajı şeklinde baskılı devre kartlarının yüzeyine düz bir şekilde lehimlenmesine olanak tanımaktır. Bu, kaplanmış deliklerin PCB üzerinde çok fazla yer kaplamasını, kartların yüksekliğini artırmasını ve lehimleme maliyetlerini artırmasını azaltır.
XIAO kartları, geliştiricilerin geliştirme kartından üretim modülüne kolayca geçiş yapmalarını sağlamak için aynı geleneksel tasarım özelliklerini kullanır; bu, çipi nihai ürüne sıfırdan tasarlama ihtiyacını ortadan kaldırırken, ürün boyutuna minimal etki edecek kadar küçüktür. Yerleşik USB type-C portu, cihazı yeniden programlamak için jumper kabloları bağlama zahmetini ortadan kaldırarak kolay bir güç kaynağı olarak da hizmet eder. Daha fazla geliştirme kartı, prototip aşamasından seri üretime geçişi kolaylaştırmak için Raspberry Pico gibi aynı tasarım tekniklerini benimsemektedir.
Standart XIAO ayak izi, XIAO modüllerinin değiştirilebilir olmasını sağlar, böylece daha büyük esneklik ve daha fazla işlevsellik sunar. Örneğin, Seeed Studio SAMD21 (orijinal XIAO), artık XIAO RP2040 ile karşılaştırıldığında işlem gücü açısından geride kalmakta ve ATMega SAMD21 çipine kıyasla bol miktarda bulunmaktadır. RP2040’ın toplulukta artan popülaritesi, daha fazla Arduino desteği anlamına gelmekte ve genel olarak RP2040’ı geleneksel Arduino çipleri için cazip bir alternatif haline getirmektedir.
Seeed Studio XIAO kartlarını PCB’nize nasıl lehimlersiniz?
Hibrit delik/castellated delik pad tasarımı, tasarımcıların PCB kart tasarımı ve montajına yaklaşırken daha fazla seçenek sunar.
Doğrudan delik lehimleme:
İki 7 pinli, 2.54mm aralıklı erkek başlığı kartlara lehimleyin ve diğer uçlarını PCB kartındaki kaplanmış deliklere lehimleyin. Bu yöntem basittir çünkü küçük miktarların montajı yaygın bir lehimleme demiri ile hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir. Ancak, seri üretim için montajı otomatikleştirmek daha zordur.
Taşıyıcı kart yöntemi:
Önceki yöntemde olduğu gibi XIAO kartlarına iki erkek başlık lehimleyin ve PCB’ye iki dişi başlık lehimleyin veya prototipleme için erkek pinleri bir breadboard’a yerleştirin. Bu taşıyıcı kart/kalkan tarzı kurulum ile, XIAO modüllerini sökmeden kolayca değiştirebilirsiniz.
Yüzey Montajı lehimleme:
PCB’lerde uygun alan desenini kullanarak, XIAO modülü geleneksel lehim pastası/yeniden akıtma fırını lehimleme tekniği kullanılarak yüzey montajı yapılabilir. Bu, XIAO modüllerini otomatik montaja uygun hale getirir ve yaygın seri üretim yöntemleri ile uyumlu hale getirir.
XIAO kartlarını PCB tasarımınıza nasıl entegre edersiniz?
Tekrar eden talebe yanıt olarak, XIAO serisi için Eagle ve KiCad kütüphaneleri oluşturduk ve diğer PCB tasarım yazılımları için kendi ayak izlerinizi oluşturmanız için önerilen alan desenleri yönergelerini yayınladık.
Autodesk Eagle
Seeed Studio XIAO serisi sembol ve ayak izi kütüphaneleri GitHub’dan indirilebilir veya doğrudan Eagle’ın çevrimiçi yönetilen kütüphanelerinden indirilebilir.
KiCad
Seeed Studio XIAO serisi sembol ve ayak izi kütüphaneleri GitHub’dan indirilebilir.
Önerilen Alan Desenleri veri sayfası
Önerilen alan desenleri ve boyutlar için Seeed Studio XIAO Serisi Paket ve PCB Tasarımı veri sayfasını indirin.
Kütüphanelerin, daha fazla kullanıcının XIAO’nun esnek montaj yeteneklerinden yararlanmasını teşvik etmesini ve ürün geliştiricilerin tasarımlarında XIAO’yu kullanmalarına yardımcı olmasını umuyoruz. Kütüphaneler, Seeed Fusion’ın Montaj için Tasarım (DFA) mühendisleri tarafından hazırlandı, böylece üretime hazır olduklarından emin olabilirsiniz.
Seeed Fusion Turnkey PCB Montaj hizmeti, PCB montaj ihtiyaçlarınıza hitap edebilir. Parça temininden, PCB üretimine kadar montaja, Seeed Fusion projenizin başarısını sağlamak için uzmanlık ve tedarik zinciri bağlantılarına sahiptir. İster Digikey, Mouser’dan parça temin edin, ister daha ucuz Asya alternatifleri, yüksek PCB katman sayıları, egzotik alt tabakalar veya düşük MOQ’lar arıyor olun, Seeed’in esnek ve çevik üretim yetenekleri tüm ihtiyaçlara hitap edebilir.
Artık tüm PCBA siparişleri, tamamen ücretsiz olarak Montaj için Tasarım (DFA) incelemesi ve PCB Üretim için Tasarım (DFM) incelemesi içermektedir. Akıllı çevrimiçi teklif platformumuzu deneyin ve birkaç saniye içinde tam bir teklif alın.