DIY USB 电流表(10):完结篇,外壳和面板设计

在截止到前一篇 《DIY USB 电流表(9):Flash 模拟 EEPROM 存储累计电量》 后,我们已经完成了 DIY USB 电流表的所有硬件和软件开发工作,接下来就需要设计一个稍微正经一点的外壳将 PCB 包装起来,除了更好看一点的同时,还可以防止裸露的 PCB 接触到导体之后造成意外短路的情况。

另外,为了体验一下嘉立创的亚克力面板定制服务,这次的 USB 电流表外壳采用面板 + 外壳的方式来完成,PCB 通过 M2 自攻螺丝固定在 3D 打印的外壳上,再将面板通过双面胶粘贴到外壳上。

当然我也是 3D 建模业余选手,只会基本的长方体布尔切割操作什么的,设计的外壳主打一个能用就行 🙈。

PS. 我也还是一个初学者,如果文章中有一些错误或不足,还请多多指教。

导出 PCB 3D 模型

为了更好的确定外壳的尺寸和各个接口、按键的位置,可以先在立创 EDA 专业版中导出 PCB 的 3D 模型文件,这样在建模软件里可以有更直观的参考。

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外壳设计

最终外壳基本上就是根据 PCB 的外形设计了一个 1.7mm 厚,带圆角的边框,并且在两个按键的位置预置了两个和外壳一体的按钮。

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PCB 上的按键为了能给按键手柄留出行程空间,是突出 PCB 一小截的,在设计外壳时,这一小截空间也要预留出来。

注意:其实这个设计使用 3D 打印会有一些问题,PLA 材料在垂直方向的粘合性并不是很强,很大概率有可能在安装完成后,按下按键的时候连接处会断掉,我是又用胶水粘上去了 😂。

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另外在底板上预留了 4 个直径 1.8mm 的孔,用于固定 PCB,使用 M2 的自攻螺丝就可以了。另外建议使用平头自攻螺丝,这样可以有更多长度拧进外壳。

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因为这个 DIY USB 电流表设计最大测量功率为 100W,在这个时候可能会有一些发热存在,为了防止热量堆积,在底部也添加了几个散热孔。

外壳设计完成后,使用 3D 打印机打印出来就可以安装测试了。

面板设计

嘉立创在去年的时候推出了面板定制服务,通过在立创 EDA 专业版中简单绘制,就可以生产出来自己想的面板。

相比某宝上的亚克力面板定制服务,嘉立创的服务更加自助,并且价格透明,一块 200x300mm 的原料,总价固定,可以生产多少块最终成品,最终单价多少,都是可以计算出来的。

新建面板设计

直接在立创 EDA 专业版的工程设计侧边栏中,在右键菜单中选择 新建面板 就可以添加一个面板设计项目了。

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设计面板

我设计的 USB 电流表面板比较简单,直接就是和外壳一样大小的亚克力,全部喷黑,屏幕的位置开窗处理就完成了。

当然这里也可以添加自己喜欢的图片来当成 USB 电流表的面板样式。

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通过编辑器 3D 预览功能可以检查效果是否符合需求。

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设计完成后,就可以通过 EDA 的面板一键下单功能下单生产了。

面板设计文件已经放在了 GitHub 开源项目中,可以在文末找到链接。

组装成品

最后将面板和外壳粘贴起来,就完成了我们 DIY USB 电流表的最终组装工作,到达最终形态,看起来是不是还挺像那么一回事呢 😃。

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总结

至此,DIY USB 电流表的整个系列已经完结,我也大概体验到了一款硬件产品的整个开发流程,包括功能设计、硬件设计、软件设计开发、结构设计、外壳设计等工作。

当然这个跟实际商业化的产品不能相比,不过就对电子 DIY 这个爱好来说,以后制约产出的就更多是创意上的限制,而不是制作上的能力了。

希望这个系列能对同样想要玩一下电子 DIY 的朋友们有所帮助。

PS. 我作为业余爱好者,这个系列中可能存在各种各样的错误和不足,也请业内人士多多指教,感谢。

USB 电流表开源地址

这个 USB 电流表所有资料已经开源,可以在以下仓库中获取,包含固件代码、PCB 生产 Gerber 文件、原理图和外壳 STL 文件。

https://github.com/ohdarling/CH32V003-USBMeter

硬件相关的源文件已经在立创开源平台开源,访问以下地址可以进行一键 PCB 下单和一键 BOM 配单操作:

https://oshwhub.com/wandaeda/ji-yu-ch32v003-de-usb-dian-liu-biao

DIY USB 电流表系列

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教程地址: https://xujiwei.com/blog/2024/04/diy-ambient-light/

参考资料

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