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电子 DIY 入门知识整理：电阻、电容、电感

作者: 日期: 3月 20, 2024 1 条评论

在去年接触到嘉立创免费打样，开始继续开始玩电子 DIY 之后，就逐渐转到自己制作 PCB 并且使用贴片元件代替模块来制作产品了。之前一直使用的分立元件，都是用杜邦线连接各个成品模块，在换成贴片元件之后，对这些元件的各种封装规格什么的完全是一脸迷糊。

现在玩了一年多，总算大概知道一些基础知识了，这里整理一下分享给同样开始想使用贴片元件进行电子 DIY 的朋友们。

PS. 我作为一个新入门电子 DIY 玩家，以下都是从一个初学者的角度整理的，并且主要介绍我使用过，稍微了解一点的元件，如有错误还请指正。

封装基础概念

diy101-package

在使用成品模块，或者分立元件时，一般都不用太考虑封装，它们的引脚可能本身就符合万用板上的引脚间距。

但是在使用 PCB 和贴片元件时，就需要了解每个元器件的封装了，一般画 PCB 时有一个重要的步骤就是给 PCB 中所使用的元器件画封装。幸好立创 EDA 结合立创商城，给大多数元器件已经画了封装，在立创 EDA 中可以直接使用。

元件封装（Footprint）或称为元件外形名称，其功能是提供电路板设计用，换言之，元件封装就是电路板的元件。 封装主要分为DIP双列直插和SMD贴片封装两种。

英制例如 0805、0603

对于常用元器件，例如电阻、电容，这些都是使用的 0805、0603、0402 这样的数字来表示封装大小，这里面的数字都是英制单位，例如一个 0805 封装的电阻就表示这个电阻的尺寸大约为 0.08 inch 0.05 inch，对应到公制单位大概是 2.0mm 1.25mm。

公制例如 3225、2520

另外一些元器件也会使用公制单位来表示封装尺寸，例如晶振中的 3225 表示大小为 3.2mm * 2.5mm …

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DIY USB 电流表（4）：PCB 焊接与调试

作者: 日期: 3月 11, 2024 没有评论

在前一篇 DIY USB 电流表（3）：PCB 免费打样详解 中，我们已经完成了 PCB 的下单，坐等几天就可以将生产完成的 PCB 拿到手了。在 PCB 到手之前，可以先把焊接组装需要的元器件先采购起来，毕竟这个也需要两天时间才能快递到手。

等到焊接 PCB 所需要的元器件都到手之后，就可以将我们的 PCB 组装起来了。

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。

元器件采购

在采购元器件前，我们可以先在立创 EDA 中将物料清单（俗称 BOM）导出，在立创 EDA 中使用 导出》物料清单(BOM)... 菜单就可以导出 BOM。

物料清单 （BOM），也称为产品结构，是构建、制造或维修产品或服务所需的所有物料的列表。物料清单充当集中式源，包含从原材料阶段制造产品所需的所有信息。

diy-usbmeter-bom-1

BOM 导出后是一个 Excel 文件，打开后就可以看到它包含了这块 PCB 所需要的全部相关元器件：

diy-usbmeter-bom-2

如果直接在立创商城购买这些元器件，可以在导出 BOM 对话框中选择 元件下单，这样就会将 BOM 上传到立创商城，并开启 BOM 配单服务，可以自动根据 BOM 表中的内容匹配到合适的元器件，省去了一个一个查找并添加到购物车的过程。

diy-usbmeter-bom-3

当然立创商城购买元器件的价格并不一定是最优的，淘宝上很多商家也提供配单服务。不过立创商城的东西比较齐全，对于一些低价元器件，还是可以考虑直接在立创商城一站配齐的，对于差价比较大的元器件，我也都是选择在淘宝上购买。

例如这个 …

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DIY USB 电流表（3）：PCB 免费打样详解

作者: 日期: 3月 4, 2024 没有评论

在前两篇文章中，我们已经完成了 DIY USB 电流表的元件选型、原理图绘制和 PCB 布局布线，完成这些后，就可以将 PCB 文件导出给到板厂进行生产啦，很快就可以拥有一块自己设计的 PCB 了。

如果还没有完成 PCB 设计，可以参考前两篇文章：

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。

PCB 免费打样

得意于 PCB 板厂间的竞争，现在有不少板厂提供了免费打样服务，例如嘉立创、捷配等。有了这些提供免费打样服务的 PCB 板厂，作为电子 DIY 爱好者也可以低成本的拥有一块正经生产出来的 PCB 来完成一些产品了，而不是只能使用万用板和飞线来制作。

我现在用过两家板厂的免费打样服务，分别是嘉立创和捷配，目前两家的规则差不多，都是一个月内有两次免费打样机会。

嘉立创

嘉立创是我用过最多的免费打样服务板厂了，他的免费打样服务范围相当广，FR-4 2、4、6 层板，FPC 柔性电路板，铝基板等都可以进行免费打样，结合立创 EDA，整体下单流程很顺畅。

另外嘉立创 PCB 阻焊油墨除绿色外的颜色也是可以免费使用的，PCB 生产时间相比绿色会多一两天，但是可以拥有红色、蓝色、紫色、黑色 PCB，还是相当值得的。

嘉立创免费打样一般都是给 …

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笔记本 RTX 3070 + 8G 显存本地运行大语言模型 CodeGeeX2 生成代码实践

作者: 日期: 2月 26, 2024 2 条评论

之前看到 CodeGeeX2 大语言模型发布了，介绍说比上一个版本效果要好上不少，因此也想在本地跑一个看看，能不能在项目开发的流程中能应用一下。

CodeGeeX2 是多语言代码生成模型 CodeGeeX (KDD’23) 的第二代模型。不同于一代 CodeGeeX（完全在国产华为昇腾芯片平台训练） ，CodeGeeX2 是基于 ChatGLM2 架构加入代码预训练实现，得益于 ChatGLM2 的更优性能，CodeGeeX2 在多项指标上取得性能提升（+107% > CodeGeeX；仅60亿参数即超过150亿参数的 StarCoder-15B 近10%）

不过因为手上只有一个笔记本用的 Nvdia 显卡，型号是 3070，并且显存还只有 8G，因此在运行过程中相对更高显存的显卡会碰到一些坑，这里就记录一下整个安装过程、踩的坑和解决方法。

系统环境

我的笔记本安装了 Windows 10 系统，并且还没有安装 WSL，因此就直接在 Windows 系统中来安装和部署 CodeGeeX2 了。

软件和硬件环境：

  • OS： Windows 10 22H2 (19045)
  • Python：3.10.11
  • CPU：AMD Ryzen 7 5800H
  • 内存：32GB
  • 显卡：RTX
…

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DIY USB 电流表（2）：PCB 布局布线

作者: 日期: 2月 19, 2024 2 条评论

在前一篇 《DIY USB 电流表（1）：元件选型和原理图绘制》 中介绍了 DIY 一个 USB 电流表的需求列表，以及将它所需要的元件确定下来，并在立创 EDA 中将整体功能的原理图绘制完成，现在就可以开始在立创 EDA 中进行布局布线了。

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。

布局布线效果预览

pcb preview

转换原理图到 PCB

通过立创 EDA 的 设计>更新/转换原理图到PCB 菜单，就可以将原理图中所有元件放置到 PCB 设计页面中，并且已经都将每个元件的网络配置且连接好。

pcb design 1

布局布线

设计预期外形

我们首先需要做的就是将元件根据用途大概放置到对应的区域，先来根据目标的形态绘制一个草图。

pcb design 2

初步确定布局

首先使用放置板框功能，画一个 PCB 的边框，可以根据实际预期 PCB 大小，将板框设置成那个尺寸，例如这里先设置成 45mm*70mm。

这里可以使用立创 EDA 的交叉选择功能，在原理图中选择对应功能区域的元件，然后按 Shift+X，就可以在 PCB 设计页面中选择对应的元件，方便将归属于同一功能的元件都选中，然后放置到目标位置去。

pcb layout

这样就可以大概将整体布局确定下来，后续就可以在这个基础上进行布线了，当然最终效果会比这个紧凑很多，可以在布线过程中不断调整。

精细调整布局

在初步确定布局之后，就可以根据每个模块的功能，将它们目标的布局确定下来，例如这里 DC-DC 模块，就可以根据一般 DC-DC 模块布局的需求，先把相关电阻、电容、电感的位置放置完毕，再进行最后的布线。

像 …

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DIY USB 电流表（1）：元件选型和原理图绘制

作者: 日期: 2月 12, 2024 没有评论

USB 电流表在电子 DIY 中还是比较常用的，可以用它来观察目标设备的实时电流、电压以及功耗。

作为电子 DIY 爱好者，做一个自己的 USB 电流表也是一件顺理成章的事。这里把之前已经开源的一个 USB 电流表的原理图来添加一些详细说明，对于初学者来说可以大概搞明白一个简单设备的原理图该怎么画。

当然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。

USB 电流表成品效果

电压、电流、功率、容量界面

ui-1

功率历史图表界面

ui-2

需求分析和元件选型

在最开始搞一个入门 DIY 的产品，还是不要搞太复杂，尽量从简单的开始，先确定一下需求范围，降低整体开发难度，一方面减少原理图绘制之类的工作量，另外一方面，也可以增加成功率，防止半路弃坑 🤣。

需求分析

作为一个 USB 电流表，主要功能就是电流、电压等指标的采集，以及作为现在已经普及度非常高的 USB Type-C 接口和 USB PD 充电都需要支持一下，然后再通过屏幕展示出来采集的数据就可以了。

因此根据需求大概确定以下功能点：

  • USB Type-C 输入与输出
  • PD 协议透传
  • 支持 5～20V 电压检测
  • 支持 0～5A 电流检测
  • 支持功率计算、容量统计
  • 支持功率历史图表显示
  • 支持统计数据记录与清除
  • 按键切换电压电流数据与功率历史图表
  • 使用 12864 OLED
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将节省进行到底，使用激光雕刻机和牛皮纸 DIY SMT 钢网

作者: 日期: 2月 5, 2024 没有评论

将节省进行到底

自从有了嘉立创 PCB 免费打样之后，我玩电子 DIY 基本上都是直接上 PCB 而不是洞洞板 + 模块了。在打样完 PCB 之后，一般都是选择手工焊接元件，以前都是直接使用针筒式锡膏点锡的方式来进行上锡，然后再用电铬铁或者加热台完成手工焊接操作。

但是在面临越来越复杂的 PCB，并且使用了 0603 甚至 0402 封装的元件之后，针筒式锡膏就很难控制挤出量了，并且一块板子几百个焊盘需要点锡的话，工作量实在太大了。

这个时候就可以按照 SMT 标准流程，使用钢网刷锡膏的方式来给焊盘上锡了。最开始也是使用了嘉立创的钢网服务来配备钢网，但是他们的费用还是比较高的，不管板子大小，一个钢网就需要 50 元，打样都已经白嫖的，再花 50 元似乎不太值。

后来再在淘宝上找到了一些钢网制作店铺，可以针对打样的 PCB 大小制作钢网，价格就便宜不少，加上运费在 15 元左右，这个价格也还算实惠了。

不过在 B 站看到一些视频使用 3D 打印机制作钢网的视频之后，启发了我，想到闲置的那台激光雕刻机，似乎也可以用激光雕刻机来完成钢网的制作。

最终在尝试几次之后，选择了 90 克覆膜牛皮纸来作为制作钢网的材料，毕竟一般激光雕刻机的功率并不够用来雕刻钢片。

准备工具

  • 激光雕刻机
  • 90 克覆膜牛皮纸
  • 立创 EDA 专业版
  • LaserWeb

制作激光雕刻 Gcode 文件

对于使用 …

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Arduino + ESP32 高分开源项目推荐

作者: 日期: 1月 29, 2024 没有评论

作为一个 ESP32 重度用户，并且一直使用 Arduino 框架开发嵌入式应用的爱好者，在过去开发的项目过程中使用过不少开源项目，这里稍微总结一下比较有意思的，以及比较有用的开源项目列表。

其中一些项目不光是固件方面的程序，也包含了对应的硬件设计，可以当作一个电子 DIY 入门的学习项目。

开源项目集合

awesome-esp

项目地址：https://github.com/agucova/awesome-esp

一个国外爱好者收集的 ESP32/ESP8266 开源项目集合，主要偏完整的固件应用。

固件应用

这里是一些完整的固件开源项目，通常也会包含一个完整的硬件项目，不管是用来学习硬件开发，还是学习嵌入式软件开发，都是很好的例子。

ESPHome

ESPHome Logo

项目地址：https://github.com/esphome/esphome

算是最流行的开源智能家居固件之一了，通过编写 YAML 配置文件的方式来快速集成各种传感器、开关、屏幕等设备到一个固件中，并且内置了 Home Assistant 等智能家居平台的支持，可以一键添加到这些平台中。

要使用 ESPHome，基于上只需要了解大概的 GPIO 知识，I2C 以及 SPI 总线的概念就可以上手了，传感器或者其他外设的驱动都已经包含在固件中，并且官方文档也包含了详细的配置教程。

之前就使用 ESPHome 快速搭建了两个应用：

tasmota

项目地址：…

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万字长文，一个软件工程师的 2023 电子 DIY 总结

作者: 日期: 1月 22, 2024 8 条评论

在去年这个时候，总结了一下 2022 年重新拾起电子 DIY 的经历《一个软件工程师的 2022 电子 DIY 小结》，翻了翻嘉立创 PCB 订单，今年也打了不少板子，虽然也有一些是取消的订单，但是总体还是打了不少板子，有一些旧的东西，也有一些新的东西。

相比去年，今年在电子 DIY 上又学习了一些新东西，再来总结一下在 2023 年得到的经验。当然这些都是我作为一个新手村玩家得到的经验，只能说在 DIY 这个领域，可以用来应付一些需求，与实际商业化产品开发过程中需要的经验，还是会有比较大的距离，因此这些经验也仅供大家参考。

经过这一年，看见什么数码产品，都想着自己能不能做一个，找找开源项目，找找对应芯片，然后搞出一个半成品 😆。

复刻项目

作为一个新手，2023 年整体还是以复刻为主，得益于立创硬件开源平台，总是可以看到各种很有意思的项目，这其中有一些算是玩具，有一些是开发相关的，有一些则是实际生活中会使用到的数码产品。

在复刻项目过程中，现在能更多地去理解原理图，知道每个部分的作用是什么，以及在它的基础上，是否可以做出一些符合自己需求的修改，例如以下这些基础的修改：

  • 元件封装是否方便手焊，0402 替换为 0603 或 0805
  • 布局是否方便使用加热台一次焊接，双面贴片变更为单片贴片
  • 元件选型是否和现在元件库存匹配，LDO、DCDC 等替换为库存已有型号
  • 主控是否可以替换为更熟悉的型号，例如 ATMEGA 替换为 ESP32

在经历过几个开源项目的复刻过程后，会逐渐对硬件项目的构成有一个更清晰的概念，也能对硬件项目中可能包含的功能模块了解更多一点，例如电源模块、充电模块、电机驱动等。

在知道和了解了硬件项目中的这些模块之后，在后续想要做自己的项目时，就可以参考和使用了，这跟在软件项目中使用开源库的原理也差不多。

SmartKnob - 基于 SimpleFOC 的无刷电机模拟旋钮

2023diy-smartknob1

项目地址：https://github.com/scottbez1/smartknob

关键词：无刷电机，SimpleFOC，PID，ESP32，TMC6300，磁编码器，SK6812…

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超简单 DIY – AirCube 空气检测站

作者: 日期: 12月 17, 2022 7 条评论

源由

一直以来对家里的环境状态比较在意，在很多年以前，就使用万用板 + ESP8266 + 传感器组装了很多台空气检测节点放在家里，用于监控 PM 2.5 浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度等环境状态。

配合 ESPEasy 固件 + Domoticz，可以很方便的采集环境状态的数值，从而配置 Domoticz 的脚本来完成一些自动化动作，例如打开新风、打开空气净化器等。

进一步，也可以通过 Domoticz 将采集到的数据保存到 InfluxDB 中，使用 Grafana 图形化的展示这些环境状态的变化趋势。

在知道嘉立创的 PCB 免费打样活动之后，就产生了将这些空气检测节点进行升级的想法。

目标

这次升级，主要是为了改进以前使用洞泂板，ESP8266 等老旧部件碰到的一些问题，主要有以下几点：

  • 更美观，原先使用万用板 + 亚克力面板太多飞线，不是很好看，整体空间利用也不充分，并且现在也有 3D 打印机，可以做一个更好看的外壳。
  • 更标准，原先每个节点的传感器选型都不太一致，从而导致每块万用板的飞线都不一致，组装存在出错可能，这次通过使用统一的 PCB，将所有传感器模块位置固定，每个节点的传感器都保持一致。
  • 更强大，原先使用的 ESP8266 模组，GPIO 数量较少，在传感器数量多的情况下，GPIO 就不够用了，这次更换为更先进的 ESP32，拥有更多 GPIO，性能也更为强大。并且因为 GPIO 数量更多，还可以额外增加一个屏幕，这样即使不借助 Domoticz 的情况下，也可以独立使用，查看当前环境数据。
  • 更灵活，原先使用的 ESPEasy 固件，所有的传感器是通过在它的网页配置界面来完成的，并且它的配置保存格式为自定义的二进制格式，很难阅读以及提前配置，这次更换为更灵活的
…

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