Kaapelivahdin ohjelmointijigi

kaapelivahti

Talvipakkasten koittaessa monet autoilijat varmasti tarvitsisivat tällaisen kaapelivahti-nimisen laitteen, varsinkin jos lämmitinroikka tuppaa unohtumaan auton keulaan kiinni. Olin itse tämän tuotteen tekemisessä mukana ja tässä blogipostauksessa valotan hieman erästä työvaihetta - nimittäin ko. laitteen ohjelmointitelineen eli jigin tekoa.

Yksittäisen piirilevyn ohjelmoiminen ei ole kummoinen juttu, mutta kun piirilevyjä ja laitteita on tuhat kappaletta, menee homma sitten jo hieman totiseksi.

Telinettä tarvittiin sarjatuotannon ohjelmointivaiheessa; sen jälkeen kun kaikki osat on piirilevylle ladottu ja juotettu, niin mikroprosessori täytyy ohjelmoida laitteen herättämiseksi henkiin. Puhaltaa siihen sielu niin sanotusti. Tämä tapahtui Texas Instrumentsin työkalulla MSP Gang Production Programmer -laitteella.

Jigin tekoon käytin omistamaani miniFactory 3 3D-tulostinta, Prenta Oy:n tulostusnauhaa ja Google Sketchup mallinnustyökalua sekä työntömittaa ja useita työpäiviä aikaa. Tietysti tarvittiin vähän muutakin mutta pääpiirteissään näin.

Liittimen etsiminen

Aivan ensimmäisenä piti löytää sopiva liitin, minkä kautta sähköiset signaalit kulkeutuvat piirilevyn vetoja pitkin aina mikroprosessorille saakka. Tähän meni tuskastuttavan paljon aikaa siihen nähden, että ilman liitintä oli hankala suunnitella yhtään enempää itse telineestä.

liitinsamtecsib
Samtecin piirilevyliitin

Lopulta sopiva liitin löytyi ja malliksi valikoitui kuusinastainen Samtec SIB-106-02-F-S board-to-board -liitin. Näitä tarvittiin lopulta 8 kappaletta (+ yksi malli suunnittelun ajaksi) ja sain tarvittavat kappaleet näytekomponentteina - kiitokset vain q-flexin porukoille tästä.

Piirilevytelineen suunnittelu

Seuraavaksi pystyin suunnittelemaan telineen ja mekanismin, jonka avulla piirilevy pysyy paikoillaan ohjelmoinnin ajan. Telineessä piti ensin ratkaista liittimen asemointi oikeaan paikkaan, sillä piirilevyn kontaktipisteet olivat vain tietyissä kohtaa, mistä ohjelmointi onnistui tehdä. Värkkäsin kuitenkin ennen telineen suunnittelua johdot liittimeen kiinni ja testasin, että ohjelmointi varmasti onnistuu liittimen läpi. Ja onnistuihan se.

kaapelivahti jigin suunnittelu 1
Telineen ja liittimen asemoinnin suunnittelua

Malleja syntyi useita erilaisia ja mallinnuksessa tuli ottaa huomioon myös piirilevyn toisella puolella olevat komponentit. Malleja syntyi tulostuksessa montaa erilaista, kukin edeltäjäänsä jollakin tapaa parempi.

kaapelivahti jigin suunnittelu 4
Telineen evoluutiopolku ylhäältä alas
kaapelivahti jigin suunnittelu 11
Teline väistelee suurimpia komponentteja piirilevyltä - kuva lopullisesta versiosta

Piirilevyn täytyy myös pysyä ohjelmoinnin aikana paikoillaan ilman, että sitä kukaan pitelee ja tätä varten täytyi suunnitella kiinnitysmekanismi.

Kiinnitysmekanismeja syntyi useita erilaisia, mutta lopulta malliksi valikoitui vipumallinen systeemi.

kaapelivahti jigin suunnittelu 3
Piirilevy pysyy vivun ja jousen ansiosta paikallaan

Vipu on kiinni telineessä katkaistun naulan avulla (toimii vivun akselina) ja jousi työntää vivun alaosaa kohti piirilevyä. Kun piirilevyn asentaa kehikkoon oikeaan kohtaan, niin kuuluu naksaus ja siitä tietää, että levy on paikallaan ja ohjelmointi voi alkaa.

Lopuksi mallinsin telineelle paikat M4 muttereille, joiden avulla piirilevyteline tulee kiinni suurempaan levyyn.

kaapelivahti jigin suunnittelu 2
Proto näkkärin päällä
kaapelivahti jigin suunnittelu 7
Teline päältäpäin katsottuna

Toistensa kopioita

Kun yksi piirilevypidike ja kiinnitysmekanismi oli kunnossa, täytyi näitä vain tulostaa 7 kappaletta lisää.

Ohjelmointilaite voi ohjelmoida kerralla 8 levyä, mikä nopettaa sarjatuotannon vaihetta hyvin oleellisesti. Tätä varten tarvittiin 8 kappaleen kehikko. Hain paikallisesta puuilosta polykarbonaattia eli pleksiä 3mm vahvuisen palasen, noin 25 cm leveän ja 1,2 metriä pitkän.

Hahmottelin paikat kahdeksalle piirilevytelineelle ja sahasin pleksistä sopivan kokoisen palan pois rautasahalla:

kaapelivahti jigin suunnittelu 6
Paikat piirrettynä pleksin suojamuoviin

Reikien teko onnistui porakoneella ja aika huonolla miniporakoneella (ei ollu mikkään remeli) sekä mattoveitsellä. Suojalaseja en tietenkään käyttänyt vaikka terä pari kertaa katkesikin veistellessä, pitäisi yrittää sekin aina muistaa.

Lopuksi kiinnittelin Samtecin liittimet pleksin pintaan pikaliimalla, juotin johtimet niihin paikoilleen ja lisäsin vielä vihreät ledit näyttämään, että virta tulee liittimelle asti.

kaapelivahti jigin suunnittelu 8
Ohjelmointilaite ja jigi

Loppusilaus ja voilá

Viimeistelin jigin Ninjaflexistä tulostetuilla kumitassuilla ja poistin suojamuovit sekä tulostin yhteystiedot tarralappuun, minkä liimasin telineen alareunaan.

kaapelivahti jigin suunnittelu 9
Ninjaflexistä tulostetut kumitassut

kaapelivahti jigin suunnittelu 10

Tekemästäni jigistä olisi voinut tulla nätimpikin, mutta aikataulu oli sen verran tiukka että esteettiset asiat olivat sivuseikka tässä projektissa.

Hyvin on kuulemma toiminut, kaikki 1000 kappaletta on onnistuneesti ohjelmoitu ja toivottavasti myös seuraavat 1000 kappaletta onnistuu myös.

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *