Motorsteuerungsplatine-Design für einen handgehaltenen Augentrainer
Der Kunde gab einen Hub von 45 mm in nicht mehr als zwei Sekunden vor. Die Designprüfung konzentrierte sich darauf, wie die Steuerungsplatine erkennen konnte, wann der Schieber eines der beiden Enden erreichte, und wo die beiden Hall-Schalter im Griff untergebracht werden würden.
Verfahrzeit und Endlagen-Erkennung
Der Kunde wünschte zwei Versionen. Das Basismodell hatte kein Display: ein Druck zum Anheben des Schiebers und ein zweiter zum Absenken. Die Display-Version fügte eine Wahl zwischen manuellem Betrieb oder automatischen Zyklen von 5, 10 und 15 Sekunden hinzu. Jeder Zyklus erlaubte zwei Sekunden Aufwärts- und zwei Sekunden Abwärtsbewegung. Nur die Pause an der Oberseite variierte.
Der Kunde schlug zunächst vor, den Motor per Timer zu stoppen. Der Ingenieur wies darauf hin, dass die Verfahrzeit von der Motordrehzahl abhängt. Nach dem Vergleich eines geschlitzten optischen Schalters mit einem Magneten und Hall-Schalter entschied sich der Kunde für Hall-Schalter an beiden Enden des Hubs.
| Zykluseinstellung | Anheben | Halten an der Oberseite | Absenken |
|---|---|---|---|
| 5 s | 2 s | 1 s | 2 s |
| 10 s | 2 s | 6 s | 2 s |
| 15 s | 2 s | 11 s | 2 s |
Hall-Schalter-Platzierung und Erfassungsabstand
Im vorgeschlagenen Layout bewegt sich ein Magnet mit dem Schieber. Ein Hall-Schalter an der Oberseite des Gehäuses erkennt den Magneten an der oberen Grenze. Ein zweiter Schalter erkennt ihn an der unteren Grenze.
Die Layout-Zeichnung gibt einen maximalen Abstand von 2 mm zwischen dem Magneten und dem Schalter vor. Der Kunde schätzte etwa 3 mm: Die Magnettasche und die Schaltertasche hatten jeweils eine 1-mm-Wand, und der Schieber benötigte ebenfalls Platz zum Bewegen.
Um den Abstand zu verringern, schlug der Ingenieur vor, den Magneten in den Kunststoffschieber einzubetten und den Schalter direkt an die Gehäuserippe anzupassen. Der tatsächliche Abstand und beide Auslösepositionen müssen noch an einem montierten Muster geprüft werden.
Einpassen der Hauptsteuerungsplatine in den Griff
Das Display, der Drucktaster und der USB-C-Anschluss mussten mit dem Gehäuse ausgerichtet werden. Die Haupt-PCB-Zeichnung legte eine Platinendicke von 1 mm und Bauteilhöhenbegrenzungen von 6 mm auf der Displayseite und 8 mm auf der Rückseite fest. Die roten Umrisse markieren Bereiche, die von Bauteilen freizuhalten sind.
Prüfen der Display- und Drucktasterpositionen
Die frühe Gehäusezeichnung zeigt ein Displayfenster und eine Einschalttaste. Ein separater Vorschlag fügte Plus- und Minus-Tasten zum Einstellen der Uhr und zum Zugriff auf Trainingsaufzeichnungen hinzu. Die Display-Referenz zeigt sowohl zwei- als auch dreistellige Teile, sodass sie keinen endgültigen Footprint festlegt.
Abmessungen der Hall-Sensorplatine und Prototypenprüfungen
Die Zeichnung der Hall-Sensorplatine zeigt einen Umriss von 8 × 7 mm. Dies ist die kleine Platine am Ende des Hubs. Die Hauptsteuerungsplatine sitzt in der unteren Hälfte des Griffs und hat eine separate Umrisszeichnung.
Der Kunde wählte die Display-Version für die erste Entwicklungsrunde. Drei Prüfungen bleiben für das montierte Muster: den Magnet-zu-Schalter-Abstand messen, aufzeichnen, wo jeder Schalter auslöst, und den vollständigen 45-mm-Hub in jeder Richtung zeitlich messen.
