Hepsi Bir Arada Mikrodenetleyici Kartı: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Hepsi bir arada mikrodenetleyici kartının bu tasarımında amaç Arduino'dan daha işlevsel olmaktır, yaklaşık 100 saatlik tasarımdan sonra toplulukla paylaşmaya karar verdim, umarım çabayı takdir eder ve desteklersiniz (Herhangi bir sorunuz veya bilgi kabul edilecektir).

Adım 1: Hedefler

herhangi bir projenin farklı ihtiyaçları vardır: sensörler, aktüatörler ve hesaplama, en ekonomik yol herhangi bir Arduino gibi bir mikrodenetleyici ile, bu durumda daha iyi bildiğim için PIC16F serisi Mikrodenetleyicilerden birini kullanıyorum.

PIC16F1829 bilgisi:

Ekonomik;)

Dahili 32 MHz

UART veya USB arabirimi (ch340)

SPI veya I2C x2

Zamanlayıcılar (8/16-bit) x4 x1

10 bit ADC x12

G / Ç'ler x18

ve daha birçok şey (veri sayfasındaki bilgiler)

Farklı paketler var ama el yapımı olmayan bir PCB üretimi yaparken en küçüğü de en ucuzu.

2. Adım: MCU için yükseltmeler

mikrodenetleyici, sıfırlama pimi için bir kapasitör ve bir Donanım yapılandırmasına ihtiyaç duyar, ancak yeterli değildir

- Güç Kaynağı Devresi

- Donanım Yükseltmeleri

- Önyükleyici

- İnsan arayüzü

- PIN konfigürasyonu

Adım 3: Güç Kaynağı Devresi

- Güç Kaynağının (MOSFET-P) antipolarite koruması

Sürmek için mosfet'in dahili diyotundan yararlanıyorum ve bu olduğunda Kapı Voltajı çok düşük bir RDSon'a sahip olmak için yeterli link_info

- voltaj regülatörü (VCO) tipik regülatör LD1117AG kullanıyorum ve TO-252-2(DPAK) paketini lm7805 ile aynı ama daha ucuz ve LDO kullanıyorum

- tipik kapasitif filtreler (100n)

- USB gücü için sigorta

1A'dan fazlasını önlemek için

- USB gücü için ferrit filtre

test altında

4. Adım: Donanım Yükseltmeleri

genel amaçlı olarak eklemeye karar verdim:

- Soft-Start Resetif diğer şeyler kontrol edilir, İlk sıfırlamada bir gecikme ile mikrodenetleyiciyi başlatmaz, güç verildikten ve stabiliteden sonra voltaj diğer şeyleri kontrol etmek için güvenlidir

sıfırlama pimi reddedilir, bu 0V olduğunda MCU'yu sıfırlar, RC devresi (kapasitör direnci) darbeyi uzatır ve VCC 0V olduğunda diyot kapasitörü deşarj eder

- N-Kanal Mosfet AO3400A

çünkü standart bir mikrodenetleyici pin başına 20mA veya 3mA'dan fazla veremez ve güç toplam tüketimi 800mA ile sınırlar ve mosfetler 5V ila 3.3V dönüşüm iletişimi kullanabilir.

- OP-AMP LMV358A

çok zayıf sinyalleri yükseltmek, düşük dirençli çıkışlar ve akımı algılamak için enstrümantasyon vb.

Adım 5: Önyükleyici

önyükleyici bir talimat yazılmasını sağlar, ancak özet olarak işlevi programı yüklemektir. Arduino One'da örneğin yerel USB desteğine sahip başka bir mikro denetleyici vardır, tüm PIC'lerde önyükleyici, sahip olsak bile PICKIT3'tür. CH340C (önyükleyici olmayacak, UART adı verilen USB'den Seri mikrodenetleyiciye olacaktır).

PICKIT3 -> ICSP aracılığıyla önyükleyici (Devre İçi Seri Programlama)

CH340C -> Seri USB iletişimi

hepsi geliştirme aşamasında, ancak önyükleyici çalışıyor.

Adım 6: İnsan Arayüzü

- USB desteği

CH340C, gömülü bir USB'den Seriye dönüştürücüdür

9600baud, 8bit, 1 stop bit, parite yok, en az anlamlı bit ilk gönderilen ve ters çevrilmemiş serinin standart konfigürasyonu

- Yeniden başlatma tuşu

Mikrodenetleyiciyi sıfırlamak için Soft-Start Reset devresinde uygulandı, ancak ICSP RST geçerli

-Kullanıcı Düğmesi

çıkış pinlerinde aşağı çekmek için tipik 10k

- 3mm mavi led x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2.3 Vres / 1500 Rres = 1.5 mA (daha fazla parlaklık elde edebilirsiniz)

2.3 Vres * 1.5 mA => 4 mW (1/8W'dan az)

Adım 7: Pin Yapılandırması

Az yer kaplayan çözüm, pin katmanını belirtmek ve bunları karta, çift sıra pinlere ve kartın karşılık gelen kalınlığına paralel olarak lehimlemek, bir pci ekspres konektörüne benzer şekilde lehimlemektir.

ancak tipik merkez pimden pime 100mils = 2,55 mm'dir

mesafe yaklaşık 2 mm = 2,55 - 0,6 (pim)

ayrıca tahtanın tipik kalınlığı 1,6'dır, sorun değil

bu 1 mm'lik 2 panolu bir örnektir

8. Adım: Son

Entegre ettiğim her parça diğer komponentler (TH) ve prototip versiyonu ile ayrı ayrı test edilmiştir, easyEDA platformu ile tasarladım ve JLC ve LCSC'de sipariş verdim (siparişin bir araya gelmesi için önce JLC'de sipariş vermelisin ve bir kez sipariş vermelisin. Aynı seansta satın alma işlemini LCSC'de yapıp eklediniz)

Ne yazık ki elimde herhangi bir fotoğraf yok ve bunu birlikte kanıtlayamadım, çünkü Çin'e sipariş vermek ve tüm belgeleri yapmak için zaman alıyor, ancak genel tasarımı kapsadığı için aşağıdaki talimatlar içindir. Burada, Herhangi bir sorunuz yorumlarda bırakabilirsiniz.

Ve işte bu, sipariş geldiğinde lehimleyeceğim, birlikte deneyeceğim, sorunları bildireceğim, güncelleyeceğim, belgeleyeceğim, programlayacağım ve muhtemelen bir video yapacağım.

teşekkürler, hoşçakal ve destek!

bağlantı: easyEDA, YouTube, açıkçası Eğitilebilirler