Golden Arduino Board: 12 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Doel

Die doel van hierdie bord is om presies dieselfde funksies te hê as 'n Arduino Uno, maar met verbeterde ontwerpkenmerke. Dit bevat ontwerpkenmerke om geraas te verminder, soos verbeterde routing en ontkoppeling van kapasitors. Ons hou die standaard Arduino-bord se uitsporbare voetafdruk sodat dit verenigbaar is met skilde; 'n ry retourpenne sal egter buite hierdie voetspoor gevoeg word om die bord se uitleg te verbeter deur kruisgesprek te verminder vir seine wat van die bord af kom. Verder sal 'n 16 MHz kristal vir die stelselklok gebruik word in plaas van 'n resonator om die akkuraatheid en stabiliteit van die klok te verhoog

Kragbegroting

Die ingangskrag sal dieselfde wees as wat nodig is vir die voeding van 'n Arduino Uno. Die aanbevole reeks ingangsspanning is 7 tot 12 volt. As dit van minder as 7 V voorsien word, kan die 5 V -uitgangspen minder as vyf volt lewer en kan die bord onstabiel raak. As u meer as 12 V gebruik, kan die spanningsreguleerder oorverhit en die bord beskadig. Die Atmega 328 gebruik 5 V in plaas van 3,3 V om die vinnigste kloksnelheid te hê.

Risikobestuur Potensiële risiko's:

Die ontvangs van foutiewe komponente is 'n moontlike risiko wat verminder kan word deur ekstras te bestel.

As u die IC-skyfies soos die Atmega 328 verkeerd oriënteer, kan dit lei tot verkeerde verbindings met die penne. Ons sal kyk of die korrekte oriëntasie is voordat ons dit soldeer.

Die meganiese spanning wat op die uitsetpenne geplaas word, kan verbindings verbreek. Ons sal deursteekhouers gebruik om te verseker dat dit nie gebeur nie.

By soldeer is die moontlikheid van koue soldeerverbindings moontlik. Ons kan dit verminder deur elke verbinding na die verbinding te ondersoek, na te gaan.

Dit kan moeilik wees om te bepaal waar dele op die bord gaan.

Die opname van sy -skerm identifikasies sal dit makliker maak.

Opvoedingsplan:

Skakelaars word geplaas om die subkringe van die bord te isoleer en ons in staat te stel om stukke van die bord een vir een te monteer en te toets en te verseker dat elke stuk korrek werk voordat ons verder gaan en die res van die vark aanmekaar sit.

Stap 1: Skematiese

Die skema is opgestel deur te verwys na die open source Arduino Uno -skemas en dit aan te pas om die seinintegriteit te verbeter.

Stap 2: PCB -uitleg

Stap 3: Montering

Ons het begin met die montering van die printplaat met die ontkoppelingskondenseerders en die sekeringe.

Daarna het ons die kragskyfies en die ESD -diode -skyfie gesoldeer. Die ESD -beskermingsskyfie was moeilik om te soldeer vanweë die klein skyfgrootte en die klein pads, maar ons het die samestelling suksesvol voltooi.

Ons het 'n probleem ondervind waar ons bord nie teruggestel is nie, maar dit was omdat ons knoppie swak kontak gemaak het. Na 'n bietjie druk op die knoppie, keer dit terug na 'n funksionele toestand en werk dit normaal

Stap 4: Skakelgeruis: pen 9

Hier is twee beelde waar die skakelgeluide van penne 9-13 vergelyk word. Die groen omvangskote verteenwoordig die kommersiële bord, die geel skootskote verteenwoordig ons interne bord, en die blou seine verteenwoordig snellerseine om 'n skoon, konsekwente beeldopname te kry.

Dit is moeilik om die etikette op die skote te sien, maar die kommersiële bord (groen) het 'n piek tot piek -skakelgeluid van ongeveer vier volt. Ons huisraad het 'n skakelgeluid van ongeveer twee volt. Dit is 'n vermindering van 50% in die skakelruis op pen 9.

Stap 5: Skakelgeruis: pen 10

Op pen 10 is die skakelruis op die kommersiële bord groter as vier volt. Dit sit op ongeveer 4,2 volt piek tot piek. Op ons interne bord is die skakelgeluid net bo twee volt piek tot piek. Dit is ongeveer 'n vermindering van 50% in skakelruis.

Stap 6: Skakelgeruis: pen 11

Op pen 11 op die kommersiële bord is die skakelgeluid op die hoog-na-laag ongeveer 800 mV en die laag-tot-hoë skakelgeluid ongeveer 900 mV. Op ons interne bord is die skakelgeluid op die hoog-na-laag ongeveer 800 mV en ons skakelgeluid op die laag-na-hoog is ongeveer 200mV. Ons het die lae-tot-hoë skakelgeluid dramaties verminder, maar het nie regtig die hoë-na-lae skakelruis beïnvloed nie.

Stap 7: Skakelgeruis: pen 12

Op pen 12 het ons 'n skakel -IO gebruik om die omvangskote in die kommersiële bord en die interne bord te aktiveer. In die kommersiële bord is die skakelgeluid ongeveer 700mV piek tot piek en die interne bord het 'n piek tot piek van 150mV. Dit is ongeveer 'n afname van 20% in die skakelgeluid.

Stap 8: Skakelgeruis: pen 13

Op pen 13 toon die kommersiële bord 'n skakelgeluid van vier volt van piek tot piek en ons interne bord toon min of geen skakelgeluid. Dit is 'n groot verskil en is 'n rede tot viering

Stap 9: Maak 'n nuwe spesiale funksiebord met behulp van ons verbeterde ontwerp

Die doel van hierdie bord is om uit te brei op ons Golden Arduino -bord, met verbeterde ontwerpkenmerke en bykomende komponente soos kleurveranderende LED's en 'n hartklopsensor. Dit bevat ontwerpkenmerke om geraas te verminder, soos verbeterde routing, die gebruik van 2 ekstra PCB-lae om 'n 4-laags bord te maak, en die ontkoppel van kapasitors rondom die kragrails en die skakel van I/Os. Om die hartklopsensor te skep, gebruik ons 'n fotodiode wat tussen twee LED's geplaas is, wat die lig meet wat deur die bloed in die vinger oor die hartklopsensor gereflekteer word. Boonop bevat ons individueel aanspreekbare LED's wat via I2C beheer word.

Die ingangskrag sal dieselfde wees as wat nodig is vir die voeding van 'n Arduino Uno. Die aanbevole reeks ingangsspanning is 7 tot 12 volt. As dit van minder as 7 V voorsien word, kan die 5 V -uitvoerpen minder as vyf volt lewer en kan die bord onstabiel raak. As u meer as 12 V gebruik, kan die spanningsreguleerder oorverhit en die bord beskadig. Die Atmega 328 gebruik 5 V in plaas van 3,3 V om die vinnigste kloksnelheid te hê.

Stap 10: Skematies

Stap 11: Borduitleg

Kraglaag Giet en Grondlaag Giet Versteek om spore te sien. Toe hierdie bord ontwerp is, was die USB -voetspoor eintlik per ongeluk agteruit gerig. Dit moet omgedraai word sodat 'n kabel korrek kan aansluit.

Stap 12: Montering

Daar is nie in elke stap foto's geneem nie, maar die onderstaande foto toon die finale opbring van die bord. Die koppenne is nie bygevoeg nie, aangesien die primêre funksie van hierdie bord is om LED's en die ADC by te voeg. Die USB -poort moet in die teenoorgestelde rigting wees, sodat daar nie 'n kabel oor die bord hoef te kom nie.