Alles in een mikrobeheerbord: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Met hierdie ontwerp van die alles-in-een-mikrobeheerderbord, is die doel om meer funksioneel te wees as Arduino; na ongeveer 100 uur ontwerp het ek besluit om dit met die gemeenskap te deel, ek hoop dat u die moeite waardeer en ondersteun (enige vrae of inligting sal welkom wees).

Stap 1: Doelwitte

Daar is verskillende behoeftes vir elke projek: sensors, aandrywers en berekeninge, die mees ekonomiese manier is met 'n mikrobeheerder soos enige Arduino; in hierdie geval gebruik ek een van die PIC16F -reeks mikrokontrolers, aangesien ek dit beter ken.

Die PIC16F1829 inligting:

Ekonomiese;)

Intern 32 MHz

UART- of USB -koppelvlak (ch340)

SPI of I2C x2

Timers (8/16-bis) x4 x1

10-bis ADC x12

I / O's x18

en nog vele meer dinge (inligting in die datablad)

Daar is verskillende pakkette, maar as u 'n nie-handgemaakte PCB-produksie maak, is die kleinste ook die goedkoopste

Stap 2: Opgraderings vir MCU

die mikrobeheerder benodig 'n kapasitor en 'n hardeware -opset vir die resetpen, maar dit is nie genoeg nie

- Krag vir kragtoevoer

- Hardeware -opgraderings

- Bootloader

- Menslike koppelvlak

- Speldkonfigurasie

Stap 3: stroomvoorsieningskring

- antipolariteitsbeskerming van kragtoevoer (MOSFET-P)

Ek trek voordeel uit die interne diode van die mosfet om te bestuur, en as dit gebeur, is Gate Voltage genoeg om 'n baie lae RDSon link_info te hê

-tipiese spanningsreguleerder (VCO), ek gebruik LD1117AG en pak TO-252-2 (DPAK) dieselfde as lm7805, maar goedkoper en LDO

- tipiese kapasitiewe filters (100n)

- Lont vir USB -krag

om meer as 1A te voorkom

- Ferrietfilter vir USB -krag

onder toets

Stap 4: Hardeware -opgraderings

vir algemene doeleindes besluit ek om by te voeg:

- Herstel van sagte begin as ander dinge beheer word, met 'n vertraging in die aanvanklike herstel begin dit nie die mikrobeheerder nie, nadat die krag en stabiliteit aangeskakel is, is die spanning veilig om ander dinge te beheer

die resetpen word geweier, dit stel die MCU terug as dit 0V is, die RC -kring (kapasitorweerstand) maak die pols langer en die diode ontlaai die kapasitor wanneer VCC 0V is

- N-Channel Mosfet AO3400A

omdat 'n standaard mikrobeheerder nie meer as 20mA of 3mA per pen kan gee nie, plus die kragbeperkings die totale verbruik tot 800mA en mosfets 5V tot 3.3V omskakelingskommunikasie kan gebruik.

- OP-AMP LMV358A

om baie swak seine te versterk, uitsette met lae weerstand en instrumente om stroom te sien, ens …

Stap 5: Bootloader

die bootloader gee om 'n instruksies te skryf, maar in opsomming is die funksie daarvan om die program te laai. in die Arduino One is daar byvoorbeeld 'n ander mikrobeheerder met inheemse USB -ondersteuning, in die geval van alle PIC's is die bootloader die PICKIT3, selfs al het ons die CH340C (dit sal nie 'n selflaaiprogram wees nie, dit is 'n USB na 'n seriële mikrobeheerder genaamd UART).

PICKIT3 -> selflaaiprogram via ICSP (in -kring seriële programmering)

CH340C -> Seriële USB -kommunikasie

alles is in ontwikkeling, maar selflaaiprogram werk.

Stap 6: Menslike koppelvlak

- USB -ondersteuning

die CH340C is 'n ingeslote USB na Serial -omskakelaar

Standaardkonfigurasie van seriële op 9600bauds, 8bits, 1 stopbit, geen pariteit nie, minste betekenisvolle bit eerste gestuur en nie omgekeerd

- Herstelknoppie

geïmplementeer in Soft-Start Reset-kring om die mikrobeheerder terug te stel, maar die ICSP RST geld

-Gebruikersknoppie

tipiese 10k om in die uitvoerpenne af te trek

- 3 mm blou leds x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2.3 Vres / 1500 Rres = 1.5 mA (u kan meer helderheid kry)

2.3 Vres * 1.5 mA => 4 mW (minder as 1/8W)

Stap 7: Speldkonfigurasie

Die oplossing met 'n bietjie spasie is om die penlaag aan te dui en dit parallel aan die bord te soldeer, penne met dubbele ry en die ooreenstemmende dikte van die bord, soortgelyk aan 'n pci express -aansluiting

maar die tipiese middelste pen tot pen is 100mil = 2,55mm

die afstand is ongeveer 2 mm = 2,55 - 0,6 (pen)

ook is die tipiese dikte van die bord 1,6, dit is goed

dit is 'n voorbeeld met 2 borde van 1 mm

Stap 8: Die einde

Elke onderdeel wat ek geïntegreer het, is afsonderlik getoets met ander komponente (TH) en prototipe weergawe, ek het dit ontwerp met die easyEDA -platform en bestel in JLC en LCSC (sodat die bestelling eers bymekaar kom, moet u in JLC bestel en eenmaal bestel) met dieselfde sessie doen u die aankoop in LCSC en bygevoeg)

Dit is jammer dat ek geen foto het nie, en ek kon dit nie saam bewys nie, want dit neem die tyd om China te neem en al die dokumentasie te maak, maar dit is vir die volgende instruksies, aangesien dit die algemene ontwerp dek hier, enige vrae, laat dit in die kommentaar.

En dit is dit, as die bestelling kom, sal ek dit soldeer, saam probeer, die probleme rapporteer, bywerk, dokumentasie, program en waarskynlik 'n video maak.

dankie, totsiens en ondersteuning!

skakel: easyEDA, YouTube, natuurlik Instructables