5 $ ΗΜΕΡΟΛΟΓΙΟ PCB ΜΕ ΔΙΣΤΟΡΙΚΟ ΡΟΛΟ: 7 Βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Γεια! Έφτιαξα αυτό το ημερολόγιο PCB και το δυαδικό ρολόι με Eagle CAD. Χρησιμοποίησα ATMEGA328P MCU (από Arduino) και μήτρα LED 9x9. Οι διαστάσεις για τον πίνακα μου είναι 8cmx10cm (3,14 ίντσες x 3,34 ίντσες). Είναι λίγο πολύ μικρό αλλά πρώτα: η δωρεάν έκδοση του Eagle CAD επιτρέπει 80cm^2 και δεύτερο: jlcpcb.com το μέγιστο μέγεθος για 2 $ pcb είναι 10cmx10cm. Θα δουλέψω σε πολύ καλύτερη έκδοση αυτού του έργου με σειρά STM32L MCU και DCF77. Αλλά αυτό είναι επίσης ένα δροσερό και απλό έργο από το οποίο θα μπορούσατε να μάθετε όλη τη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής του PCB + πώς να χρησιμοποιήσετε το Arduino ως προγραμματιστή.

Σε αυτήν την οδηγία θα σας δείξω πώς να φτιάξετε το δικό σας ημερολόγιο PCB.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Είναι το πρώτο μου πρωτότυπο σε εικόνες και βίντεο, οπότε έκανα μερικά μικρά λάθη (ευτυχώς ο μαγικός καπνός δεν βγήκε: D) Το μέγεθος είναι πολύ μεγάλο στο πρώτο μου έργο και η μάσκα συγκόλλησης δεν μπορεί να ξεπεράσει το τρυπάνι, οπότε μερικά κείμενα δεν έχουν γραφτεί πλήρως. Πέρυσι είναι το 2021 αντί για το 2023. ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΑ ΗΔΗ ΑΥΤΟ ΣΤΑ ΑΡΧΕΙΑ ΠΟΥ ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΚΑΤΕΒΑΣΤΕ;)

Βήμα 1: Σχεδιάστε ένα σχηματικό σχήμα

Πρώτα πρέπει να επιλέξετε χειριστήριο για το έργο σας και πώς θα ελέγχετε τα LED. Επέλεξα το ATMEGA328P όπως χρησιμοποιείται στο Arduino και μπορεί να προγραμματιστεί στο Arduino IDE. Αλλά αυτός δεν είναι ο καλύτερος ελεγκτής για εφαρμογές χαμηλής ισχύος. Προτείνω μικροελεγκτές σειράς STM32 L για εφαρμογές χαμηλής ισχύος.

Για έλεγχο LED επέλεξα μήτρα LED 9x9 καθώς αυτός είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους για τον έλεγχο πολλών LED (81 από αυτά) με μόνο 18 καρφίτσες GPIO.

Πρόσθεσα επιπλέον MOSFET καναλιού P για τον έλεγχο της ισχύος για όλα τα LED. Αυτό το MOSFET μπορεί να οδηγηθεί με σήμα PWM για τον έλεγχο της φωτεινότητας των LED.

Για μπαταρία επέλεξα CR2032 (150mAh). Παρόλο που αυτός είναι αρκετά ενεργειακά αποδοτικός σχεδιασμός, επειδή μόνο ένα LED ανάβει ανά πάσα στιγμή και ο ελεγκτής μπορεί να παραμείνει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας, η μπαταρία CR δεν θα διαρκέσει πολύ. Για το επόμενο έργο μου θα χρησιμοποιήσω επαναφορτιζόμενη μπαταρία με θύρα USB 5V.

Επέλεξα να χρησιμοποιήσω τον εσωτερικό ταλαντωτή ATMEGA328P επειδή μπορεί να μειωθεί στο 1Mhz ή ακόμα λιγότερο για καλύτερη κατανάλωση ενέργειας, αλλά έχει πρόβλημα με την εσωτερική σταθερότητα συχνότητας ρολογιού (θα υπάρξει σφάλμα δευτερολέπτων σε 24 ώρες).

Βήμα 2: Σχεδιάστε ένα PCB

Συνιστώ αυτό το βίντεο να ξεκινήσει με το Eagle και να αναζητήσει στο forums.autodesk.com αν αντιμετωπίζετε κάποιο πρόβλημα. Μπορείτε να κατεβάσετε και να χρησιμοποιήσετε τα gerber αρχεία μου αν δεν θέλετε να φτιάξετε το δικό σας σχέδιο. Στο Eagle απλά εισάγετε αρχεία gerber Αρχείο-> Εισαγωγή-> Gerber.

Στο επίπεδο Eagle CAD 21 και 22 Μπορείτε να αλλάξετε κείμενο και να προσθέσετε γραφικά στο PCB. Eagle Layers

Υπέροχο σεμινάριο για την προσθήκη γραφικών στο Eagle PCB: Προσθήκη προσαρμοσμένων γραφικών σε διατάξεις EAGLE PCB

Βήμα 3: Φτιάξτε το PCB σας

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ: εξαιρετική οδηγία για το πώς να φτιάξετε PCB: DIY Professional Double Sided PCB

Φυσικά, μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας, αλλά αυτές τις μέρες είναι πολύ φθηνότερο και ποιοτικότερο να κατασκευάζετε PCB στην Κίνα. Από το JLCpcb.com Μπορείτε να πάρετε 10x10cm 10pcs τόσο χαμηλά όσο 2USD. Το πρόβλημα με το JLCpcb.com είναι όταν επιλέγετε διαφορετικό χρώμα ως στάνταρ πράσινο (το μαύρο χρώμα είναι 17USD:() Σας προτείνω επίσης το elecrow.com επειδή όλα τα χρώματα κοστίζουν 4,90 $ (εκτός από ματ-μαύρο και μοβ).

Απλά ένα γρήγορο παράδειγμα πώς να παραγγείλετε PCB από JLCpcb: 1) πατήστε "QUOTE NOW"

2) πατήστε "Προσθήκη των αρχείων gerber"

3) ανεβάστε zip ή rar

4) όλες οι ιδιότητες θα μπορούσαν να παραμείνουν προεπιλεγμένες

*το μόνο πράγμα που πρέπει να αλλάξετε από τις ιδιότητες είναι το χρώμα PCB (λίγο πιο ακριβό). Σε αυτή την περίπτωση είναι φθηνότερο να τα παραγγείλετε στο www.elecrow.com

Βήμα 4: Συγκόλληση

Αν επαναλάβετε το έργο μου, αυτό είναι το πιο δύσκολο βήμα επειδή χρησιμοποίησα 0603 LED SMD και αντιστάσεις 0402, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι τόσο δύσκολο να κολλήσετε μικρά εξαρτήματα εάν έχετε τα κατάλληλα εργαλεία για τη δουλειά. Για μένα χρειάστηκε περίπου μία ώρα για τη συγκόλληση όλων των εξαρτημάτων. Έμαθα πώς να κολλάτε από τον ίδιο τον κύριο: EEVblog #997 Πώς να συγκολλήσετε εξαρτήματα επιφανείας

Χρησιμοποίησα αιχμηρά τσιμπιδάκια και μια μικρή άκρη συγκολλητικού σιδήρου, σύνδεσμος Amazon

Χρησιμοποιήστε όσο λεπτότερο σύρμα συγκολλήσεως μπορείτε!

Βήμα 5: Προγραμματισμός

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: αφαιρέστε την μπαταρία πριν τη συνδέσετε στο Arduino. Το Ardunino λειτουργεί με 5V αλλά η μπαταρία είναι 3V. Δεν πρόσθεσα δίοδο σε σειρά με μπαταρία επειδή το 3V-Vdiode_drop θα ήταν στην καλύτερη περίπτωση 2,7V.

Ακολουθήστε πρώτα αυτό το σεμινάριο για τον τρόπο ρύθμισης του Arduino ως ISP, έτσι μπορείτε να προγραμματίσετε το ATMEGA328P με το Arduino IDE. Στις οδηγίες ακολουθήστε το παράδειγμα Ελάχιστο κύκλωμα (Εξάλειψη του εξωτερικού ρολογιού). Εάν διαθέτετε Arduino με SMD MCU, μπορείτε να ακολουθήσετε αυτήν την οδηγία: Arduino-Leonardo-as-Isp

Μπορείτε να κατεβάσετε το σκίτσο Calendar.ino μου και να ελέγξετε πώς λειτουργεί. Υπάρχουν ορισμένα χαρακτηριστικά που εξακολουθούν να βρίσκονται σε εκκρεμότητα (ρύθμιση χρόνου με κουμπιά, λειτουργίες ύπνου και υπολογισμό δίσεκτου έτους). Οι προτάσεις IF θα μπορούσαν να αντικατασταθούν με προτάσεις SWITCH ή ακόμα και με πίνακες.

Βήμα 6: Δυαδικό ρολόι

Το δυαδικό ρολόι εμφανίζει χρόνο σε δυαδική μορφή. Δυαδικό ρολόι Wikipedia

Εάν δεν είστε προγραμματιστής στην αρχή φαίνεται περίεργο, αλλά αυτός είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να συνηθίσετε τους δυαδικούς αριθμούς;)

Βήμα 7: Project BOM και Gerber Files

calendar_main_sch.txt αρχείο έχει όλα τα μέρη για αυτό το έργο (ανοίξτε το με σημειωματάριο ή σημειωματάριο ++ για σωστή μορφοποίηση)

Οι αντιστάσεις R1 έως R77 είναι περιοριστικές αντιστάσεις LED ρεύματος και μπορούν να είναι από 100 έως 400 Ohms, αλλά προτείνω να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις 220 Ohms. Μπορείτε να διαβάσετε αυτό το σεμινάριο για περισσότερες πληροφορίες: Πώς να υπολογίσετε την αντίσταση σειράς για ένα LED

Τα Q10 έως Q18 είναι MOSFETS καναλιού N στη θήκη SOT-23. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε NOS κανάλι Enhancement Mode MOSFET αλλά ελέγξτε την παράμετρο του φύλλου δεδομένων: "Τάση κατωφλίου πύλης". Η μέγιστη τιμή πρέπει να είναι μικρότερη από 3V.

Το caledar_main_sch.zip έχει όλα τα αρχεία gerber (Αυτά τα αρχεία έχουν ήδη διορθωθεί με μικρότερα μεγέθη, έτσι η μάσκα συγκόλλησης μπορεί να τα καλύψει πλήρως και η vias θα είναι αόρατη και πέρυσι τώρα είναι το 2023). Μπορείτε να τα εισαγάγετε στο Eagle ή να τα ανεβάσετε στο JLCpcb και "QUOUTE NOW"

Το Calendar.rar είναι όλο το έργο μου Eagle CAD. Πιθανώς θα πρέπει να μεταβείτε στον Διαχειριστή βιβλιοθήκης και να προσθέσετε τη θέση της βιβλιοθήκης. Στο Eagle: Βιβλιοθήκη-> ανοιχτός διαχειριστής βιβλιοθήκης-> Διαθέσιμο-> Περιήγηση-> προσθήκη τοποθεσίας Βιβλιοθηκών-> κλικ στη βιβλιοθήκη-> χρήση.