CALENDARI DE 5 $ PCB AMB RELLOTGE BINARI: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola! Vaig fer aquest calendari PCB i rellotge binari amb Eagle CAD. Vaig fer servir ATMEGA328P MCU (d’Arduino) i matriu LED de 9x9. Les mides del tauler són de 8 cm x 10 cm (3,14 polzades x 3,34 polzades). És una mica massa petit, però primer: la versió gratuïta de Eagle CAD permet 80cm ^ 2 i la segona: la mida màxima de jlcpcb.com per 2 $ pcb és de 10cmx10cm. Treballaré en una versió molt millor d’aquest projecte amb la sèrie STM32L MCU i DCF77. Però també és un projecte senzill i divertit on podreu aprendre tot el procés de com es dissenya i fabrica el PCB + com utilitzar Arduino com a programador.

En aquesta instrucció us mostraré com fer el vostre propi calendari de PCB.

P. S. És el meu primer prototip en imatges i vídeos, així que vaig cometre alguns petits errors (per sort no va sortir fum màgic: D) La mida de la mida és massa gran en el meu primer projecte i la màscara de soldadura no pot passar per sobre del trepant, així que alguns textos no estan completament escrits. L’any passat és el 2021 en lloc del 2023. JA HO HE ARREGLAT EN FITXERS QUE PODEU DESCARREGAR;)

Pas 1: dissenyar un esquema

Primer heu de triar el controlador per al vostre projecte i com controlareu els LED. He triat ATMEGA328P, ja que s'utilitza a Arduino i es pot programar en Arduino IDE. Però aquest no és el millor controlador per a aplicacions de baixa potència. Recomano els microcontroladors de la sèrie STM32 L per a aplicacions de baixa potència.

Per al control de LED, he escollit una matriu de 9x9, ja que aquesta és una de les millors maneres de controlar molts LED (81 d’ells) amb només 18 pins GPIO.

He afegit MOSFET de canal P addicional per controlar l'alimentació de tots els LED. Aquest MOSFET es pot accionar amb senyal PWM per controlar la brillantor del LED.

Per a la bateria he triat CR2032 (150mAh). Tot i que aquest disseny és bastant eficient, ja que només hi ha un LED encès en qualsevol moment i el controlador es pot deixar en mode de suspensió, la bateria CR no durarà massa. Per al meu proper projecte utilitzaré una bateria recarregable amb port USB de 5V.

Vaig escollir utilitzar un oscil·lador intern ATMEGA328P perquè es pot reduir a 1 MHz o fins i tot menys per obtenir un millor consum d'energia, però té problemes amb l'estabilitat de la freqüència del rellotge intern (hi haurà uns segons en 24 hores).

Pas 2: Dissenyeu un PCB

Recomano aquest vídeo per començar amb Eagle i cercar a forums.autodesk.com si teniu algun problema. Podeu descarregar i utilitzar els meus fitxers gerber si no voleu fer el vostre propi disseny. A Eagle només cal importar fitxers gerber Fitxer-> Importa-> Gerber.

A les capes Eagle CAD 21 i 22 Podeu canviar text i afegir gràfics al PCB. Capes d’àguila

Gran tutorial sobre com afegir gràfics a Eagle PCB: afegir gràfics personalitzats als dissenys de EAGLE PCB

Pas 3: Feu el vostre PCB

EDIT: instruccions fantàstiques sobre com fer PCB: PCB de doble cara professional de bricolatge

Per descomptat, podeu fabricar-lo vosaltres mateixos, però actualment és molt més barat i de millor qualitat fabricar PCB a la Xina. Des de JLCpcb.com podeu obtenir 10x10cm 10pcs fins a 2USD. El problema amb JLCpcb.com és quan trieu un color diferent com a verd estàndard (el color negre és de 17USD:() També us recomano elecrow.com perquè tots els colors costen 4,90 $ (excepte el negre mat i el morat).

Només un exemple ràpid de com demanar PCB a JLCpcb: 1) premeu "CITA ARA"

2) premeu "Afegiu els vostres fitxers gerber"

3) pengeu zip o rar

4) es poden deixar totes les propietats per defecte

* l'únic que heu de canviar de propietat és PCB Color (una mica més car). En aquest cas, és més barat demanar-los a www.elecrow.com

Pas 4: soldar

Si repliqueu el meu projecte, aquest és el pas més difícil perquè he utilitzat LED SMD 0603 i resistències 0402, però en realitat no és tan difícil soldar peces petites si teniu les eines adequades per al treball. Per a mi va trigar aproximadament una hora a soldar tots els components. Vaig aprendre a soldar amb el propi mestre: EEVblog # 997 How To Solder Surface Mount Components

He utilitzat pinces punxegudes i punta de ferro soldadora petita enllaç Amazon

Utilitzeu el filferro de soldadura tan prim com podeu obtenir.

Pas 5: programació

AVÍS: traieu la bateria abans de connectar-la a Arduino. Ardunino funciona amb 5V però la bateria és de 3V. No he afegit díode en sèrie amb la bateria perquè 3V-Vdiode_drop seria de 2,7V en el millor dels casos.

Primer seguiu aquest tutorial sobre com configurar Arduino com a proveïdor d’Internet de manera que programeu ATMEGA328P amb IDE Arduino. A les instruccions, seguiu l'exemple de circuit mínim (eliminació del rellotge extern). Si teniu Arduino amb SMD MCU, podeu seguir aquesta instrucció: Arduino-Leonardo-as-Isp

Podeu descarregar el meu esbós de Calendar.ino i comprovar-ne el funcionament. Hi ha algunes funcions que encara no funcionen (ajustar el temps amb botons, modes de repòs i càlcul de l'any bisest). Les sentències IF es podrien substituir per sentències SWITCH o fins i tot per matrius.

Pas 6: rellotge binari

El rellotge binari mostra l’hora en format binari. Rellotge binari Wikipedia

Si al principi no sou programador, sembla estrany, però és una manera fantàstica de com acostumar-vos als nombres binaris;)

Pas 7: Project BOM i Gerber Files

El fitxer calendar_main_sch.txt té totes les parts d’aquest projecte (obriu-lo amb bloc de notes o bloc de notes ++ per al format correcte)

Les resistències R1 a R77 són resistències de limitació de corrent LED i poden oscil·lar entre 100 i 400 ohms, però recomano utilitzar resistències de 220 ohms. Podeu llegir aquest tutorial per obtenir més informació: Com es calcula la resistència en sèrie per a un LED

Q10 a Q18 són MOSFETS de canal N en el cas SOT-23. Podeu utilitzar qualsevol MOSFET de mode de millora de canal N, però comproveu el paràmetre del full de dades: "Voltatge del llindar de la porta". El valor màxim ha de ser inferior a 3V.

caledar_main_sch.zip té tots els fitxers gerber (aquests fitxers ja estan corregits amb una mida de mida més petita, de manera que la màscara de soldadura els pot cobrir completament i les vies seran invisibles i l'any passat és el 2023). Podeu importar-los a Eagle o penjar-los a JLCpcb i a "QUOTA ARA"

Calendar.rar és tot el meu projecte Eagle CAD. Probablement hauríeu d’entrar al gestor de biblioteques i afegir la ubicació de la biblioteca. A Eagle: Biblioteca-> obriu el gestor de biblioteques-> Avalable-> Navega-> afegiu la ubicació de les biblioteques-> feu clic a biblioteca-> utilitza.