Taula de microcontrolador tot en un: 8 passos

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

En aquest disseny de placa de microcontroladors tot en un, el propòsit és ser més funcional que Arduino, després d’unes 100 hores de disseny he decidit compartir-ho amb la comunitat, espero que agraïu l’esforç i el doneu suport (qualsevol pregunta o la informació serà benvinguda).

Pas 1: Objectius

qualsevol projecte té necessitats diferents: sensors, actuadors i càlcul, la manera més econòmica és amb un microcontrolador com qualsevol Arduino, en aquest cas faig servir un dels microcontroladors de la gamma PIC16F, ja que estic més familiaritzat.

La informació PIC16F1829:

Econòmic;)

32 MHz intern

Interfície UART o USB (ch340)

SPI o I2C x2

Temporitzadors (8/16 bits) x4 x1

ADC x12 de 10 bits

E / S x18

i moltes coses més (informació al full de dades)

Hi ha diferents paquets, però quan es fa una producció de PCB no feta a mà, el més petit també és el més barat

Pas 2: actualitzacions per a MCU

el microcontrolador necessita un condensador i una configuració de maquinari per al pin de reinici, però no és suficient

- Circuit d'alimentació

- Actualitzacions de maquinari

- Bootloader

- Interfície humana

- Configuració del pin

Pas 3: Circuit d'alimentació

- Protecció antipolaritat de la font d'alimentació (MOSFET-P)

Aprofito el díode intern del mosfet per conduir i quan això passa, el voltatge de la porta és suficient per tenir un RDSon molt baix link_info

- Regulador de voltatge (VCO) típic regulador que faig servir LD1117AG i paquetatge TO-252-2 (DPAK) igual a lm7805 però més barat i LDO

- filtres capacitius típics (100n)

- Fusible per a alimentació USB

per evitar més d'1A

- Filtre de ferrita per a alimentació USB

en prova

Pas 4: actualitzacions de maquinari

amb finalitats generals, decideixo afegir:

- Restabliment d'inici suau si es controlen altres coses, amb un retard en el restabliment inicial no arrenca el microcontrolador, després de l'alimentació i l'estabilitat, el voltatge és segur per controlar altres coses.

es nega el pin de reinici, es restableix la MCU quan és 0V, el circuit RC (resistència del condensador) fa que el pols sigui més llarg i el díode descarregui el condensador quan VCC és 0V

- Mosfet AO3400A de canal N

perquè un microcontrolador estàndard no pot donar més de 20mA o 3mA per pin més la potència limita el consum total a 800mA i els mosfets poden utilitzar comunicacions de conversió de 5V a 3,3V.

OP-AMP LMV358A

per amplificar senyals molt febles, sortides amb baixa resistència i instrumentació per detectar corrent, etc …

Pas 5: carregador d'arrencada

el carregador d'arrencada permet escriure un document instructiu, però en resum la seva funció és carregar el programa. A l'Arduino One, per exemple, hi ha un altre microcontrolador amb suport USB natiu, en el cas de tots els PIC, el carregador d'arrencada és el PICKIT3, fins i tot si tenim CH340C (no serà el carregador d’arrencada, serà un microcontrolador USB a sèrie anomenat UART).

PICKIT3 -> carregador d'arrencada mitjançant ICSP (programació sèrie en circuit)

CH340C -> Comunicació USB en sèrie

tot està en desenvolupament, però el carregador d’arrencada funciona.

Pas 6: interfície humana

- Suport USB

el CH340C és un convertidor USB a sèrie incrustat

Configuració estàndard de sèrie a 9600 bauds, 8 bits, 1 bit d'aturada, sense paritat, bit menys significatiu enviat primer i no invertit

- Botó de reset

implementat al circuit de reinici de reinici suau per restablir el microcontrolador, però l'ICSP RST preval

-Botó d'usuari

10k típics per tirar cap avall als pins de sortida

- Led blau de 3 mm x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2,3 Vres / 1500 Rres = 1,5 mA (podeu obtenir més brillantor)

2,3 Vres * 1,5 mA => 4 mW (menys d'1 / 8W)

Pas 7: Configuració del pin

La solució amb poc espai és indicar la capa de pin i soldar-les paral·leles a la placa, pins de doble fila i el gruix corresponent de la placa, similar a un connector PCI Express

però el típic pin a pin és de 100 mil = 2,55 mm

la distància és d'aproximadament 2 mm = 2,55 - 0,6 (pin)

també el gruix típic del tauler és 1,6, està bé

aquest és un exemple amb 2 taules d'1 mm

Pas 8: el final

Cada part que he integrat s’ha provat per separat amb altres components (TH) i la versió de prototipus, la vaig dissenyar amb la plataforma easyEDA i la vaig encarregar en JLC i LCSC (de manera que l’ordre s’uneixi primer, heu de fer una comanda en JLC i un cop realitzada la comanda amb la mateixa sessió que feu la compra a LCSC i afegiu)

És una llàstima que no tinc cap fotografia i no ho he pogut demostrar junts, pel temps que triga la comanda a la Xina i fer tota la documentació, però és per als instructius següents, ja que cobreix el disseny general aquí, qualsevol pregunta que pugueu deixar als comentaris.

I això és tot, quan arribi la comanda, la soldaré, la provarem junts, informarem dels problemes, actualitzarem, documentarem, programarem i probablement faré un vídeo.

gràcies, adéu i suport!

enllaç: easyEDA, YouTube, òbviament instructables