Zelta Arduino dēlis: 12 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Mērķis

Šīs plates mērķis ir nodrošināt tādu pašu funkcionalitāti kā Arduino Uno, taču ar uzlabotām dizaina funkcijām. Tajā tiks iekļautas dizaina iezīmes trokšņa samazināšanai, piemēram, uzlabota maršrutēšana un atdalīšanas kondensatori. Mēs saglabāsim standarta Arduino tāfeles piespraudes nospiedumu, lai tas būtu saderīgs ar vairogiem; tomēr ārpus šīs pēdas tiks pievienota atgriešanās tapu rinda, lai uzlabotu dēļa izkārtojumu, samazinot savstarpējo sarunu signāliem, kas nāk no tāfeles. Turklāt sistēmas pulkstenim rezonatora vietā tiks izmantots 16 MHz kristāls, lai palielinātu pulksteņa precizitāti un stabilitāti

Jaudas budžets

Ieejas jauda būs tāda pati kā Arduino Uno barošanai. Ieteicamais ieejas sprieguma diapazons ir no 7 līdz 12 voltiem. Ja tiek piegādāts ar mazāk nekā 7 V spriegumu, 5 V izejas tapa var barot mazāk nekā piecus voltus, un tāfele var kļūt nestabila. Ja tiek izmantots vairāk nekā 12 V sprieguma regulators, tas var pārkarst un sabojāt plāksni. Ātrākais pulksteņa ātrums Atmega 328 izmantos 5 V, nevis 3,3 V.

Iespējamie riski:

Bojātu komponentu saņemšana ir potenciāls risks, ko var mazināt, pasūtot papildu.

Nepareizi orientētas IC mikroshēmas, piemēram, Atmega 328, var izraisīt nepareizus savienojumus ar tapām. Pirms lodēšanas mēs pārbaudīsim pareizo orientāciju.

Uz izejas tapām uzliktie mehāniskie spriegumi var pārraut savienojumus. Mēs izmantosim stiprinājumus caur caurumiem, lai tas nenotiktu.

Lodējot, ir iespējamas aukstās lodēšanas šuves. Mēs to varam mazināt, pārbaudot katru savienojumu pēc savienojuma izveidošanas.

Var būt grūti noteikt, kur uz tāfeles atrodas daļas.

Sietspiedes identifikāciju iekļaušana to padarīs vieglāku.

Audzināšanas plāns:

Tiks novietoti slēdži, lai izolētu dēļa apakšshēmas un ļautu mums salikt un pārbaudīt plāksnes gabalus pa vienam un pārliecināties, ka katrs gabals darbojas pareizi, pirms pāriet un samontēt pārējo kuili.

1. darbība. Shēma

Shēma tika izveidota, atsaucoties uz atvērtā pirmkoda Arduino Uno shēmām un pielāgojot to, lai uzlabotu signāla integritāti.

2. darbība: PCB izkārtojums

3. solis: montāža

Mēs sākām montēt PCB ar atvienošanas kondensatoriem un drošinātājiem.

Pēc tam mēs lodējām strāvas mikroshēmas un ESD diodes mikroshēmu. ESD aizsardzības mikroshēmu bija grūti pielodēt mazā mikroshēmas izmēra un mazo spilventiņu dēļ, taču mēs veiksmīgi pabeidzām montāžu.

Mēs saskārāmies ar problēmu, kad mūsu dēlis netika atiestatīts, bet tas bija tāpēc, ka mūsu poga slikti kontaktējās. Pēc pogas nospiešanas ar nelielu spēku tā atgriezās funkcionālā stāvoklī un darbojās kā parasti

4. solis: trokšņa pārslēgšana: 9. tapa

Šeit ir divi attēli, kuros tiek salīdzināti pārslēgšanās trokšņi no tapām 9-13. Zaļie tvēruma attēli attēlo tirdzniecības dēli, dzeltenie tvēruma attēli atspoguļo mūsu mājas dēli, un zilie signāli attēlo sprūda signālus, lai iegūtu tīru, konsekventu darbības jomu.

Ir grūti saskatīt marķējumu uz tvēruma attēliem, bet komerciālajai plāksnei (zaļā krāsā) pārslēgšanās troksnis no maksimuma līdz maksimumam ir aptuveni četri volti. Mūsu mājas valdē pārslēgšanās troksnis ir aptuveni divi volti. Tas ir par 50% mazāks pārslēgšanās troksnis 9. tapā.

5. solis: trokšņa pārslēgšana: 10. tapa

10. tapā komutācijas plates komutācijas troksnis ir lielāks par četriem voltiem. Tas atrodas aptuveni 4,2 voltu maksimumā līdz maksimumam. Mūsu mājas valdē pārslēgšanās troksnis ir nedaudz virs diviem voltiem no maksimuma līdz maksimumam. Tas ir aptuveni par 50% samazināts pārslēgšanās troksnis.

6. solis: trokšņa pārslēgšana: 11. tapa

Tirdzniecības paneļa 11. tapā pārslēgšanās troksnis no augsta līdz zemam ir aptuveni 800 mV, un pārslēgšanās troksnis no zemā līdz augstajam ir aptuveni 900 mV. Mūsu mājas panelī pārslēgšanās troksnis no augstākā līdz zemākajam ir aptuveni 800 mV, un mūsu pārslēgšanās troksnis zemā līdz augstajam ir aptuveni 200 mV. Mēs dramatiski samazinājām pārslēgšanās troksni no zemas līdz augstām, taču īsti neietekmējām pārslēgšanās troksni no augsta līdz zemam.

7. solis: trokšņa pārslēgšana: 12. tapa

12. tapā mēs izmantojām pārslēgšanas IO, lai aktivizētu mēroga attēlus gan komerciālajā, gan iekšējā panelī. Komerciālajā valdē pārslēgšanās troksnis ir aptuveni 700mV no maksimuma līdz maksimumam, un iekšējā valdē maksimums līdz maksimumam ir 150mV. Tas ir aptuveni par 20% mazāks pārslēgšanās troksnis.

8. solis: trokšņa pārslēgšana: 13. tapa

Uz tapas 13 komerciālā plāksne parāda pārslēgšanās troksni no četriem voltiem no maksimuma līdz maksimālajam, un mūsu iekšējā plāksne parāda nelielu pārslēgšanas troksni vai bez tā. Tā ir milzīga atšķirība un ir iemesls svinībām

9. solis: jaunas īpašo funkciju paneļa izveide, izmantojot mūsu uzlaboto dizainu

Šīs plāksnes mērķis ir paplašināt mūsu Golden Arduino plāksni ar uzlabotām dizaina funkcijām un pievienotām sastāvdaļām, piemēram, krāsu mainošām gaismas diodēm un sirdsdarbības sensoru. Tajā tiks iekļautas dizaina iezīmes trokšņa samazināšanai, piemēram, uzlabota maršrutēšana, izmantojot 2 papildu PCB slāņus, lai padarītu to par 4 slāņu plati, un kondensatoru atvienošana ap barošanas sliedēm un pārslēgšanās I/O. Lai izveidotu sirdsdarbības sensoru, mēs izmantosim fotodiodi, kas novietota starp divām gaismas diodēm, lai izmērītu no asinīm atstaroto gaismu pirkstā, kas novietots virs sirdsdarbības sensora. Turklāt mēs iekļausim individuāli adresējamas gaismas diodes, kuras tiek kontrolētas, izmantojot I2C.

Ieejas jauda būs tāda pati kā Arduino Uno barošanai. Ieteicamais ieejas sprieguma diapazons ir no 7 līdz 12 voltiem. Ja tiek piegādāts ar mazāk nekā 7 V spriegumu, 5 V izejas tapa var barot mazāk nekā piecus voltus, un tāfele var kļūt nestabila. Ja tiek izmantots vairāk nekā 12 V sprieguma regulators, tas var pārkarst un sabojāt plāksni. Ātrākais pulksteņa ātrums Atmega 328 izmantos 5 V, nevis 3,3 V.

10. solis: shematisks

11. solis: valdes izkārtojums

Strāvas slānis Pour un Ground Layer Pour Slēpts, lai redzētu pēdas. Izstrādājot šo dēli, USB nospiedums nejauši tika orientēts atpakaļ. To vajadzētu pagriezt tā, lai kabelis varētu pareizi pievienoties.

12. solis: montāža

Attēli netika uzņemti katrā solī, bet zemāk esošajā fotoattēlā ir redzama tāfeles pēdējā izcelšana. Galvenes tapas netika pievienotas, jo šīs plates galvenā funkcija ir pievienot gaismas diodes un ADC. USB portam jābūt vērstam pretējā virzienā, lai kabelis nebūtu jāsasniedz pa plašu.