Kuldne Arduino laud: 12 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Eesmärk

Selle plaadi eesmärk on täpselt sama funktsionaalsus nagu Arduino Unol, kuid täiustatud disainifunktsioonidega. See sisaldab müra vähendamiseks mõeldud disainifunktsioone, näiteks paremat marsruutimist ja kondensaatorite lahtiühendamist. Me säilitame standardse Arduino plaadi nööpnõela, nii et see ühilduks kilpidega; siiski lisatakse väljaspool seda jalajälge rida tagasipööramise tihvte, et parandada tahvli paigutust, vähendades laualt tulevate signaalide ristkõnet. Lisaks kasutatakse süsteemi täpsuse ja stabiilsuse suurendamiseks resonaatori asemel 16 MHz kristalli

Võimsuse eelarve

Sisendvõimsus on sama, mis on vajalik Arduino Uno toiteks. Soovitatav sisendpinge vahemik on 7 kuni 12 volti. Kui toide on väiksem kui 7 V, võib 5 V väljundpinge toita vähem kui viis volti ja plaat võib muutuda ebastabiilseks. Kui kasutate rohkem kui 12 V pinget, võib pingeregulaator üle kuumeneda ja plaati kahjustada. Atmega 328 kasutab kiireima taktsageduse saavutamiseks 5 V, mitte 3,3 V.

Võimalikud riskid:

Vigaste komponentide saamine on potentsiaalne oht, mida saab maandada lisatellimustega.

Valesti orienteeritud IC-kiibid nagu Atmega 328 võivad põhjustada tihvtidega vale ühendamise. Enne jootmist kontrollime õiget suunda.

Väljundtihvtidele asetatud mehaanilised pinged võivad ühendused katkestada. Kasutame aukudega kinnitusi, et seda ei juhtuks.

Jootmisel on potentsiaal külma jootmiseks. Me saame seda leevendada, kontrollides iga ühendust pärast vuugi moodustamist.

Laual olevate osade tuvastamine võib muutuda keeruliseks.

Siiditrükkide tuvastamise hõlbustamine muudab selle lihtsamaks.

Toomiskava:

Lülitid asetatakse plaadi ahelate isoleerimiseks ja võimaldame meil plaadi tükid ükshaaval kokku panna ja katsetada ning veenduda, et iga tükk töötab enne ülejäänud metssea liikumist ja kokkupanekut õigesti.

Samm: skemaatiline

Skeem loodi, viidates avatud lähtekoodiga Arduino Uno skeemidele ja kohandades seda signaali terviklikkuse parandamiseks.

2. samm: trükkplaatide paigutus

3. samm: kokkupanek

Alustasime trükkplaadi kokkupanekut lahtiühendavate kondensaatorite ja kaitsmetega.

Seejärel jootsime toitelaastud ja ESD dioodikiibi. ESD kaitsekiipi oli raske joodistada väikese kiibi suuruse ja väikeste padjade tõttu, kuid me lõpetasime kokkupaneku edukalt.

Meil tekkis probleem, mille korral meie plaati ei lähtestatud, kuid see oli tingitud sellest, et meie nupp tegi halva kontakti. Pärast nupu mõningase jõuga vajutamist naasis see funktsionaalsesse olekusse ja töötas normaalselt

4. samm: müra vahetamine: tihvt 9

Siin on kaks pilti, kus võrreldakse tihvtide 9-13 lülitusmüra. Rohelised skaalakaadrid tähistavad kommertsplaati, kollased ulatuspildid tähistavad meie sisemist plaati ja sinised signaalid tähistavad päästikusignaale, et saada puhas ja järjepidev stseen.

Skoopkaadrite märgistust on raske näha, kuid kommertsplaadil (roheline) on lülitusmüra tipust tippu umbes neli volti. Meie majaplaadil on lülitusmüra ligikaudu kaks volti. See vähendab 50% lülitusmüra lülitil 9.

Samm: müra vahetamine: tihvt 10

Pistikul 10 on kommertsplaadi lülitusmüra suurem kui neli volti. See istub umbes 4,2 volti tipust tippu. Meie majaplaadil on lülitusmüra veidi üle kahe voldi. See vähendab lülitusmüra umbes 50%.

6. samm: müra vahetamine: tihvt 11

Kommertsplaadi tihvti 11 peal on üleminek-madal lülitusmüra umbes 800 mV ja madala-kõrge lülitusmüra umbes 900 mV. Meie siselaual on lülitusmüra kõrgelt madalale umbes 800 mV ja meie lülitusmüra madalal kõrgel on umbes 200 mV. Vähendasime madalalt kõrgele lülitusmüra dramaatiliselt, kuid ei mõjutanud tegelikult üleminekut madalale.

7. samm: müra vahetamine: tihvt 12

Poldil 12 kasutasime nii kommertsplaadil kui ka sisemisel tahvlil ulatusvõtete käivitamiseks lülituslüli. Kommertsplaadil on lülitusmüra tipust tippu umbes 700 mV ja sisemisel plaadil on tipp kuni tipp 150 mV. See vähendab lülitusmüra ligikaudu 20%.

8. samm: müra vahetamine: tihvt 13

Poldil 13 näitab kommertsplaat nelja volti üleminekumüra tipust tippu ja meie majaplaat näitab vähe lülitusmüra või üldse mitte. See on tohutu erinevus ja on põhjust tähistada

9. samm: uue täiustatud disaini abil uue erifunktsiooniplaadi loomine

Selle plaadi eesmärk on laiendada meie Golden Arduino tahvlit, täiustatud disainifunktsioonide ja lisakomponentidega, nagu värvi muutvad LED -id ja südamelöögisensor. See sisaldab disainifunktsioone müra vähendamiseks, näiteks täiustatud marsruutimist, kasutades 2 täiendavat PCB kihti, et muuta see 4-kihiliseks plaadiks, ning kondensaatorite lahtiühendamist toitepiirete ümber ja I/O lülitusi. Südamelöögisensori loomiseks kasutame kahe valgusdioodi vahele paigutatud fotodioodi, mis mõõdab verest peegelduvat valgust sõrmes, mis asetatakse südamelöögisensori kohale. Lisaks kaasame individuaalselt adresseeritavad LED -id, mida juhitakse I2C kaudu.

Sisendvõimsus on sama, mis on vajalik Arduino Uno toiteks. Soovitatav sisendpinge vahemik on 7 kuni 12 volti. Kui toide on väiksem kui 7 V, võib 5 V väljundpinge toita vähem kui viis volti ja plaat võib muutuda ebastabiilseks. Kui kasutate rohkem kui 12 V pinget, võib pingeregulaator üle kuumeneda ja plaati kahjustada. Atmega 328 kasutab kiireima taktsageduse saavutamiseks 5 V, mitte 3,3 V.

10. samm: skemaatiline

11. samm: juhatuse paigutus

Võimsuskiht Pour ja Ground Layer Pour Peidetud jälgede nägemiseks. Selle plaadi kavandamisel oli USB -jalajälg juhuslikult suunatud tahapoole. Seda tuleks pöörata nii, et kaabel saaks õigesti ühendada.

12. samm: kokkupanek

Pilte ei tehtud igal sammul, kuid alloleval fotol on näha tahvli lõplik väljatoomine. Päise tihvte ei lisatud, kuna selle tahvli põhiülesanne on LED -ide ja ADC lisamine. USB -port peaks olema suunatud vastupidises suunas, nii et kaabel ei peaks ulatuma üle kogu plaadi.