5 $ KALENDÁŘ DPS S BINÁRNÍMI HODINAMI: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Ahoj! Vytvořil jsem tento PCB kalendář a binární hodiny s Eagle CAD. Použil jsem ATMEGA328P MCU (od Arduina) a LED matici 9x9. Rozměry desky jsou 8 cm x 10 cm (3,14 palce x 3,34 palce). Je to příliš malé, ale za prvé: bezplatná verze Eagle CAD umožňuje 80 cm^2 a za druhé: maximální velikost jlcpcb.com pro 2 $ pcb je 10 cm x 10 cm. Budu pracovat na mnohem lepší verzi tohoto projektu s MCU a DCF77 řady STM32L. Ale také je to skvělý a jednoduchý projekt, ze kterého byste se mohli dozvědět celý proces, jak je PCB navržen a vyroben + jak používat Arduino jako programátor.

V tomto návodu vám ukážu, jak si vyrobit vlastní kalendář PCB.

P. S. Je to můj první prototyp na obrázcích a videu, takže jsem udělal pár drobných chyb (kouzelný kouř naštěstí nevyšel: D) V mém prvním projektu je přesahující velikost příliš velká a pájecí maska nemůže projít vrtačkou, takže některé texty nejsou plně sepsány. Loňský rok je 2021 místo roku 2023. TOTO JSEM UŽ ZAfixoval v SOUBORECH, KTERÉ MŮŽETE STÁHNOUT;)

Krok 1: Navrhněte schéma

Nejprve byste si měli vybrat ovladač pro svůj projekt a způsob ovládání LED diod. Vybral jsem ATMEGA328P, protože se používá v Arduinu a lze jej naprogramovat v Arduino IDE. To však není nejlepší ovladač pro aplikace s nízkým výkonem. Pro aplikace s nízkým výkonem doporučuji mikrořadiče řady STM32 L.

Pro ovládání LED jsem zvolil matici LED 9x9, protože je to jeden z nejlepších způsobů ovládání mnoha LED diod (81 z nich) pouze s 18 piny GPIO.

Přidal jsem další P-kanálový MOSFET pro ovládání napájení pro všechny LED. Tento MOSFET lze ovládat signálem PWM pro ovládání jasu LED.

Jako baterii jsem zvolil CR2032 (150mAh). Přestože se jedná o poměrně energeticky úsporný design, protože kdykoli svítí pouze jedna LED a ovladač lze ponechat v režimu spánku, baterie CR nevydrží příliš dlouho. Pro svůj další projekt použiji dobíjecí baterii s 5V USB portem.

Rozhodl jsem se použít interní oscilátor ATMEGA328P, protože může být snížen na 1Mhz nebo ještě méně pro lepší spotřebu energie, ale má problém s vnitřní frekvenční stabilitou (za 24 hodin dojde k nějaké sekundové chybě).

Krok 2: Navrhněte desku plošných spojů

Doporučuji toto video začít s Eaglem a hledat, pokud máte nějaké potíže, na forums.autodesk.com. Pokud si nechcete vytvořit svůj vlastní design, můžete si stáhnout a použít mé soubory Gerber. V Eagle stačí importovat soubory Gerber File-> Import-> Gerber.

Ve vrstvě Eagle CAD 21 a 22 můžete měnit text a přidávat grafiku na PCB. Orlí vrstvy

Skvělý návod, jak přidat grafiku do desky Eagle PCB: Přidání vlastní grafiky do rozložení EAGLE PCB

Krok 3: Vyrobte si desku plošných spojů

EDIT: skvělý návod, jak vyrobit PCB: DIY Professional Double Sided PCB

Samozřejmě to můžete udělat sami, ale v dnešní době je mnohem levnější a kvalitnější vyrábět PCB v Číně. Z JLCpcb.com můžete získat 10x10cm 10ks již od 2USD. Problém s JLCpcb.com je, když si vyberete jinou barvu jako standardní zelenou (černá barva je 17USD:() Doporučuji také elecrow.com, protože všechny barvy stojí 4,90 $ (kromě matně černé a fialové).

Jen rychlý příklad, jak objednat DPS z JLCpcb: 1) stiskněte „CITAT TEĎ“

2) stiskněte „Přidat soubory Gerber“

3) nahrajte zip nebo rar

4) všechny vlastnosti by mohly být ponechány výchozí

*jediná věc, kterou byste měli změnit z vlastností, je barva PCB (o něco dražší). V tomto případě je levnější objednat je na www.elecrow.com

Krok 4: Pájení

Pokud replikujete můj projekt, je to nejtěžší krok, protože jsem použil 0603 SMD LED a 0402 odpory, ale ve skutečnosti není tak těžké pájet malé části, pokud máte pro tuto práci správné nástroje. Pájení všech součástí mi trvalo asi jednu hodinu. Naučil jsem se pájet od samotného masteru: EEVblog #997 How Solder Surface Mount Components

Použil jsem ostrou pinzetu a malou spojku Weller pro páječku Amazon link

Použijte co nejtenčí pájecí drát!

Krok 5: Programování

UPOZORNĚNÍ: Před připojením k Arduinu vyjměte baterii. Ardunino pracuje s 5V, ale baterie je 3V. Nepřidával jsem diodu v sérii s baterií, protože 3V-Vdiode_drop by bylo přinejlepším 2,7V.

Nejprve se řiďte tímto návodem, jak nastavit Arduino jako ISP, abyste za studena naprogramovali ATMEGA328P pomocí Arduino IDE. V pokynech postupujte podle příkladu Minimální obvod (odstranění externích hodin). Pokud máte Arduino s SMD MCU, můžete postupovat podle těchto pokynů: Arduino-Leonardo-as-Isp

Můžete si stáhnout můj náčrt Calendar.ino a zkontrolovat, jak funguje. Některé funkce stále chybí (nastavený čas pomocí tlačítek, režimů spánku a výpočtu přestupného roku). Příkazy IF lze nahradit příkazy SWITCH nebo dokonce poli.

Krok 6: Binární hodiny

Binární hodiny zobrazují čas v binárním formátu. Wikipedie binárních hodin

Pokud zpočátku nejste programátor, zdá se to divné, ale je to skvělý způsob, jak si zvyknout na binární čísla;)

Krok 7: Projektujte kusovníky a soubory Gerber

Soubor calendar_main_sch.txt obsahuje všechny části tohoto projektu (pro správné formátování jej otevřete v poznámkovém bloku nebo poznámkovém bloku ++)

Rezistory R1 až R77 jsou odpory omezující proud LED a mohou mít 100 až 400 ohmů, ale doporučuji použít rezistory 220 ohmů. Další informace si můžete přečíst v tomto tutoriálu: Jak vypočítat sériový odpor pro LED

Q10 až Q18 jsou N-kanálové MOSFETY v pouzdře SOT-23. Můžete použít jakýkoli N-kanálový režim vylepšení MOSFET, ale zkontrolujte v parametru datového listu: "Prahové napětí brány". Maximální hodnota musí být nižší než 3V.

caledar_main_sch.zip má všechny soubory gerber (Tyto soubory jsou již opraveny menší velikostí, takže maska pájky je může plně zakrýt a průchodky budou neviditelné a v loňském roce je nyní 2023). Můžete je importovat do Eagle nebo nahrát na JLCpcb a „HNED TEĎ“

Calendar.rar je celý můj projekt Eagle CAD. Pravděpodobně byste měli jít do správce knihovny a přidat umístění knihovny. V Eagle: Library-> otevřete správce knihoven-> Avalable-> Browse-> add Libraries location-> click on library-> use.