Deska mikrokontroléru vše v jednom: 8 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

V tomto designu desky mikrokontroléru typu vše v jednom má být funkčnější než Arduino, po zhruba 100 hodinách designu jsem se rozhodl jej sdílet s komunitou, doufám, že oceníte úsilí a podpoříte ho (Jakékoli dotazy nebo informace budou vítány).

Krok 1: Cíle

jakýkoli projekt má různé potřeby: senzory, akční členy a výpočty, nejekonomičtější způsob je s mikrokontrolérem jako každé Arduino, v tomto případě používám jeden z mikrokontrolérů řady PIC16F, protože jsem lépe známý.

Informace o PIC16F1829:

Ekonomický;)

Interní 32 MHz

Rozhraní UART nebo USB (ch340)

SPI nebo I2C x2

Časovače (8/16 bitů) x 4 x 1

10bitový ADC x12

I / O x18

a mnoho dalších věcí (informace v datasheetu)

Existují různá balení, ale při výrobě ruční desky plošných spojů je nejmenší také nejlevnější

Krok 2: Upgrady pro MCU

mikrokontrolér potřebuje kondenzátor a hardwarovou konfiguraci pro resetovací kolík, ale nestačí

- Obvod napájecího zdroje

- Upgrady hardwaru

- Zavaděč

- Lidské rozhraní

- Konfigurace pinů

Krok 3: Obvod napájecího zdroje

- antipolární ochrana napájecího zdroje (MOSFET-P)

Využívám vnitřní diody mosfetu k řízení, a když se to stane, Gate Voltage stačí na velmi nízké RDSon link_info

-regulátor napětí (VCO) typický regulátor používám LD1117AG a pakaging TO-252-2 (DPAK) stejné jako u lm7805, ale levnější a LDO

- typické kapacitní filtry (100n)

- Pojistka pro napájení USB

aby se zabránilo více než 1A

- Feritový filtr pro napájení USB

pod testem

Krok 4: Aktualizace hardwaru

pro obecné účely jsem se rozhodl přidat:

- Reset měkkého startu, pokud jsou ovládány jiné věci, se zpožděním počátečního resetu nespouští mikrokontrolér, po napájení a stabilitě je napětí bezpečné pro ovládání dalších věcí

resetovací kolík je odepřen, tím se resetuje MCU, když je 0 V, obvod RC (odpor kondenzátoru) prodlouží impuls a dioda vybije kondenzátor, když VCC je 0 V

- N-Channel Mosfet AO3400A

protože standardní mikrokontrolér nemůže poskytnout více než 20mA nebo 3mA na pin plus výkon omezuje celkovou spotřebu na 800mA a mosfety mohou používat konverzní komunikaci 5V až 3,3V.

- OP-AMP LMV358A

pro zesílení velmi slabých signálů, výstupů s nízkým odporem a přístrojů pro snímání proudu atd …

Krok 5: Bootloader

bootloader dává napsat instruktáž, ale v souhrnu je jeho funkcí načíst program. v Arduino One je například jiný mikrokontrolér s nativní podporou USB, v případě všech PIC je bootloader PICKIT3, i když máme CH340C (nebude to bootloader, bude to USB to Serial microcontroler nazvaný UART).

PICKIT3 -> bootloader přes ICSP (In -Circuit Serial Programming)

CH340C -> Sériová komunikace USB

vše je ve vývoji, ale bootloader funguje.

Krok 6: Lidské rozhraní

- USB podpora

CH340C je integrovaný převodník USB na sériový port

Standartní konfigurace seriálu na 9600 baudech, 8 bitů, 1 stop bit, žádná parita, nejméně významný bit odeslaný jako první a neinvertovaný

- Tlačítko reset

implementováno v obvodu Soft-Start Reset k resetování mikrokontroléru, ale převažuje ICSP RST

-Uživatelské tlačítko

typicky 10k ke stažení dolů ve výstupních pinech

- 3mm modré LED x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2,3 Vres / 1500 Rres = 1,5 mA (můžete získat větší jas)

2,3 Vres * 1,5 mA => 4 mW (méně než 1/8W)

Krok 7: Konfigurace pinů

Řešením s malým prostorem je označit vrstvu kolíků a pájet je rovnoběžně s deskou, dvouřadými piny a odpovídající tloušťkou desky, podobně jako expresní konektor PCI

ale typický středový kolík je 100 mil = 2,55 mm

vzdálenost je přibližně 2 mm = 2,55 - 0,6 (kolík)

také typická tloušťka desky je 1,6, to je v pořádku

toto je příklad se 2 deskami po 1 mm

Krok 8: Konec

Každá část, kterou jsem integroval, byla testována samostatně s jinými komponentami (TH) a prototypovou verzí, navrhl jsem ji s platformou easyEDA a objednal v JLC a LCSC (aby se objednávka sešla jako první, musíte objednat v JLC a po objednání se stejnou relací provedete nákup v LCSC a přidáte)

Je škoda, že nemám žádnou fotografii a nepodařilo se mi to společně prokázat, po dobu, kterou vyžaduje objednávka do Číny a vytvoření veškeré dokumentace, ale je to pro následující instruktáž, protože pokrývá obecný design zde Jakékoli dotazy můžete zanechat v komentářích.

A je to tady, když přijde objednávka, pájím to, zkusím to společně, nahlásím problémy, aktualizuji, dokumentuji, naprogramuji a pravděpodobně natočím video.

díky, nashledanou a podporu!

odkaz: easyEDA, YouTube, očividně Instructables