5$ PCB-KALENDER MIT BINÄRUHR - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Hi! Ich habe diesen PCB-Kalender und die Binäruhr mit Eagle CAD erstellt. Ich habe ATMEGA328P MCU (von Arduino) und eine 9x9 LED-Matrix verwendet. Abmessungen für mein Board sind 8 cm x 10 cm (3,14 Zoll x 3,34 Zoll). Es ist etwas zu klein, aber erstens: Die kostenlose Version von Eagle CAD erlaubt 80cm^2 und zweitens: jlcpcb.com maximale Größe für 2$ PCB ist 10cmx10cm. Ich werde an einer viel besseren Version dieses Projekts mit MCU der STM32L-Serie und DCF77 arbeiten. Aber dies ist auch ein cooles und einfaches Projekt, aus dem Sie den gesamten Prozess lernen können, wie PCB entworfen und hergestellt wird + wie man Arduino als Programmierer verwendet.

In dieser Anleitung zeige ich Ihnen, wie Sie Ihren eigenen PCB-Kalender erstellen.

PS Es ist mein erster Prototyp in Bildern und Video, also habe ich einige kleine Fehler gemacht (zum Glück kam kein magischer Rauch heraus:D) Die Via-Größe ist in meinem ersten Projekt zu groß und die Lötmaske kann nicht über den Bohrer gehen, also einige Texte sind nicht vollständig geschrieben. Letztes Jahr ist 2021 statt 2023. ICH HABE DIES BEREITS IN DATEIEN BEHOBEN, DIE DU HERUNTERLADEN KANNST;)

Schritt 1: Entwerfen Sie einen Schaltplan

Zuerst sollten Sie den Controller für Ihr Projekt auswählen und wie Sie die LEDs steuern. Ich habe ATMEGA328P gewählt, da es in Arduino verwendet wird und in Arduino IDE programmiert werden kann. Dies ist jedoch nicht der beste Controller für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch. Ich empfehle Mikrocontroller der STM32 L-Serie für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch.

Für die LED-Ansteuerung habe ich eine 9x9 LED-Matrix gewählt, da dies eine der besten Möglichkeiten ist, viele LEDs (81 davon) mit nur 18 GPIO-Pins zu steuern.

Ich habe einen zusätzlichen P-Kanal-MOSFET hinzugefügt, um die Stromversorgung für alle LEDs zu steuern. Dieser MOSFET kann mit einem PWM-Signal angesteuert werden, um die LED-Helligkeit zu steuern.

Als Akku habe ich CR2032 (150mAh) gewählt. Obwohl dies ein recht energieeffizientes Design ist, da zu jeder Zeit nur eine LED leuchtet und der Controller im Ruhemodus bleiben könnte, hält die CR-Batterie nicht allzu lange. Für mein nächstes Projekt werde ich einen Akku mit 5V USB-Anschluss verwenden.

Ich habe mich für den internen ATMEGA328P-Oszillator entschieden, da er für einen besseren Stromverbrauch auf 1 MHz oder sogar weniger gesenkt werden kann, aber ein Problem mit der Stabilität der internen Taktfrequenz hat (in 24 Stunden treten einige Sekunden Fehler auf).

Schritt 2: Entwerfen Sie eine Leiterplatte

Ich empfehle dieses Video, um mit Eagle zu beginnen und in forums.autodesk.com zu suchen, wenn Sie Probleme haben. Sie können meine Gerber-Dateien herunterladen und verwenden, wenn Sie kein eigenes Design erstellen möchten. In Eagle importieren Sie einfach Gerber-Dateien Datei->Importieren->Gerber.

In Eagle CAD 21 und 22 Layer können Sie Text ändern und Grafiken zur PCB hinzufügen. Adlerschichten

Tolles Tutorial zum Hinzufügen von Grafiken zu Eagle PCB: Hinzufügen von benutzerdefinierten Grafiken zu EAGLE PCB-Layouts

Schritt 3: Machen Sie Ihre Leiterplatte

BEARBEITEN: tolle Anleitung zur Herstellung von PCB: DIY Professional Double Sided PCB

Natürlich können Sie es selbst herstellen, aber heutzutage ist es viel billiger und von besserer Qualität, PCB in China herzustellen. Von JLCpcb.com erhalten Sie 10 x 10 cm 10 Stück ab 2 USD. Das Problem mit JLCpcb.com ist, wenn Sie eine andere Farbe als Standardgrün wählen (schwarze Farbe ist 17 USD: () Ich empfehle auch elecrow.com, da alle Farben 4,90 USD kosten (außer mattschwarz und lila).

Nur ein kurzes Beispiel für die Bestellung von Leiterplatten bei JLCpcb: 1) Drücken Sie "JETZT QUOTE"

2) Drücken Sie "Ihre Gerber-Dateien hinzufügen"

3) zip oder rar hochladen

4) Alle Eigenschaften können als Standard belassen werden

*das einzige, was Sie von den Eigenschaften ändern sollten, ist die PCB-Farbe (etwas teurer). In diesem Fall ist es günstiger, sie auf www.elecrow.com zu bestellen

Schritt 4: Löten

Wenn Sie mein Projekt replizieren, ist dies der schwierigste Schritt, da ich 0603 SMD-LEDs und 0402-Widerstände verwendet habe, aber es ist eigentlich nicht so schwierig, kleine Teile zu löten, wenn Sie die richtigen Werkzeuge für den Job haben. Bei mir hat es etwa eine Stunde gedauert, alle Komponenten zu verlöten. Das Löten habe ich vom Meister selbst gelernt: EEVblog #997 How To Solder Surface Mount Components

Ich habe eine scharfe Pinzette und eine kleine Weller-Lötkolbenspitze verwendet Amazon link

Verwenden Sie so dünnen Lötdraht wie möglich!

Schritt 5: Programmierung

WARNUNG: Entfernen Sie die Batterie, bevor Sie sie an Arduino anschließen. Ardunino arbeitet mit 5V, aber die Batterie ist 3V. Ich habe keine Diode in Reihe mit der Batterie hinzugefügt, da 3V-Vdiode_drop bestenfalls 2,7 V betragen würde.

Folgen Sie zunächst diesem Tutorial, wie Sie Arduino als ISP einrichten, damit Sie ATMEGA328P mit Arduino IDE kalt programmieren. In den Anweisungen folgen Sie dem Beispiel für Minimal Circuit (Eliminieren des externen Takts). Wenn Sie Arduino mit SMD-MCU haben, können Sie dieser Anleitung folgen: Arduino-Leonardo-as-Isp

Sie können meine Calendar.ino-Skizze herunterladen und überprüfen, wie es funktioniert. Es fehlen noch einige Funktionen (Zeiteinstellung mit Tasten, Schlafmodi und Schaltjahrberechnung). IF-Anweisungen könnten durch SWITCH-Anweisungen oder sogar durch Arrays ersetzt werden.

Schritt 6: Binäre Uhr

Die Binäruhr zeigt die Zeit im Binärformat an. Binäre Uhr Wikipedia

Wenn Sie kein Programmierer sind, scheint es zunächst seltsam, aber dies ist eine großartige Möglichkeit, sich an Binärzahlen zu gewöhnen;)

Schritt 7: Projektstückliste und Gerber-Dateien

Die Datei calendar_main_sch.txt enthält alle Teile für dieses Projekt (öffnen Sie sie mit Notepad oder Notepad++ für die richtige Formatierung)

Die Widerstände R1 bis R77 sind LED-Strombegrenzungswiderstände und können von 100 bis 400 Ohm betragen, aber ich empfehle 220 Ohm-Widerstände zu verwenden. Weitere Informationen finden Sie in diesem Tutorial: So berechnen Sie den Vorwiderstand für eine LED

Q10 bis Q18 sind N-Kanal-MOSFETS im SOT-23-Fall. Sie können jeden n-Kanal Enhancement Mode MOSFET verwenden, aber überprüfen Sie den Datenblattparameter: "Gate Threshold Voltage". Der Höchstwert muss unter 3 V liegen.

caledar_main_sch.zip enthält alle Gerber-Dateien (diese Dateien sind bereits mit einer kleineren Via-Größe versehen, sodass Lötstopplack sie vollständig abdecken kann und die Vias unsichtbar sind und im letzten Jahr ist es jetzt 2023). Sie können sie in Eagle importieren oder auf JLCpcb und "QUOUTE NOW" hochladen.

Calendar.rar ist mein gesamtes Eagle-CAD-Projekt. Wahrscheinlich sollten Sie in den Bibliotheksmanager gehen und den Bibliotheksstandort hinzufügen. In Eagle: Bibliothek->Bibliotheksmanager öffnen->Verfügbar->Durchsuchen->Bibliotheksstandort hinzufügen->auf Bibliothek klicken->Verwenden.