All-in-One-Mikrocontroller-Platine - Gunook

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

Bei diesem Design eines All-in-One-Mikrocontroller-Boards besteht der Zweck darin, funktionaler zu sein als Arduino. Nach etwa 100 Stunden Design habe ich beschlossen, es mit der Community zu teilen Informationen sind willkommen).

Schritt 1: Ziele

Für jedes Projekt gibt es unterschiedliche Anforderungen: Sensoren, Aktoren und Berechnung, der wirtschaftlichste Weg ist mit einem Mikrocontroller wie jedem Arduino, in diesem Fall verwende ich einen Mikrocontroller der PIC16F-Reihe, da ich besser vertraut bin.

Die PIC16F1829-Info:

Wirtschaftlich;)

Intern 32 MHz

UART- oder USB-Schnittstelle (ch340)

SPI oder I2C x2

Timer (8/16-Bit) x4 x1

10-Bit-ADC x12

I / O's x18

und vieles mehr (Infos im Datenblatt)

Es gibt verschiedene Gehäuse, aber bei einer nicht-handgefertigten Leiterplattenproduktion ist das kleinste auch das billigste

Schritt 2: Upgrades für MCU

der Mikrocontroller benötigt einen Kondensator und eine Hardware-Konfiguration für den Reset-Pin, reicht aber nicht aus

- Stromversorgungskreis

- Hardware-Upgrades

- Bootloader

- Menschliche Schnittstelle

- Pin-Konfiguration

Schritt 3: Stromversorgungskreis

- Verpolungsschutz des Netzteils (MOSFET-P)

Ich nutze die interne Diode des Mosfets zum Ansteuern und wenn das passiert, reicht die Gatespannung aus, um einen sehr niedrigen RDSon zu haben link_info

- Spannungsregler (VCO) typischer Regler ich verwende LD1117AG und pakaging TO-252-2 (DPAK) wie lm7805, aber billiger und LDO

- typische kapazitive Filter (100n)

- Sicherung für USB-Strom

um mehr als 1A. zu verhindern

- Ferritfilter für USB-Strom

im Test

Schritt 4: Hardware-Upgrades

für allgemeine Zwecke beschließe ich hinzuzufügen:

- Soft-Start Reset, wenn andere Dinge gesteuert werden, Mit einer Verzögerung beim anfänglichen Reset startet der Mikrocontroller nicht, nach dem Einschalten und der Stabilität ist die Spannung sicher, um andere Dinge zu steuern

der Reset-Pin wird verweigert, dies setzt die MCU zurück, wenn sie 0 V beträgt, die RC-Schaltung (Kondensatorwiderstand) verlängert den Impuls und die Diode entlädt den Kondensator, wenn VCC 0 V. beträgt

- N-Kanal-Mosfet AO3400A

Da ein Standard-Mikrocontroller nicht mehr als 20 mA oder 3 mA pro Pin liefern kann plus die Strombegrenzung den Gesamtverbrauch auf 800 mA und Mosfets können die Umwandlungskommunikation von 5 V auf 3,3 V verwenden.

- OP-AMP LMV358A

um sehr schwache Signale zu verstärken, Ausgänge mit niedrigem Widerstand und Instrumente zur Strommessung, etc …

Schritt 5: Bootloader

Der Bootloader gibt an, ein anweisbares zu schreiben, aber zusammenfassend besteht seine Funktion darin, das Programm zu laden. Im Arduino One zum Beispiel gibt es einen anderen Mikrocontroller mit nativer USB-Unterstützung, bei allen PICs ist der Bootloader der PICKIT3, auch wenn wir die haben CH340C (es wird kein Bootloader sein, es wird ein USB-zu-Seriell-Mikrocontroller namens UART sein).

PICKIT3 -> Bootloader über ICSP (In-Circuit Serial Programming)

CH340C -> Serielle USB-Kommunikation

alles ist in der Entwicklung, aber der Bootloader funktioniert.

Schritt 6: Human Interface

- USB-Unterstützung

der CH340C ist ein eingebetteter USB-zu-Seriell-Konverter

Standard Konfiguration von Seriell mit 9600 Baud, 8 Bit, 1 Stoppbit, keine Parität, niedrigstwertiges Bit zuerst gesendet und nicht invertiert

- Reset-Knopf

implementiert in Soft-Start Reset-Schaltung, um den Mikrocontroller zurückzusetzen, aber der ICSP RST setzt sich durch

-Benutzertaste

typisch 10k zum Herunterziehen der Ausgangspins

- 3mm blaue LEDs x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2,3 Vres / 1500 Rres = 1,5 mA (Sie können mehr Helligkeit erhalten)

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

Schritt 7: Pin-Konfiguration

Die Lösung mit etwas Platz ist, die Pin-Schicht anzugeben und parallel zur Platine, zweireihige Pins und die entsprechende Dicke der Platine zu verlöten, ähnlich einem PCI-Express-Steckverbinder

aber der typische Mittelstift zu Stift beträgt 100 mils = 2,55 mm

der Abstand beträgt ca. 2mm = 2,55 - 0,6 (Stift)

auch die typische Dicke des Boards ist 1,6 das ist in Ordnung

Dies ist ein Beispiel mit 2 Brettern von 1 mm

Schritt 8: Das Ende

Jedes Teil, das ich eingebaut habe, wurde separat mit anderen Komponenten (TH) und Prototypenversion getestet, ich habe es mit der easyEDA-Plattform entworfen und in JLC und LCSC bestellt (damit die Bestellung zuerst zusammenkommt muss man in JLC bestellen und einmal bestellt mit derselben Sitzung tätigen Sie den Kauf in LCSC und fügt hinzu)

Es ist schade, dass ich kein Foto habe und es nicht zusammen beweisen konnte, für die Zeit, die die Bestellung nach China dauert und die gesamte Dokumentation erstellt, aber es ist für die folgenden Anleitungen, da es das allgemeine Design abdeckt Hier können Sie alle Fragen in den Kommentaren hinterlassen.

Und das ist es, wenn die Bestellung eintrifft, werde ich es löten, zusammen ausprobieren, die Probleme melden, aktualisieren, dokumentieren, programmieren und wahrscheinlich ein Video machen.

Danke, auf Wiedersehen und Unterstützung!

Link: easyEDA, YouTube, offensichtlich Instructables