Zlatna Arduino ploča: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Svrha

Svrha ove ploče je imati potpuno istu funkcionalnost kao Arduino Uno, ali s poboljšanim dizajnerskim značajkama. Uključivat će značajke dizajna za smanjenje buke, poput poboljšanog usmjeravanja i razdvajanja kondenzatora. Zadržat ćemo standardnu otisnu ploču Arduino ploče tako da bude kompatibilna sa štitovima; međutim, red pinova za vraćanje bit će dodan izvan ovog otiska kako bi se poboljšao izgled ploče smanjenjem unakrsnog razgovora za signale koji dolaze s ploče. Nadalje, kristal od 16 MHz će se koristiti za sistemski sat umjesto rezonatora kako bi se povećala tačnost i stabilnost takta

Budžet napajanja

Ulazna snaga bit će ista kao i potrebna za napajanje Arduino Uno. Preporučeni raspon ulaznog napona je 7 do 12 volti. Ako se napaja s manje od 7 V, izlazni pin od 5 V može napajati manje od pet volti i ploča može postati nestabilna. Ako koristite više od 12 V, regulator napona bi se mogao pregrijati i oštetiti ploču. Atmega 328 će koristiti 5 V umjesto 3,3 V kako bi imala najveću brzinu takta.

Upravljanje rizikom Potencijalni rizici:

Primanje neispravnih komponenti potencijalni je rizik koji se može ublažiti naručivanjem dodataka.

Neusmjeravanje IC čipova poput Atmege 328 moglo bi dovesti do pogrešnih veza na pinove. Prije lemljenja provjerit ćemo ispravnu orijentaciju.

Mehanička naprezanja na izlaznim pinovima mogu prekinuti veze. Koristit ćemo nosače kroz rupe kako bismo se osigurali da se to ne dogodi.

Prilikom lemljenja postoji mogućnost hladnih lemnih spojeva. To možemo ublažiti pregledom svake veze nakon formiranja spoja.

Prepoznavanje gdje dijelovi idu na ploču moglo bi postati teško.

Uključivanjem identifikacija svilenog ekrana to će biti lakše.

Plan podizanja djece:

Prekidači će biti postavljeni kako bi izolirali podveze ploče i omogućili nam da sastavljamo i testiramo komade ploče jedan po jedan i osiguravamo da svaki komad radi ispravno prije kretanja i sastavljanja ostatka vepra.

Korak 1: Shema

Shema je nastala upućivanjem na otvorene Arduino Uno sheme i prilagođavanjem radi poboljšanja integriteta signala.

Korak 2: Raspored PCB -a

Korak 3: Montaža

Počeli smo sastavljati PCB s kondenzatorima za razdvajanje i osiguračima.

Zatim smo lemili čipove za napajanje i čip ESD diode. ESD zaštitni čip bilo je teško lemiti zbog male veličine čipa i malih pločica, ali smo uspješno završili montažu.

Naišli smo na problem gdje se naša ploča nije resetirala, ali to je zato što je naše dugme loše kontaktiralo. Nakon pritiska sile na dugme, vratilo se u funkcionalno stanje i radilo normalno

Korak 4: Prebacivanje buke: Pin 9

Evo dvije slike na kojima se uspoređuju zvukovi prebacivanja sa pinova 9-13. Zeleni snimci predstavljaju komercijalnu ploču, žuti snimci predstavljaju našu kućnu ploču, a plavi signali predstavljaju signale okidača za dobijanje čiste, dosljedne snimke.

Teško je vidjeti oznake na snimcima opsega, ali komercijalna ploča (zelena) ima šum pri prebacivanju od vrha do vrha od oko četiri volta. Naša ploča u kući ima prekidnu buku od približno dva volta. Ovo je smanjenje od 50% u uključivanju šuma na pinu 9.

Korak 5: Prebacivanje buke: Pin 10

Na pinu 10, buka pri uključivanju na komercijalnoj ploči veća je od četiri volta. Nalazi se na približno 4,2 volti od vrha do vrha. Na našoj kućnoj ploči, buka prebacivanja je nešto iznad dva volta od vrha do vrha. Ovo je otprilike 50% smanjenja šuma pri uključivanju.

Korak 6: Prebacivanje buke: Pin 11

Na pinu 11 na komercijalnoj ploči, šum pri prebacivanju na visoko-nisko je oko 800 mV, a niski na visoki prekidački šum je oko 900 mV. Na našoj kućnoj ploči, buka pri uključivanju na visokom do niskom nivou je oko 800 mV, a naša buka pri uključivanju na niskom do visokom je približno 200 mV. Dramatično smo smanjili sklopni šum od niskog do visokog, ali zapravo nismo utjecali na preklopni šum od visokog do niskog.

Korak 7: Prebacivanje buke: Pin 12

Na pinu 12 koristili smo prekidački IO za pokretanje snimanja opsega i na komercijalnoj ploči i na internoj ploči. U komercijalnoj ploči, buka prebacivanja je oko 700mV od vrha do vrha, a unutarnja ploča ima vrhunac do vrha od 150mV. To je otprilike 20% smanjenje preklopne buke.

Korak 8: Prebacivanje buke: Pin 13

Na pinu 13, komercijalna ploča prikazuje šum pri prebacivanju od četiri volta do vrha, a naša kućna ploča pokazuje malo ili nimalo buke pri prebacivanju. Ovo je velika razlika i razlog je za slavlje

Korak 9: Stvaranje nove ploče s posebnim funkcijama pomoću našeg poboljšanog dizajna

Svrha ove ploče je proširiti našu Golden Arduino ploču, s poboljšanim značajkama dizajna i dodatnim komponentama, kao što su LED diode za promjenu boje i senzor otkucaja srca. Uključivat će dizajnerske značajke za smanjenje buke, poput poboljšanog usmjeravanja, korištenja 2 dodatna sloja PCB-a kako bi se učinila četveroslojna ploča, te odvajanje kondenzatora oko vodova i prebacivanja I/O. Za izradu senzora otkucaja srca upotrijebit ćemo fotodiodu postavljenu između dvije LED diode, koja će mjeriti svjetlost reflektiranu od krvi u prstu koja je postavljena preko senzora otkucaja srca. Dodatno, uključit ćemo i pojedinačno adresabilne LED diode kojima se upravlja putem I2C.

Ulazna snaga bit će ista kao i potrebna za napajanje Arduino Uno. Preporučeni raspon ulaznog napona je 7 do 12 volti. Ako se napaja s manje od 7 V, izlazni pin od 5 V može napajati manje od pet volti i ploča može postati nestabilna. Ako koristite više od 12 V, regulator napona bi se mogao pregrijati i oštetiti ploču. Atmega 328 će koristiti 5 V umjesto 3,3 V kako bi imala najveću brzinu takta.

Korak 10: Shema

Korak 11: Izgled ploče

Izlivanje sloja snage i izlijevanje sloja zemlje Skriveno da biste vidjeli tragove. Kada je ova ploča dizajnirana, USB otisak je zapravo slučajno orijentiran unatrag. Treba ga okrenuti tako da se kabel može ispravno uključiti.

Korak 12: Montaža

Slike nisu snimljene u svakom koraku, ali donja fotografija prikazuje konačno izlaganje ploče. Igle zaglavlja nisu dodane jer je primarna funkcija ove ploče dodavanje LED dioda i ADC -a. USB priključak trebao bi biti okrenut u suprotnom smjeru tako da kabel ne mora dopirati preko ploče.