5 $ PCB KALENDAR S BINARNIM SATOM: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Zdravo! Napravio sam ovaj PCB kalendar i binarni sat sa Eagle CAD -om. Koristio sam ATMEGA328P MCU (iz Arduina) i 9x9 LED matricu. Dimenzije moje ploče su 8 cm x 10 cm (3,14 inča x 3,34 inča). Malo je premalo, ali prvo: besplatna verzija Eagle CAD -a dopušta 80cm^2 i drugo: jlcpcb.com maksimalna veličina 2 $ pcb je 10cmx10cm. Radit ću na mnogo boljoj verziji ovog projekta sa STM32L serijom MCU i DCF77. Ali ovo je također cool i jednostavan projekt iz kojeg možete naučiti cijeli proces kako je PCB dizajniran i proizveden + kako koristiti Arduino kao programer.

U ovom uputstvu ću vam pokazati kako da napravite svoj PCB kalendar.

P. S. Ovo je moj prvi prototip na slikama i video zapisima pa sam napravio neke male greške (srećom čarobni dim nije izašao: D) Via veličina je prevelika u mom prvom projektu i maska za lemljenje ne može preći bušilicu pa neki tekstovi nisu u potpunosti napisani. Prošla godina je 2021. umjesto 2023. VEĆ sam ovo popravio u datotekama koje možete preuzeti;)

Korak 1: Napravite shemu

Prvo trebate odabrati kontroler za svoj projekt i način na koji ćete kontrolirati LED diode. Odabrao sam ATMEGA328P koji se koristi u Arduinu i može se programirati u Arduino IDE -u. Ali ovo nije najbolji kontroler za aplikacije male snage. Preporučujem mikrokontrolere serije STM32 L za aplikacije male snage.

Za LED kontrolu odabrao sam 9x9 LED matricu jer je ovo jedan od najboljih načina za kontrolu puno LED dioda (njih 81) sa samo 18 GPIO pinova.

Dodao sam dodatni P-kanalni MOSFET za kontrolu napajanja svih LED dioda. Ovaj MOSFET se može upravljati PWM signalom za kontrolu svjetline LED dioda.

Za bateriju sam odabrao CR2032 (150mAh). Iako je ovo prilično energetski učinkovit dizajn jer samo jedna LED lampica svijetli u bilo kojem trenutku i kontroler bi mogao ostati u stanju mirovanja, CR baterija neće trajati predugo. Za svoj sljedeći projekt koristit ću punjivu bateriju s 5V USB priključkom.

Odlučio sam se za korištenje internog oscilatora ATMEGA328P jer se može sniziti na 1Mhz ili čak manje radi bolje potrošnje energije, ali ima problem s stabilnošću unutarnje frekvencije takta (doći će do pogreške od nekoliko sekundi u 24 sata).

Korak 2: Dizajnirajte PCB

Preporučujem ovaj video za početak s Eagleom i potražite na forumu.autodesk.com ako imate problema. Možete preuzeti i koristiti moje gerber datoteke ako ne želite sami napraviti svoj dizajn. U Eagle samo uvezite gerber datoteke Datoteka-> Uvoz-> Gerber.

U sloju Eagle CAD 21 i 22 možete promijeniti tekst i dodati grafiku na PCB. Eagle Layers

Odličan vodič za dodavanje grafike na Eagle PCB: Dodavanje prilagođene grafike rasporedima EAGLE PCB -a

Korak 3: Napravite PCB

EDIT: odlično uputstvo za izradu PCB -a: DIY profesionalna dvostrana štampana ploča

Naravno da to možete učiniti sami, ali ovih dana je mnogo jeftinije i kvalitetnije napraviti PCB u Kini. Na JLCpcb.com možete dobiti 10x10cm 10kom samo za 2 USD. Problem sa JLCpcb.com je kada odaberete drugu boju kao standardnu zelenu (crna boja je 17 USD:() Takođe preporučujem elecrow.com jer sve boje koštaju 4,90 USD (osim mat crne i ljubičaste).

Samo kratki primjer kako naručiti PCB iz JLCpcb: 1) pritisnite "CITIRAJ ODMAH"

2) pritisnite "Dodajte svoje gerber datoteke"

3) otpremite zip ili rar

4) sva svojstva se mogu ostaviti zadanim

*Jedina stvar koju trebate promijeniti u svojstvima je PCB Color (malo skuplja). U ovom slučaju jeftinije je naručiti ih na www.elecrow.com

Korak 4: Lemljenje

Ako ponovite moj projekt, ovo je najteži korak jer sam koristio 0603 SMD LED diode i 0402 otpornike, ali zapravo nije tako teško lemiti male dijelove ako imate odgovarajuće alate za posao. Meni je trebalo oko jedan sat da lemim sve komponente. Naučio sam lemiti od samog majstora: EEVblog #997 Kako lemiti komponente za površinsko montiranje

Koristio sam oštru pincetu i mali zavarivač za lemljenje Amazon Link

Upotrijebite što tanju žicu za lemljenje!

Korak 5: Programiranje

UPOZORENJE: uklonite bateriju prije nego je spojite na Arduino. Ardunino radi na 5V, ali je baterija na 3V. Nisam dodao serijski diodu s baterijom jer bi 3V-Vdiode_drop u najboljem slučaju bilo 2.7V.

Prvo slijedite ovaj vodič kako postaviti Arduino kao ISP -a kako biste programirali ATMEGA328P s Arduino IDE -om. U uputama slijedite primjer Minimalnog kola (uklanjanje vanjskog sata). Ako imate Arduino sa SMD MCU, možete slijediti ove upute: Arduino-Leonardo-as-Isp

Možete preuzeti moju Calendar.ino skicu i provjeriti kako radi. Neke funkcije još nedostaju (postavite vrijeme pomoću dugmadi, načine mirovanja i izračunavanje prijestupne godine). IF izrazi se mogu zamijeniti izrazima SWITCH ili čak nizovima.

Korak 6: Binarni sat

Binarni sat prikazuje vrijeme u binarnom formatu. Wikipedia binarnog sata

Ako u početku niste programer, čini se čudnim, ali ovo je odličan način kako se naviknuti na binarne brojeve;)

Korak 7: Projektirajte BOM i Gerber datoteke

datoteka calendar_main_sch.txt sadrži sve dijelove ovog projekta (otvorite je s notepadom ili notepad ++ radi ispravnog oblikovanja)

Otpornici R1 do R77 su otpornici za ograničavanje LED struje i mogu biti od 100 do 400 Ohma, ali preporučujem upotrebu otpornika od 220 Ohma. Za više informacija možete pročitati ovaj vodič: Kako izračunati serijski otpornik za LED

Q10 do Q18 su N-kanalni MOSFET-ovi u slučaju SOT-23. Možete koristiti bilo koji MOSFET način poboljšanja za N-kanal, ali provjerite parametar podatkovne tablice: "Gate Threshold Voltage". Maksimalna vrijednost mora biti niža od 3V.

caledar_main_sch.zip ima sve gerber datoteke (ove datoteke su već popravljene sa manjom veličinom tako da ih maska za lemljenje može u potpunosti pokriti, a vias će biti nevidljivi, a prošle godine je 2023). Možete ih uvesti u Eagle ili učitati u JLCpcb i "QUOUTE NOW"

Calendar.rar je sve moj Eagle CAD projekat. Vjerovatno biste trebali otići u Upravitelj biblioteke i dodati lokaciju biblioteke. U programu Eagle: Library-> open library manager-> Avalable-> Browse-> add Libraries location-> kliknite na library-> use.