Arany Arduino tábla: 12 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Célja

Ennek a táblának az a célja, hogy pontosan ugyanazokkal a funkciókkal rendelkezzen, mint az Arduino Uno, de továbbfejlesztett tervezési jellemzőkkel. Tartalmazni fogja a zajt csökkentő tervezési funkciókat, például a továbbfejlesztett útválasztást és a szétválasztó kondenzátorokat. Megtartjuk a szabványos Arduino tábla kitűzött lábnyomát, hogy kompatibilis legyen a pajzsokkal; azonban egy sor visszatérő csap kerül hozzáadásra ezen a lábnyomon kívül, hogy javítsa a tábla elrendezését azáltal, hogy csökkenti a tábláról érkező jelek keresztezését. Továbbá a rezonanátor helyett 16 MHz -es kristályt használnak a rendszer órájához, hogy növeljék az óra pontosságát és stabilitását

Energiaköltségvetés

A bemeneti teljesítmény ugyanaz lesz, mint ami egy Arduino Uno tápellátásához szükséges. A bemeneti feszültség ajánlott tartománya 7-12 volt. Ha 7 V -nál kisebb feszültséget szállít, akkor az 5 V -os kimeneti tüske kevesebb, mint öt volt feszültséget biztosít, és a tábla instabillá válhat. Ha 12 V -nál nagyobb feszültséget használ, a feszültségszabályozó túlmelegedhet és károsíthatja a táblát. Az Atmega 328 5 V -ot használ 3,3 V helyett a leggyorsabb órajel eléréséhez.

Lehetséges kockázatok:

A hibás alkatrészek fogadása potenciális kockázatot jelent, amelyet extrák megrendelésével lehet csökkenteni.

A hibás orientációjú IC chipek, mint például az Atmega 328, hibás csatlakozást eredményezhetnek a csapokhoz. A forrasztás előtt ellenőrizni fogjuk a helyes tájolást.

A kimeneti csapokra helyezett mechanikai igénybevételek megszakíthatják a csatlakozásokat. Átmenő lyukakat fogunk használni annak biztosítására, hogy ez ne történjen meg.

Forrasztáskor hidegforrasztás lehetséges. Ezt mérsékelhetjük, ha minden egyes csatlakozást megvizsgálunk a kötés kialakítása után.

Nehéz lehet az alkatrészek felismerése a táblán.

A selyemképernyős azonosítók felvétele megkönnyíti ezt.

Felhívási terv:

Kapcsolók kerülnek elhelyezésre, hogy elkülönítsék a tábla alsó áramköreit, és lehetővé tegyék, hogy egyesével összeállítsuk és teszteljük a tábla darabjait, és győződjünk meg arról, hogy minden darab megfelelően működik, mielőtt továbblépünk és összeszereljük a vaddisznót.

1. lépés: Vázlatos

A vázlatot a nyílt forráskódú Arduino Uno sémákra való hivatkozással hozták létre, és a jel integritásának javítása érdekében módosították.

2. lépés: NYÁK -elrendezés

3. lépés: Összeszerelés

Elkezdtük összeszerelni a NYÁK -ot a leválasztó kondenzátorokkal és a biztosítékokkal.

Ezután forrasztottuk az áramforrás chipeket és az ESD dióda chipet. Az ESD védőchipet nehéz volt forrasztani a kis forgácsméret és a kis betétek miatt, de sikeresen befejeztük az összeszerelést.

Találkoztunk egy problémával, amikor az alaplapunk nem állt vissza, de ez azért volt, mert a gombunk rosszul érintkezett. A gomb némi erővel történő megnyomása után működőképes állapotba került, és normálisan működött

4. lépés: Zajváltás: 9 -es csap

Íme két kép, ahol összehasonlítják a 9-13. A zöld hatókörű felvételek a kereskedelmi táblát, a sárga hatókörű felvételek a házon belüli táblánkat, a kék jelzések pedig a kiváltó jeleket jelentik, hogy tiszta, következetes képet kapjunk.

Nehéz látni a címkéket a hatókörfelvételeken, de a kereskedelmi tábla (zöld) csúcs -csúcs kapcsolási zajja körülbelül négy volt. A mi házunkban a kapcsoló zaj körülbelül két volt. Ez 50% -kal csökkenti a kapcsolási zajt a 9 -es érintkezőn.

5. lépés: Zajváltás: 10. tű

A 10. érintkezőn a kereskedelmi kártyán a kapcsolási zaj nagyobb, mint négy volt. Körülbelül 4,2 V -os csúcsról csúcsra ül. A házon belüli táblánkon a kapcsolási zaj éppen két volt feletti csúcsról csúcsra van. Ez körülbelül 50% -kal csökkenti a kapcsolási zajt.

6. lépés: Zajváltás: 11. tű

A kereskedelmi tábla 11. érintkezőjén a kapcsolási zaj a magas-alacsony körül körülbelül 800 mV, az alacsony-magas kapcsolási zaj pedig körülbelül 900 mV. Házon belüli táblánkon a kapcsolási zaj a magasról az alacsonyra körülbelül 800 mV, a kapcsolási zaj pedig az alacsony és a magas között körülbelül 200 mV. Drámaian csökkentettük az alacsony-magas kapcsolási zajt, de nem igazán befolyásoltuk a magas-alacsony kapcsolási zajt.

7. lépés: Zajváltás: 12. tű

A 12 -es érintkezőn kapcsoló IO -t használtunk a hatókör -felvételek kiváltására mind a kereskedelmi, mind a belső táblán. A kereskedelmi kártyán a kapcsolási zaj körülbelül 700 mV csúcsról csúcsra, a házon belüli kártya pedig csúcsról csúcsra 150 mV. Ez körülbelül 20% -kal csökkenti a kapcsolási zajt.

8. lépés: Zajváltás: 13. tű

A 13 -as érintkezőn a kereskedelmi tábla négy voltos kapcsolási zajt mutat a csúcsról a csúcsra, a mi házunkban pedig alig vagy egyáltalán nincs kapcsolási zaj. Ez hatalmas különbség, és ünneplésre ad okot

9. lépés: Új speciális funkciótábla létrehozása továbbfejlesztett tervezésünk segítségével

Ennek a lapnak a célja, hogy tovább bővítse Golden Arduino lapunkat, továbbfejlesztett tervezési jellemzőkkel és olyan kiegészítő elemekkel, mint a színváltó LED -ek és a szívverés -érzékelő. Tartalmazni fogja a zajt csökkentő tervezési funkciókat, mint például a továbbfejlesztett útválasztást, 2 extra NYÁK réteg felhasználását, hogy négyrétegű legyen, valamint a kondenzátorok szétkapcsolását a tápfeszültségek körül és a kapcsoló I/O-kat. A szívverés -érzékelő létrehozásához két LED közé helyezett fotodiódát fogunk használni, amelyek a szívverés -érzékelő fölé helyezett ujj véréről visszaverődő fényt mérik. Ezenkívül egyénileg címezhető LED -eket is tartalmazunk, amelyeket az I2C vezérl.

A bemeneti teljesítmény ugyanaz lesz, mint ami egy Arduino Uno tápellátásához szükséges. A bemeneti feszültség ajánlott tartománya 7-12 volt. Ha 7 V -nál kisebb feszültséget szállít, akkor az 5 V -os kimeneti tüske kevesebb, mint öt volt feszültséget biztosít, és a tábla instabillá válhat. Ha 12 V -nál nagyobb feszültséget használ, a feszültségszabályozó túlmelegedhet és károsíthatja a táblát. Az Atmega 328 5 V -ot használ 3,3 V helyett a leggyorsabb órajel eléréséhez.

10. lépés: Vázlatos

11. lépés: Tábla elrendezés

Power réteg Pour és Ground Layer Pour Rejtett, hogy nyomokat láthasson. Amikor ezt a táblát tervezték, az USB -lábnyom véletlenül visszafelé irányult. Meg kell fordítani, hogy a kábel megfelelően csatlakozzon.

12. lépés: Összeszerelés

A képek nem minden lépésben készültek, de az alábbi képen látható a tábla utolsó felhozatala. A fejlécek nem kerültek hozzáadásra, mivel ennek a táblának az elsődleges feladata a LED -ek és az ADC hozzáadása. Az USB -portnak az ellenkező irányba kell néznie, hogy a kábelnek ne kelljen átnyúlnia az egész táblán.