Mikrokontrolérová doska všetko v jednom: 8 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

Cieľom tohto návrhu dosky mikrokontroléra typu všetko v jednom je byť funkčnejší ako Arduino, po zhruba 100 hodinách návrhu som sa rozhodol podeliť sa o to s komunitou, dúfam, že oceníte úsilie a podporíte ho (Akékoľvek otázky alebo informácie budú vítané).

Krok 1: Ciele

akýkoľvek projekt má rôzne potreby: senzory, akčné členy a výpočty, najekonomickejším spôsobom je použitie mikrokontroléra ako akéhokoľvek Arduina, v tomto prípade používam jeden z mikrokontrolérov radu PIC16F, pretože som sa lepšie zoznámil.

Informácie o PIC16F1829:

Ekonomické;)

Interný 32 MHz

Rozhranie UART alebo USB (ch340)

SPI alebo I2C x2

Časovače (8/16-bitové) x4 x1

10-bitový ADC x12

I / O x18

a mnoho ďalších vecí (informácie v technickom liste)

Existujú rôzne balenia, ale keď ide o nerobenú výrobu plošných spojov, najmenší je tiež najlacnejší

Krok 2: Inovácie pre MCU

mikrokontrolér potrebuje kondenzátor a hardvérovú konfiguráciu pre resetovací kolík, ale nestačí

- Obvod napájania

- Aktualizácie hardvéru

- bootloader

- Ľudské rozhranie

- Konfigurácia pinov

Krok 3: Obvod napájania

- antipolárna ochrana napájacieho zdroja (MOSFET-P)

Na riadenie využívam vnútornú diódu mosfetu, a keď sa to stane, napätie brány stačí na to, aby mal veľmi nízky RDSon link_info

-typický regulátor napätia (VCO), používam LD1117AG a pakaging TO-252-2 (DPAK) to isté ako lm7805, ale lacnejšie a LDO

- typické kapacitné filtre (100n)

- Poistka pre napájanie USB

aby sa zabránilo viac ako 1A

- Feritový filter pre napájanie USB

pod skúškou

Krok 4: Aktualizácie hardvéru

na všeobecné účely sa rozhodnem pridať:

- Reset mäkkého štartu, ak sú ovládané ďalšie veci, S oneskorením počiatočného resetu nespustí mikrokontrolér, po napájaní a stabilite je napätie bezpečné na ovládanie ďalších vecí

resetovací kolík je odmietnutý, tým sa resetuje MCU, keď je 0 V, obvod RC (odpor kondenzátora) predlžuje impulz a dióda vybíja kondenzátor, keď je VCC 0 V

- N-kanálový Mosfet AO3400A

pretože štandardný mikrokontrolér nemôže poskytnúť viac ako 20mA alebo 3mA na pin plus výkon obmedzuje celkovú spotrebu na 800mA a mosfety môžu používať konverznú komunikáciu 5V až 3,3V.

- OP-AMP LMV358A

na zosilnenie veľmi slabých signálov, výstupov s nízkym odporom a prístrojov na snímanie prúdu, atď …

Krok 5: Zavádzač

bootloader dáva napísať inštrukciu, ale v súhrne je jeho funkciou načítanie programu. Napríklad v Arduino One je ďalší mikrokontrolér s natívnou podporou USB, v prípade všetkých PIC je bootloader PICKIT3, aj keď máme CH340C (nebude to bootloader, bude to USB to Serial mikrokontrolér s názvom UART).

PICKIT3 -> bootloader cez ICSP (sériové programovanie v obvode)

CH340C -> Sériová komunikácia cez USB

všetko je vo vývoji, ale bootloader funguje.

Krok 6: Ľudské rozhranie

- podpora USB

CH340C je vstavaný prevodník USB na sériový port

Štandardná konfigurácia sériového čísla na 9600 baudoch, 8 bitov, 1 stop bit, žiadna parita, najmenej významný bit odoslaný ako prvý a neinvertovaný

- Tlačidlo reštart

implementovaný v obvode Soft-Start Reset na resetovanie mikrokontroléra, ale prevláda ICSP RST

-Užívateľské tlačidlo

typicky 10 k na stiahnutie nadol vo výstupných kolíkoch

- 3 mm modré LED x8 5 V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2,3 Vres / 1500 Rres = 1,5 mA (môžete dosiahnuť vyšší jas)

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

Krok 7: Konfigurácia pinov

Riešením s malým priestorom je označiť vrstvu kolíkov a spájkovať ich rovnobežne s doskou, dvojradové kolíky a zodpovedajúcu hrúbku dosky, podobne ako konektor pci Express.

ale typický stredový kolík od kolíka je 100 mil = 2,55 mm

vzdialenosť je približne 2 mm = 2,55 - 0,6 (kolík)

tiež typická hrúbka dosky je 1,6, to je v poriadku

Toto je príklad s 2 doskami s hrúbkou 1 mm

Krok 8: Koniec

Každá časť, ktorú som integroval, bola testovaná samostatne s inými komponentmi (TH) a prototypovou verziou, navrhol som ju s platformou easyEDA a objednal v JLC a LCSC (aby sa objednávka spojila najskôr, musíte si objednať v JLC a po objednaní s rovnakou reláciou urobíte nákup v LCSC a pridáte)

Je škoda, že nemám žiadnu fotografiu a nepodarilo sa mi to spoločne dokázať, pretože v Číne trvá objednávka a vyhotovuje všetku dokumentáciu, ale je to pre nasledujúce pokyny, pretože pokrýva všeobecný návrh. tu, Akékoľvek otázky môžete zanechať v komentároch.

A je to, keď príde objednávka, spájkujem to, vyskúšam to spoločne, nahlásim problémy, aktualizujem, dokumentujem, naprogramujem a pravdepodobne urobím video.

ďakujem, zbohom a podpora!

odkaz: easyEDA, YouTube, očividne Pokyny