5$ KALENDARZ PCB Z ZEGAREM BINARNYM: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Cześć! Ten kalendarz na PCB i zegar binarny wykonałem w programie Eagle CAD. Użyłem MCU ATMEGA328P (od Arduino) i matrycy LED 9x9. Wymiary mojej deski to 8 cm x 10 cm (3,14 cala x 3,34 cala). Jest trochę za mały, ale po pierwsze: darmowa wersja Eagle CAD pozwala na 80cm^2, a po drugie: maksymalny rozmiar jlcpcb.com za 2$ pcb to 10cmx10cm. Będę pracował nad znacznie lepszą wersją tego projektu z MCU serii STM32L i DCF77. Ale to też fajny i prosty projekt, z którego można się nauczyć całego procesu projektowania i produkcji PCB + jak używać Arduino jako programisty.

W tej instrukcji pokażę Ci jak wykonać swój własny kalendarz na PCB.

PS To mój pierwszy prototyp na zdjęciach i wideo, więc popełniłem kilka drobnych błędów (na szczęście magiczny dym nie wyszedł:D) Rozmiar przelotki jest za duży w moim pierwszym projekcie i soldermaska nie może przejść przez wiertarkę, więc trochę tekstów nie są w pełni napisane. Ostatni rok to 2021 zamiast 2023. JUŻ NAPRAWIŁEM TO W PLIKACH, KTÓRE MOŻNA POBRAĆ;)

Krok 1: Zaprojektuj schemat

Najpierw należy wybrać sterownik do swojego projektu i sposób sterowania diodami LED. Wybrałem ATMEGA328P, ponieważ jest używany w Arduino i można go zaprogramować w Arduino IDE. Ale to nie jest najlepszy sterownik do zastosowań o małej mocy. Do zastosowań o małej mocy polecam mikrokontrolery serii STM32 L.

Do sterowania diodami LED wybrałem matrycę LED 9x9, ponieważ jest to jeden z najlepszych sposobów sterowania wieloma diodami (81 z nich) za pomocą zaledwie 18 pinów GPIO.

Dodałem dodatkowy MOSFET z kanałem P, aby kontrolować moc dla wszystkich diod LED. Ten MOSFET może być napędzany sygnałem PWM, aby kontrolować jasność LED.

Do baterii wybrałem CR2032 (150mAh). Chociaż jest to dość energooszczędna konstrukcja, ponieważ tylko jedna dioda LED jest włączona w dowolnym momencie, a kontroler może pozostać w trybie uśpienia, bateria CR nie wytrzyma zbyt długo. W kolejnym projekcie wykorzystam akumulator z portem USB 5V.

Zdecydowałem się na użycie wewnętrznego oscylatora ATMEGA328P, ponieważ można go obniżyć do 1Mhz lub nawet mniej, aby uzyskać lepsze zużycie energii, ale ma problem ze stabilnością częstotliwości wewnętrznego zegara (w ciągu 24h wystąpi błąd kilku sekund).

Krok 2: Zaprojektuj płytkę drukowaną

Polecam ten film, aby zacząć od Eagle i poszukać na forums.autodesk.com, jeśli masz jakieś problemy. Możesz pobrać i wykorzystać moje pliki gerber, jeśli nie chcesz tworzyć własnego projektu. W Eagle wystarczy zaimportować pliki gerber Plik->Import->Gerber.

W warstwie Eagle CAD 21 i 22 możesz zmieniać tekst i dodawać grafikę do PCB. Warstwy orła

Świetny samouczek, jak dodać grafikę do PCB Eagle: Dodawanie niestandardowych grafik do układów PCB EAGLE

Krok 3: Zrób swoją płytkę drukowaną

EDYCJA: świetna instrukcja, jak zrobić PCB: DIY Profesjonalna dwustronna płytka drukowana

Oczywiście można to zrobić samemu, ale w dzisiejszych czasach produkcja PCB w Chinach jest znacznie tańsza i lepszej jakości. Z JLCpcb.com możesz dostać 10x10cm 10 sztuk już od 2 USD. Problem z JLCpcb.com polega na tym, że wybierasz inny kolor niż standardowy zielony (czarny kolor to 17USD:() Polecam również elecrow.com, ponieważ wszystkie kolory kosztują 4.90$ (oprócz czarnego matowego i fioletowego).

Tylko szybki przykład, jak zamówić PCB od JLCpcb: 1) naciśnij "WYCENIAJ TERAZ"

2) naciśnij "Dodaj swoje pliki gerber"

3) prześlij zip lub rar

4) wszystkie właściwości można pozostawić jako domyślne

*jedyną rzeczą, którą powinieneś zmienić we właściwościach jest kolor PCB (trochę droższy). W takim przypadku taniej jest zamówić je na www.elecrow.com

Krok 4: Lutowanie

Jeśli powielasz mój projekt, jest to najtrudniejszy krok, ponieważ użyłem diod LED SMD 0603 i rezystorów 0402, ale w rzeczywistości nie jest tak trudno lutować małe części, jeśli masz odpowiednie narzędzia do pracy. U mnie lutowanie wszystkich elementów zajęło mi około godziny. Nauczyłem się lutować od samego mistrza: EEVblog #997 Jak lutować elementy do montażu powierzchniowego

Użyłem ostrej pęsety i małej końcówki lutowniczej do lutownicy Amazon link

Użyj jak najcieńszego drutu lutowniczego!

Krok 5: Programowanie

UWAGA: wyjmij baterię przed podłączeniem jej do Arduino. Ardunino działa z napięciem 5V, ale bateria ma 3V. Nie dodałem diody szeregowo z baterią, bo 3V-Vdiode_drop byłoby w najlepszym razie 2,7V.

Najpierw postępuj zgodnie z tym samouczkiem, jak skonfigurować Arduino jako ISP, aby programować na zimno ATMEGA328P z Arduino IDE. W instrukcjach postępuj zgodnie z przykładem minimalnego obwodu (eliminacja zewnętrznego zegara). Jeśli masz Arduino z SMD MCU, możesz postępować zgodnie z tą instrukcją: Arduino-Leonardo-as-Isp

Możesz pobrać mój szkic Calendar.ino i sprawdzić, jak to działa. Wciąż brakuje niektórych funkcji (ustawianie czasu za pomocą przycisków, tryby uśpienia i obliczanie roku przestępnego). Instrukcje IF można zastąpić instrukcjami SWITCH lub nawet tablicami.

Krok 6: Zegar binarny

Zegar binarny wyświetla czas w formacie binarnym. Zegar binarny Wikipedia

Jeśli nie jesteś programistą na początku wydaje się to dziwne, ale jest to świetny sposób na przyzwyczajenie się do liczb binarnych;)

Krok 7: BOM projektu i pliki Gerber

Plik calendar_main_sch.txt zawiera wszystkie części dla tego projektu (otwórz go za pomocą notatnika lub notatnika++, aby uzyskać prawidłowe formatowanie)

Rezystory R1 do R77 to rezystory ograniczające prąd LED i mogą mieć od 100 do 400 Ohm, ale polecam użyć rezystorów 220 Ohm. Możesz przeczytać ten samouczek, aby uzyskać więcej informacji: Jak obliczyć rezystor szeregowy dla diody LED?

Q10 do Q18 to N-kanałowe MOSFET-y w obudowie SOT-23. Możesz użyć dowolnego tranzystora MOSFET w trybie N-kanałowym, ale sprawdź w arkuszu danych parametr: „Napięcie progowe bramki”. Maksymalna wartość musi być niższa niż 3V.

caledar_main_sch.zip zawiera wszystkie pliki gerber (te pliki są już poprawione z mniejszym rozmiarem przelotek, więc soldermaska może je w pełni pokryć, a przelotki będą niewidoczne, a w zeszłym roku jest 2023). Możesz je zaimportować w Eagle lub wgrać do JLCpcb i "WYCENIAJ TERAZ"

Calendar.rar to cały mój projekt Eagle CAD. Prawdopodobnie powinieneś wejść do Menedżera Biblioteki i dodać lokalizację biblioteki. W Eagle: Biblioteka->otwórz menedżera biblioteki->Dostępne->Przeglądaj->dodaj lokalizację bibliotek->kliknij na bibliotekę->użyj.