Płytka mikrokontrolera „wszystko w jednym”: 8 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

W tym projekcie płytki mikrokontrolera all-in-one celem jest, aby była bardziej funkcjonalna niż Arduino, po około 100 godzinach projektowania postanowiłem podzielić się nią ze społecznością, mam nadzieję, że docenisz wysiłek i wesprzesz go (Wszelkie pytania lub informacje będą mile widziane).

Krok 1: Cele

każdy projekt ma różne potrzeby: czujniki, siłowniki i obliczenia, najbardziej ekonomicznym sposobem jest użycie mikrokontrolera jak każdy Arduino, w tym przypadku używam jednego z mikrokontrolerów z serii PIC16F, ponieważ jestem lepiej zaznajomiony.

Informacje PIC16F1829:

Ekonomiczny;)

Wewnętrzna 32 MHz

Interfejs UART lub USB (ch340)

SPI lub I2C x2

Zegary (8/16-bitowe) x4 x1

10-bitowy przetwornik ADC x12

I / O x18

i wiele innych rzeczy (informacje w arkuszu danych)

Opakowania są różne, ale jeśli wykonujemy nieręczną produkcję PCB, najmniejsza jest też najtańsza

Krok 2: Aktualizacje dla MCU

mikrokontroler potrzebuje kondensatora i konfiguracji sprzętowej dla pinu resetującego, ale to nie wystarczy

-Obwód zasilania

- Ulepszenia sprzętu

- Program rozruchowy

- Interfejs człowieka

-Konfiguracja pinów

Krok 3: Obwód zasilania

- zabezpieczenie antypolaryzacyjne zasilacza (MOSFET-P)

Korzystam z wewnętrznej diody mosfeta do napędzania, a kiedy tak się dzieje, napięcie bramki wystarczy, aby mieć bardzo niski poziom RDSon link_info

- regulator napięcia (VCO)typowy regulator używam LD1117AG i pakowanie TO-252-2(DPAK) takie same jak lm7805 ale tańsze i LDO

- typowe filtry pojemnościowe (100n)

- Bezpiecznik zasilania USB

aby zapobiec więcej niż 1A

- Filtr ferrytowy do zasilania USB

w trakcie testu

Krok 4: Aktualizacje sprzętu

do celów ogólnych postanawiam dodać:

- Soft-Start Resetjeśli sterowane są inne rzeczy, z opóźnieniem w resetowaniu początkowym nie uruchamia mikrokontrolera, po zasileniu i stabilizacji napięcie jest bezpieczne do sterowania innymi rzeczami

pin resetujący jest zabroniony, to resetuje MCU, gdy jest 0V, obwód RC (rezystancja kondensatora) wydłuża impuls, a dioda rozładowuje kondensator, gdy VCC jest 0V

- Mosfet N-kanałowy AO3400A

ponieważ standardowy mikrokontroler nie może dać więcej niż 20mA lub 3mA na pin plus moc ogranicza całkowity pobór do 800mA a mosfety mogą używać komunikacji konwersji 5V na 3.3V.

- WZMACNIACZ OPERACYJNY LMV358A

do wzmacniania bardzo słabych sygnałów, wyjść o niskiej rezystancji i oprzyrządowania do wykrywania prądu itp.

Krok 5: Bootloader

bootloader daje napisać instrukcję, ale w skrócie jego funkcją jest załadowanie programu. w Arduino One na przykład jest inny mikrokontroler z natywną obsługą USB, w przypadku wszystkich PIC bootloader to PICKIT3 nawet jeśli mamy CH340C (nie będzie to bootloader, będzie to mikrokontroler USB to Serial o nazwie UART).

PICKIT3 -> bootloader przez ICSP (In-Circuit Serial Programming)

CH340C -> Szeregowa komunikacja USB

wszystko jest w fazie rozwoju, ale bootloader działa.

Krok 6: Interfejs ludzki

- Obsługa USB

CH340C to wbudowany konwerter USB na szeregowy

Standardowa konfiguracja łącza szeregowego przy 9600 bodów, 8 bitów, 1 bit stopu, bez parzystości, najmniej znaczący bit wysyłany jako pierwszy i nieodwrócony

- Przycisk reset

zaimplementowany w obwodzie Soft-Start Reset, aby zresetować mikrokontroler, ale przeważa ICSP RST

-Przycisk użytkownika

typowe 10k do ściągnięcia w pinach wyjściowych

- 3mm niebieskie diody led x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2,3 Vres / 1500 Rres = 1,5 mA (możesz uzyskać większą jasność)

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

Krok 7: Konfiguracja pinów

Rozwiązaniem przy niewielkiej ilości miejsca jest wskazanie warstwy pinów i przylutowanie ich równolegle do płytki, pinów dwurzędowych i odpowiedniej grubości płytki, podobnie jak złącze PCI express

ale typowy środkowy pin do pinu to 100 mil = 2,55 mm

odległość wynosi około 2 mm = 2,55 - 0,6 (szpilka)

również typowa grubość deski to 1,6 to jest w porządku

to jest przykład z 2 deskami 1mm

Krok 8: Koniec

Każda zintegrowana przeze mnie część została przetestowana osobno z innymi komponentami (TH) i wersją prototypową, zaprojektowałem ją na platformie easyEDA i zamówiłem w JLC i LCSC (aby zamówienie było złożone najpierw trzeba zamówić w JLC i raz zamówione przy tej samej sesji robisz zakup w LCSC i dodajesz)

Szkoda, że nie mam żadnego zdjęcia i nie udało mi się tego wspólnie udowodnić, na czas zamówienia do chin i sporządzenia całej dokumentacji, ale to dla poniższych instrukcji, ponieważ obejmuje ogólny projekt tutaj Wszelkie pytania możesz zostawić w komentarzach.

I to jest to, jak dotrze zamówienie to przylutuję, wypróbuję razem, zgłoszę problemy, aktualizację, dokumentację, program i chyba zrobię film.

dzięki, do widzenia i wsparcie!

link: easyEDA, YouTube, oczywiście Instructables