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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Bok! Napravio sam ovaj PCB kalendar i binarni sat s Eagle CAD -om. Koristio sam ATMEGA328P MCU (iz Arduina) i LED matricu 9x9. Dimenzije moje ploče su 8 cm x 10 cm (3,14 x 3,34 inča). Malo je premalo, ali prvo: besplatna verzija Eagle CAD -a dopušta 80 cm^2 i drugo: jlcpcb.com maksimalna veličina za 2 $ PCB -a je 10 cm x 10 cm. 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 ovoj uputi ću vam pokazati kako izraditi vlastiti PCB kalendar.

p.s. Ovo je moj prvi prototip na slikama i u videu pa sam napravio neke male greške (srećom, čarobni dim nije izašao: D) Via je u mom prvom projektu prevelika i maska za lemljenje ne može preći bušilicu pa neki tekstovi nisu u potpunosti napisani. Prošla godina je 2021. umjesto 2023. OVO SAM VEĆ ISPRAVIO U DATOTEKE KOJE MOŽETE PREUZETI;)

Korak 1: Napravite shemu

Prvo biste trebali odabrati kontroler za svoj projekt i način na koji ćete kontrolirati LED diode. Odabrao sam ATMEGA328P jer 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 pokretati s PWM signalom za kontrolu svjetline LED -a.

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 se može ostaviti 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 ATMEGA328P unutarnjeg oscilatora jer se može smanjiti 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 napraviti vlastiti dizajn. U Eagle samo uvezite gerber datoteke Datoteka-> Uvoz-> Gerber.

U sloju Eagle CAD 21 i 22 možete promijeniti tekst i dodati grafiku na tiskanu ploču. Orlovi slojevi

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

Korak 3: Napravite PCB

EDIT: izvrsna uputa za izradu PCB -a: DIY profesionalna dvostrana pločica

Naravno da to možete napraviti sami, ali ovih je dana izrada PCB -a u Kini mnogo jeftinija i kvalitetnija. Na JLCpcb.com možete dobiti 10x10cm 10kom samo 2 USD. Problem s JLCpcb.com je kada odaberete drugu boju kao standardnu zelenu (crna boja je 17 USD:() Također 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) upload zip ili rar

4) sva svojstva mogu se ostaviti zadanim

*jedino što trebate promijeniti u svojstvima je PCB boja (malo skuplja). U tom 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 prave alate za posao. Meni je trebalo oko jedan sat za lemljenje svih komponenti. Naučio sam lemiti od samog majstora: EEVblog #997 Kako lemiti komponente za površinsko montiranje

Koristio sam oštru pincetu i mali lemljeni vrh 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 kruga (uklanjanje vanjskog sata). Ako imate Arduino sa SMD MCU-om, možete slijediti ove upute: Arduino-Leonardo-as-Isp

Možete preuzeti moju skicu Calendar.ino i provjeriti kako radi. Neke značajke još nedostaju (postavite vrijeme pomoću gumba, načine mirovanja i izračun 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 sjajan način kako se naviknuti na binarne brojeve;)

Korak 7: Projekt BOM i Gerber datoteke

datoteka calendar_main_sch.txt sadrži sve dijelove ovog projekta (otvorite je bilježnicom ili bilježnicom ++ 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: "Napon praga vrata". Maksimalna vrijednost mora biti niža od 3V.

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

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