Auksinė „Arduino“lenta: 12 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Paskirtis

Šios plokštės tikslas yra turėti tas pačias funkcijas kaip ir „Arduino Uno“, tačiau su patobulintomis dizaino savybėmis. Jame bus numatytos triukšmą mažinančios konstrukcinės savybės, pvz., Patobulintas maršruto parinkimas ir atsiejami kondensatoriai. Mes išlaikysime standartinį „Arduino“plokštės kaiščio pėdsaką, kad jis būtų suderinamas su skydais; tačiau už šio pėdsako ribų bus pridėta grąžinimo kaiščių eilė, siekiant pagerinti plokštės išdėstymą, sumažinant kryžminį pokalbį dėl signalų, sklindančių iš plokštės. Be to, siekiant padidinti laikrodžio tikslumą ir stabilumą, vietoj rezonatoriaus bus naudojamas 16 MHz kristalas sistemos laikrodžiui

Galios biudžetas

Įvesties galia bus tokia pati, kokia reikalinga „Arduino Uno“maitinimui. Rekomenduojamas įėjimo įtampos diapazonas yra nuo 7 iki 12 voltų. Jei tiekiama mažiau nei 7 V įtampa, 5 V išėjimo kaištis gali tiekti mažiau nei penkis voltus, o plokštė gali tapti nestabili. Naudojant daugiau nei 12 V įtampos reguliatorius gali perkaisti ir sugadinti plokštę. „Atmega 328“greičio rodymo greitis bus 5 V, o ne 3,3 V.

Rizikos valdymas Galimos rizikos:

Sugedusių komponentų gavimas yra potenciali rizika, kurią galima sumažinti užsisakant papildomų.

Neteisingai orientuotos IC mikroschemos, tokios kaip „Atmega 328“, gali būti neteisingai prijungtos prie kaiščių. Prieš lituodami patikrinsime teisingą orientaciją.

Dėl išvesties kaiščių veikiami mechaniniai įtempiai gali nutraukti jungtis. Mes naudosime tvirtinimo angas, kad taip neatsitiktų.

Lituodami yra šaltojo litavimo siūlių galimybės. Tai galime sušvelninti, patikrinę kiekvieną jungtį po to, kai susidaro jungtis.

Gali būti sunku nustatyti, kur yra lentos dalys.

Šilko ekrano identifikacijų įtraukimas palengvins tai.

Pristatymo planas:

Bus sumontuoti jungikliai, skirti izoliuoti lentos grandines ir leisti mums surinkti ir išbandyti plokštės gabalus po vieną ir įsitikinti, kad kiekvienas gabalas veikia tinkamai prieš judant ir surinkus likusią šerno dalį.

1 žingsnis: schema

Schema buvo sukurta remiantis atvirojo kodo „Arduino Uno“schemomis ir ją pakoregavus, siekiant pagerinti signalo vientisumą.

2 žingsnis: PCB išdėstymas

3 žingsnis: Surinkimas

Mes pradėjome surinkti PCB su atsiejančiais kondensatoriais ir saugikliais.

Tada litavome galios lustus ir ESD diodų lustą. ESD apsaugos lustą buvo sunku lituoti dėl mažo lusto dydžio ir mažų trinkelių, tačiau surinkimą sėkmingai baigėme.

Mes susidūrėme su problema, kai mūsų lenta nebuvo atstatyta, bet taip buvo todėl, kad mūsų mygtukas prastai susisiekė. Paspaudus mygtuką su tam tikra jėga, jis grįžo į funkcinę būseną ir veikė kaip įprasta

4 žingsnis: Triukšmo perjungimas: 9 kaištis

Čia yra du vaizdai, kuriuose lyginami 9-13 kaiščių perjungimo triukšmai. Žalios apimties kadrai reiškia komercinę plokštę, geltoni - mūsų vidaus plokštę, o mėlyni signalai - trigerio signalus, kad gautumėte švarų ir nuoseklų vaizdą.

Sunku pamatyti etiketes ant taikymo srities kadrų, tačiau komercinės plokštės (žalia) didžiausias ir didžiausias perjungimo triukšmas yra maždaug keturi voltai. Mūsų namų valdybos perjungimo triukšmas yra maždaug du voltai. Tai 50% sumažina perjungimo triukšmą 9 kaištyje.

5 žingsnis: Triukšmo perjungimas: 10 kaištis

10 kaištyje komercinės plokštės perjungimo triukšmas yra didesnis nei keturi voltai. Jis veikia maždaug 4,2 volto piko iki maksimumo. Mūsų vidaus plokštėje perjungimo triukšmas yra šiek tiek didesnis nei du voltai nuo piko iki maksimumo. Tai maždaug 50% sumažina perjungimo triukšmą.

6 žingsnis: Triukšmo perjungimas: 11 kaištis

Komercinės plokštės 11 kaištyje perjungimo triukšmas nuo aukšto iki žemo yra apie 800 mV, o perjungimo triukšmas nuo mažo iki aukšto-apie 900 mV. Mūsų vidinėje plokštėje perjungimo triukšmas nuo aukšto iki žemo yra apie 800 mV, o mūsų perjungimo triukšmas nuo mažo iki aukšto yra maždaug 200 mV. Mes labai sumažinome perjungimo triukšmą nuo mažo iki aukšto, tačiau tikrai neturėjome įtakos perjungimo triukšmui nuo didelio iki mažo.

7 žingsnis: Triukšmo perjungimas: 12 kaištis

12 kaištyje mes panaudojome perjungimo IO, kad suaktyvintume taikymo srities vaizdus tiek komercinėje, tiek vidinėje plokštėje. Komercinėje plokštėje perjungimo triukšmas yra apie 700 mV nuo piko iki maksimumo, o vidinės plokštės smailė yra iki 150 mV. Tai maždaug 20% sumažina perjungimo triukšmą.

8 žingsnis: Triukšmo perjungimas: 13 kaištis

13 kaištyje komercinė plokštė rodo keturių voltų perjungimo triukšmą nuo didžiausios iki didžiausios, o mūsų vidinė plokštė nerodo perjungimo triukšmo. Tai didžiulis skirtumas ir yra priežastis švęsti

9 veiksmas: sukurkite naują specialių funkcijų lentą naudodami patobulintą dizainą

Šios plokštės tikslas yra išplėsti mūsų „Golden Arduino“plokštę su patobulintomis dizaino funkcijomis ir papildomais komponentais, tokiais kaip spalvos keitimo šviesos diodai ir širdies plakimo jutiklis. Jame bus numatytos triukšmą mažinančios konstrukcinės savybės, pvz., Patobulintas maršruto parinkimas, naudojant 2 papildomus PCB sluoksnius, kad būtų padaryta 4 sluoksnių plokštė, ir kondensatorių atsiejimas aplink maitinimo bėgius ir įjungimo/išvesties jungtys. Norėdami sukurti širdies plakimo jutiklį, naudosime fotodiodą, esantį tarp dviejų šviesos diodų, kurie išmatuos nuo kraujo atsispindėjusią šviesą piršte, kuris yra virš širdies plakimo jutiklio. Be to, mes įtraukiame individualiai adresuojamus šviesos diodus, valdomus per I2C.

Įvesties galia bus tokia pati, kokia reikalinga „Arduino Uno“maitinimui. Rekomenduojamas įėjimo įtampos diapazonas yra nuo 7 iki 12 voltų. Jei tiekiama mažiau nei 7 V įtampa, 5 V išėjimo kaištis gali tiekti mažiau nei penkis voltus, o plokštė gali tapti nestabili. Naudojant daugiau nei 12 V įtampos reguliatorius gali perkaisti ir sugadinti plokštę. „Atmega 328“greičio rodymo greitis bus 5 V, o ne 3,3 V.

10 žingsnis: schema

11 žingsnis: lentos išdėstymas

Maitinimo sluoksnis „Pour“ir „Ground Layer Pour“paslėptas, kad pamatytumėte pėdsakus. Kai buvo sukurta ši plokštė, USB pėdsakas iš tikrųjų atsitiktinai buvo nukreiptas atgal. Jis turi būti apverstas, kad kabelis būtų tinkamai prijungtas.

12 žingsnis: Surinkimas

Nuotraukos nebuvo daromos kiekviename žingsnyje, tačiau žemiau esančioje nuotraukoje parodytas paskutinis lentos išvedimas. Antraštės kaiščiai nebuvo pridėti, nes pagrindinė šios plokštės funkcija yra pridėti šviesos diodus ir ADC. USB prievadas turi būti nukreiptas priešinga kryptimi, kad nereikėtų laido pasiekti per visą plokštę.