Papan Arduino Emas: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Tujuan

Tujuan papan ini adalah untuk mempunyai fungsi yang sama seperti Arduino Uno, tetapi dengan ciri reka bentuk yang lebih baik. Ini akan merangkumi ciri reka bentuk untuk mengurangkan bunyi seperti kapasitor routing dan decoupling yang lebih baik. Kami akan menyimpan jejak pin papan Arduino standard agar serasi dengan pelindung; namun, satu baris pin pengembalian akan ditambahkan di luar jejak ini untuk memperbaiki susun atur papan dengan mengurangkan perbincangan silang untuk isyarat yang keluar dari papan. Selanjutnya, kristal 16 MHz akan digunakan untuk jam sistem dan bukannya resonator untuk meningkatkan ketepatan dan kestabilan jam

Belanjawan Kuasa

Kekuatan input akan sama dengan yang diperlukan untuk menghidupkan Arduino Uno. Julat voltan input yang disyorkan ialah 7 hingga 12 volt. Sekiranya dibekalkan dengan kurang dari 7 V, pin output 5 V mungkin membekalkan kurang dari lima volt dan papan mungkin menjadi tidak stabil. Sekiranya menggunakan lebih daripada 12 V, pengatur voltan boleh menjadi terlalu panas dan merosakkan papan. Atmega 328 akan menggunakan 5 V dan bukannya 3.3 V untuk memiliki kelajuan jam terpantas.

Pengurusan Risiko Potensi Risiko:

Menerima komponen yang salah adalah potensi risiko yang dapat dikurangkan dengan memesan tambahan.

Mengorientasikan cip IC seperti Atmega 328 boleh menyebabkan sambungan yang tidak betul ke pin. Kami akan memeriksa orientasi yang betul sebelum memasangnya.

Tekanan mekanikal yang diletakkan pada pin output boleh memutuskan sambungan. Kami akan menggunakan pelekap lubang untuk memastikan ini tidak berlaku.

Semasa pematerian ada potensi untuk sendi pateri sejuk. Kita dapat mengurangkan ini dengan memeriksa setiap sambungan setelah sambungan terbentuk.

Mengenal pasti bahagian mana di papan boleh menjadi sukar.

Penyertaan pengenalan skrin sutera akan menjadikannya lebih mudah.

Pelan Pelan:

Suis akan diletakkan untuk mengasingkan subkitar papan dan membolehkan kita memasang dan menguji kepingan papan satu demi satu dan memastikan setiap bahagian berfungsi dengan betul sebelum bergerak dan memasang babi babi yang lain.

Langkah 1: Skematik

Skema ini dibuat dengan merujuk skema Arduino Uno sumber terbuka dan menyesuaikannya untuk meningkatkan integriti isyarat.

Langkah 2: Susun atur PCB

Langkah 3: Perhimpunan

Kami mula memasang PCB dengan kapasitor pemisah dan Fius.

Kami kemudian menyolder cip kuasa dan cip diod ESD. Cip perlindungan ESD sukar dipateri kerana saiz cip kecil dan pad kecil, tetapi kami berjaya menyelesaikan pemasangan.

Kami menghadapi masalah di mana dewan kami tidak menetapkan semula, tetapi itu kerana butang kami tidak dapat dihubungi. Setelah menekan butang dengan kuat, ia kembali ke keadaan berfungsi dan berfungsi seperti biasa

Langkah 4: Menukar Bunyi: Pin 9

Berikut adalah dua gambar di mana bunyi beralih dari pin 9-13 dibandingkan. Tangkapan skop hijau mewakili papan komersil, tembakan skop kuning mewakili papan dalaman kami, dan isyarat biru mewakili isyarat pencetus untuk mendapatkan scopeshot yang bersih dan konsisten.

Sukar untuk melihat pelabelan pada gambar lingkup, tetapi papan komersial (hijau) mempunyai bunyi beralih dari puncak ke puncak sekitar empat volt. Papan in House kami mempunyai bunyi beralih kira-kira dua volt. Ini adalah pengurangan 50% dalam menukar bunyi pada pin 9.

Langkah 5: Menukar Bunyi: Pin 10

Pada pin 10, bunyi peralihan pada papan komersial lebih besar daripada empat volt. Ia berada pada kedudukan sekitar 4.2 volt dari puncak ke puncak. Pada papan dalaman kami, bunyi beralih berada di atas dua volt dari puncak ke puncak. Ini adalah sekitar 50% pengurangan suis bunyi.

Langkah 6: Menukar Bunyi: Pin 11

Pada pin 11 di papan komersil, bunyi beralih pada tinggi ke rendah adalah sekitar 800 mV dan kebisingan suis rendah ke tinggi sekitar 900 mV. Pada papan dalaman kami, bunyi peralihan dari tinggi ke rendah adalah sekitar 800 mV dan bunyi peralihan kami dari rendah ke tinggi kira-kira 200mV. Kami mengurangkan kebisingan pensuisan rendah ke tinggi secara mendadak, tetapi tidak begitu mempengaruhi kebisingan suis tinggi ke rendah.

Langkah 7: Menukar Bunyi: Pin 12

Pada pin 12, kami menggunakan beralih IO untuk mencetuskan tembakan skop di papan komersial dan papan dalaman. Di papan komersil, kebisingan beralih sekitar 700mV puncak ke puncak dan papan dalaman mempunyai puncak hingga puncak 150mV. Ini adalah kira-kira penurunan 20% dalam bunyi beralih.

Langkah 8: Menukar Bunyi: Pin 13

Pada pin 13, papan komersil menunjukkan bunyi beralih dari puncak empat volt ke puncak dan papan dalaman kami menunjukkan bunyi suis tidak sedikit. Ini adalah perbezaan besar dan menjadi penyebab perayaan

Langkah 9: Membuat Papan Fungsi Khas Baru Menggunakan Reka Bentuk yang Kami Tingkatkan

Tujuan papan ini adalah untuk memperluas papan Golden Arduino kami, dengan ciri reka bentuk yang lebih baik dan komponen tambahan seperti LED perubahan warna dan sensor degup jantung. Ini akan merangkumi ciri reka bentuk untuk mengurangkan kebisingan seperti perutean yang lebih baik, menggunakan 2 lapisan PCB tambahan untuk menjadikannya papan 4-lapisan, dan memisahkan kapasitor di sekitar rel kuasa dan menukar I / Os. Untuk membuat sensor degup jantung kita akan menggunakan fotodioda yang diletakkan di antara dua LED, yang akan mengukur cahaya yang dipantulkan dari darah di jari yang diletakkan di atas sensor degup jantung. Selain itu, kami akan menyertakan LED yang boleh diatasi secara individu yang dikendalikan melalui I2C.

Kekuatan input akan sama dengan yang diperlukan untuk menghidupkan Arduino Uno. Julat voltan input yang disyorkan ialah 7 hingga 12 volt. Sekiranya dibekalkan dengan kurang dari 7 V, pin output 5 V mungkin membekalkan kurang dari lima volt dan papan mungkin menjadi tidak stabil. Sekiranya menggunakan lebih daripada 12 V, pengatur voltan boleh menjadi terlalu panas dan merosakkan papan. Atmega 328 akan menggunakan 5 V dan bukannya 3.3 V untuk memiliki kelajuan jam terpantas.

Langkah 10: Skematik

Langkah 11: Susun atur Papan

Tuangkan lapisan kuasa dan Tuangkan Lapisan Tanah Tersembunyi untuk melihat jejak. Semasa papan ini dirancang, jejak USB sebenarnya berorientasikan kebelakang secara tidak sengaja. Ia harus dibalik supaya kabel dapat dipasang dengan betul.

Langkah 12: Perhimpunan

Gambar tidak diambil dalam setiap langkah, tetapi foto di bawah menunjukkan pembukaan papan terakhir. Pin header tidak ditambahkan kerana fungsi utama papan ini adalah untuk menambahkan LED dan ADC. Port USB harus menghadap ke arah yang berlawanan sehingga kabel tidak perlu menjangkau seluruh papan.