5$ PCB-KALENDER MET BINAIRE KLOK - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Hoi! Ik heb deze PCB-kalender en binaire klok gemaakt met Eagle CAD. Ik gebruikte ATMEGA328P MCU (van Arduino) en 9x9 LED-matrix. Afmetingen voor mijn bord is 8cmx10cm (3.14inch x 3.34inch). Het is een beetje te klein, maar eerst: de gratis versie van Eagle CAD staat 80cm ^ 2 toe en ten tweede: jlcpcb.com maximale grootte voor $ 2 pcb is 10cmx10cm. Ik zal werken aan een veel betere versie van dit project met STM32L-serie MCU en DCF77. Maar dit is ook een cool en eenvoudig project waaruit je het hele proces kunt leren hoe PCB wordt ontworpen en vervaardigd + hoe je Arduino als programmeur kunt gebruiken.

In deze instructie laat ik u zien hoe u uw eigen PCB-kalender kunt maken.

PS Het is mijn eerste prototype in foto's en video, dus ik heb wat kleine foutjes gemaakt (gelukkig kwam er geen magische rook uit:D) Via-maat is te groot in mijn eerste project en soldeermasker kan niet over de boor gaan, dus sommige teksten zijn niet volledig geschreven. Vorig jaar is 2021 ipv 2023. IK HEB DIT REEDS VASTGESTELD IN BESTANDEN DIE JE KUNT DOWNLOADEN;)

Stap 1: Ontwerp een schema

Eerst moet u een controller kiezen voor uw project en hoe u LED's gaat besturen. Ik heb ATMEGA328P gekozen omdat het wordt gebruikt in Arduino en het kan worden geprogrammeerd in Arduino IDE. Maar dit is niet de beste controller voor toepassingen met een laag stroomverbruik. Ik raad microcontrollers uit de STM32 L-serie aan voor toepassingen met een laag stroomverbruik.

Voor LED-besturing heb ik gekozen voor 9x9 LED-matrix, omdat dit een van de beste manieren is om veel LED's (81 van hen) te besturen met slechts 18 GPIO-pinnen.

Ik heb extra P-kanaal MOSFET toegevoegd om het vermogen voor alle LED's te regelen. Deze MOSFET kan worden aangestuurd met PWM-signaal om de LED-helderheid te regelen.

Als batterij heb ik gekozen voor CR2032 (150mAh). Hoewel dit een vrij energiezuinig ontwerp is, omdat er slechts één LED tegelijk brandt en de controller in de slaapstand kan blijven staan, gaat de CR-batterij niet te lang mee. Voor mijn volgende project gebruik ik een oplaadbare batterij met een 5V USB-poort.

Ik heb ervoor gekozen om de ATMEGA328P interne oscillator te gebruiken omdat deze kan worden verlaagd tot 1 MHz of zelfs minder voor een beter stroomverbruik, maar het heeft problemen met de interne klokfrequentiestabiliteit (er zal binnen 24 uur een fout van enkele seconden zijn).

Stap 2: Ontwerp een PCB

Ik raad deze video aan om te beginnen met Eagle en te zoeken op forums.autodesk.com als je problemen hebt. U kunt mijn Gerber-bestanden downloaden en gebruiken als u niet uw eigen ontwerp wilt maken. Importeer in Eagle gewoon gerber-bestanden Bestand->Importeren->Gerber.

In Eagle CAD 21 en 22 lagen U kunt tekst wijzigen en afbeeldingen toevoegen aan PCB. Adelaarslagen

Geweldige tutorial over het toevoegen van afbeeldingen aan Eagle PCB: aangepaste afbeeldingen toevoegen aan EAGLE PCB-lay-outs

Stap 3: Maak uw PCB

EDIT: geweldige instructie om PCB te maken: DIY Professional Double Sided PCB

Je kunt het natuurlijk zelf maken, maar tegenwoordig is het veel goedkoper en van betere kwaliteit om PCB's in China te maken. Van JLCpcb.com U kunt 10x10cm 10st krijgen vanaf 2USD. Het probleem met JLCpcb.com is wanneer je een andere kleur kiest dan standaard groen (zwarte kleur is 17USD:() Ik raad ook elecrow.com aan omdat alle kleuren 4.90$ kosten (behalve matzwart en paars).

Even een snel voorbeeld hoe je PCB kunt bestellen bij JLCpcb:1)druk op "NU QUOTE"

2) druk op "Voeg uw gerber-bestanden toe"

3) upload zip of rar

4) alle eigenschappen kunnen standaard worden gelaten

* het enige dat u van eigenschappen moet veranderen, is PCB-kleur (een beetje duurder). In dit geval is het goedkoper om ze te bestellen op www.elecrow.com

Stap 4: Solderen

Als je mijn project repliceert, is dit de moeilijkste stap omdat ik 0603 SMD-LED's en 0402-weerstanden heb gebruikt, maar het is eigenlijk niet zo moeilijk om kleine onderdelen te solderen als je het juiste gereedschap voor de klus hebt. Bij mij duurde het ongeveer een uur om alle componenten te solderen. Ik heb geleerd hoe ik moet solderen van de master zelf: EEVblog #997 Hoe componenten voor opbouwmontage te solderen

Ik gebruikte een scherp pincet en een kleine weller soldeerboutpunt Amazon link

Gebruik zo dun soldeerdraad als je kunt krijgen!

Stap 5: Programmeren

WAARSCHUWING: verwijder de batterij voordat u deze op Arduino aansluit. Ardunino werkt met 5V maar batterij is 3V. Ik heb geen diode in serie met batterij toegevoegd omdat 3V-Vdiode_drop op zijn best 2,7V zou zijn.

Volg eerst deze tutorial hoe je Arduino instelt als ISP, zodat je ATMEGA328P koud programmeert met Arduino IDE. Volg in de instructies het voorbeeld van Minimal Circuit (Elimination the External Clock). Als je Arduino met SMD MCU hebt, kun je deze instructie volgen: Arduino-Leonardo-as-Isp

Je kunt mijn schets van Calendar.ino downloaden en kijken hoe het werkt. Er ontbreken nog wat features (tijd instellen met knoppen, slaapstanden en schrikkeljaarberekening). IF-statements kunnen worden vervangen door SWITCH-statements of zelfs door arrays.

Stap 6: Binaire klok

Binaire klok geeft de tijd in binair formaat weer. Binaire klok Wikipedia

Als je in eerste instantie geen programmeur bent, lijkt het vreemd, maar dit is een geweldige manier om aan binaire getallen te wennen;)

Stap 7: Project BOM- en Gerber-bestanden

Het bestand calendar_main_sch.txt bevat alle onderdelen voor dit project (open het met Kladblok of Kladblok++ voor de juiste opmaak)

Weerstanden R1 tot R77 zijn LED-stroombeperkende weerstanden en kunnen van 100 tot 400 Ohm zijn, maar ik raad aan 220 Ohm-weerstanden te gebruiken. U kunt deze tutorial lezen voor meer informatie: Hoe de serieweerstand voor een LED te berekenen

Q10 tot Q18 zijn N-kanaal MOSFETS in SOT-23 behuizing. U kunt elke N-kanaal Enhancement Mode MOSFET gebruiken, maar controleer de datasheetparameter: "Gate Threshold Voltage". De maximale waarde moet lager zijn dan 3V.

caledar_main_sch.zip heeft alle gerber-bestanden (deze bestanden zijn al gefixeerd met een kleiner via-formaat, zodat soldeermasker ze volledig kan bedekken en via's onzichtbaar zijn en vorig jaar is nu 2023). Je kunt ze importeren in Eagle of uploaden naar JLCpcb en "QUOUTE NOW"

Calendar.rar is al mijn Eagle CAD-project. Waarschijnlijk moet u naar Bibliotheekbeheer gaan en de bibliotheeklocatie toevoegen. In Eagle: Bibliotheek->bibliotheekbeheer openen->Beschikbaar->Bladeren->locatie Bibliotheken toevoegen->klik op bibliotheek->gebruiken.