Alles-in-één microcontrollerbord - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

In dit ontwerp van alles-in-één microcontrollerbord is het doel om functioneler te zijn dan Arduino, na ongeveer 100 uur ontwerp heb ik besloten om het met de gemeenschap te delen, ik hoop dat je de moeite waardeert en het ondersteunt (vragen of informatie is welkom).

Stap 1: doelstellingen

elk project zijn er verschillende behoeften: sensoren, actuatoren en berekening, de meest economische manier is met een microcontroller zoals elke Arduino, in dit geval gebruik ik een van de PIC16F-reeks Microcontroler omdat ik beter bekend ben.

De PIC16F1829-info:

Economisch;)

Intern 32 MHz

UART- of USB-interface (ch340)

SPI of I2C x2

Timers (8/16-bit) x4 x1

10-bit ADC x12

Ik / O's x18

en nog veel meer (info in datasheet)

Er zijn verschillende pakketten, maar wanneer een niet-handgemaakte PCB-productie wordt gemaakt, is de kleinste ook de goedkoopste

Stap 2: Upgrades voor MCU

de microcontroller heeft een condensator en een hardwareconfiguratie nodig voor de reset-pin, maar is niet genoeg

- Voedingscircuit

- Hardware-upgrades

- Bootloader

- Menselijke interface

- Pinconfiguratie

Stap 3: Voedingscircuit

- antipolariteitsbeveiliging van voeding (MOSFET-P)

Ik maak gebruik van de interne diode van de mosfet om te rijden en wanneer dat gebeurt is Gate Voltage genoeg om een zeer lage RDson link_info te hebben

- spanningsregelaar (VCO) typische regelaar ik gebruik LD1117AG en pakaging TO-252-2 (DPAK) hetzelfde als lm7805 maar goedkoper en LDO

- typische capacitieve filters (100n)

- Zekering voor USB-stroom

om meer dan 1A. te voorkomen

- Ferrietfilter voor USB-stroom

wordt getest

Stap 4: Hardware-upgrades

voor algemene doeleinden besluit ik toe te voegen:

- Soft-Start Reset als andere dingen worden geregeld, met een vertraging in de initiële reset start het de microcontroller niet, na voeding en stabiliteit is de spanning veilig om andere dingen te regelen

de reset-pin wordt geweigerd, dit reset de MCU wanneer deze 0V is, het RC-circuit (condensatorweerstand) maakt de puls langer en de diode ontlaadt de condensator wanneer VCC 0V is

-N-kanaal Mosfet AO3400A

omdat een standaard microcontroller niet meer dan 20mA of 3mA per pin kan geven plus het vermogen beperkt het totale verbruik tot 800mA en mosfets kunnen 5V naar 3,3V conversiecommunicatie gebruiken.

-OP-AMP LMV358A

om zeer zwakke signalen te versterken, uitgangen met lage weerstand en instrumentatie om stroom te detecteren, enz …

Stap 5: Bootloader

de bootloader geeft om een instructable te schrijven, maar samenvattend is zijn functie om het programma te laden. in de Arduino One is er bijvoorbeeld een andere microcontroller met native USB-ondersteuning, in het geval van alle PIC's is de bootloader de PICKIT3, zelfs als we de CH340C (het zal geen bootloader zijn, het zal een USB naar seriële microcontroller zijn genaamd UART).

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

CH340C -> Seriële USB-communicatie

alles is in ontwikkeling, maar bootloader werkt.

Stap 6: Menselijke interface

- USB-ondersteuning

de CH340C is een ingebouwde USB-naar-serieel-converter

Standaardconfiguratie van serieel op 9600 bauds, 8 bits, 1 stopbit, geen pariteit, minst significante bit eerst verzonden en niet geïnverteerd

- Reset knop

geïmplementeerd in Soft-Start Reset-circuit om de microcontroller te resetten, maar de ICSP RST prevaleert

-Gebruikersknop

typische 10k om output-pins naar beneden te trekken

- 3mm blauwe leds x8 5V - 2,7 Vled = 2,3 Vres

2,3 Vres / 1500 Rres = 1,5 mA (u kunt meer helderheid krijgen)

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

Stap 7: Pinconfiguratie

De oplossing met een beetje ruimte, is om de pin-laag aan te geven en deze parallel aan het bord te solderen, dubbele rij pinnen en de bijbehorende dikte van het bord, vergelijkbaar met een pci-express-connector

maar de typische middelste pin om te pinnen is 100mils = 2,55 mm

de afstand is ongeveer 2 mm = 2,55 - 0,6 (pin)

ook de typische dikte van het bord is 1,6 dat is oke

dit is een voorbeeld met 2 planken van 1mm

Stap 8: Het einde

Elk onderdeel dat ik heb geïntegreerd is afzonderlijk getest met andere componenten (TH) en prototypeversie, ik heb het ontworpen met het easyEDA-platform en besteld in JLC en LCSC (zodat de bestelling eerst bij elkaar komt moet je in JLC bestellen en eenmaal besteld met dezelfde sessie doe je de aankoop in LCSC en toegevoegd)

Het is jammer dat ik geen foto heb en ik heb het niet samen kunnen bewijzen, voor de tijd die nodig is om de bestelling naar China te sturen en alle documentatie te maken, maar het is voor de volgende instructables omdat het het algemene ontwerp omvat hier, eventuele vragen kunt u achterlaten in de opmerkingen.

En dit is het dan, als de bestelling binnen is zal ik het solderen, het samen proberen, de problemen melden, updaten, documenteren, programmeren en waarschijnlijk een video maken.

bedankt, tot ziens en steun!

link: easyEDA, YouTube, uiteraard Instructables