لوح اردوينو الذهبي: 12 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

غرض

الغرض من هذه اللوحة هو الحصول على نفس الوظائف تمامًا مثل Arduino Uno ، ولكن مع ميزات تصميم محسّنة. وسيشمل ميزات التصميم لتقليل الضوضاء مثل تحسين التوجيه وفصل المكثفات. سنحتفظ ببصمة التثبيت القياسية للوحة Arduino بحيث تكون متوافقة مع الدروع ؛ ومع ذلك ، سيتم إضافة صف من دبابيس الإرجاع خارج هذه البصمة لتحسين تخطيط اللوحة عن طريق تقليل التداخل للإشارات القادمة من اللوحة. علاوة على ذلك ، سيتم استخدام بلورة 16 ميجاهرتز لساعة النظام بدلاً من مرنان لزيادة دقة الساعة واستقرارها

ميزانية السلطة

ستكون طاقة الإدخال هي نفسها المطلوبة لتشغيل Arduino Uno. النطاق الموصى به لجهد الدخل هو 7 إلى 12 فولت. إذا تم تزويده بأقل من 7 فولت ، فقد يزود دبوس الإخراج 5 فولت أقل من خمسة فولت وقد تصبح اللوحة غير مستقرة. في حالة استخدام أكثر من 12 فولت ، يمكن أن يسخن منظم الجهد أكثر من اللازم ويتلف اللوحة. سوف يستخدم Atmega 328 5 فولت بدلاً من 3.3 فولت للحصول على أسرع سرعة على مدار الساعة.

إدارة المخاطرالمخاطر المحتملة:

يعد تلقي المكونات المعيبة من المخاطر المحتملة التي يمكن تخفيفها عن طريق طلب الإضافات.

قد يؤدي فقدان توجيه شرائح IC مثل Atmega 328 إلى توصيلات غير صحيحة بالمسامير. سوف نتحقق من الاتجاه الصحيح قبل لحامه.

يمكن أن تؤدي الضغوط الميكانيكية الموضوعة على دبابيس الخرج إلى قطع التوصيلات. سنستخدم حوامل عبر الفتحة لضمان عدم حدوث ذلك.

عند اللحام هناك احتمال لربط اللحام البارد. يمكننا التخفيف من ذلك من خلال فحص كل اتصال بعد تشكيل المفصل.

قد يصبح تحديد مكان وضع الأجزاء على السبورة أمرًا صعبًا.

إدراج هويات الشاشة الحريرية سيجعل هذا أسهل.

إحضار خطة:

سيتم وضع مفاتيح لعزل الدوائر الفرعية للوحة والسماح لنا بتجميع واختبار قطع اللوحة واحدة تلو الأخرى والتأكد من أن كل قطعة تعمل بشكل صحيح قبل الانتقال وتجميع بقية الخنزير

الخطوة 1: التخطيطي

تم إنشاء المخطط من خلال الرجوع إلى مخططات Arduino Uno مفتوحة المصدر وتعديلها لتحسين سلامة الإشارة.

الخطوة 2: تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور

الخطوة 3: التجميع

بدأنا في تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع مكثفات الفصل والصمامات.

ثم قمنا بعد ذلك بلحام رقائق الطاقة وشريحة الصمام الثنائي ESD. كان من الصعب لحام شريحة الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي بسبب حجم الرقاقة الصغيرة والوسادات الصغيرة ، لكننا أكملنا التجميع بنجاح.

لقد واجهنا مشكلة حيث لم تتم إعادة تعيين مجلس الإدارة ، ولكن كان ذلك بسبب أن زرنا كان يؤدي إلى اتصال ضعيف. بعد الضغط على الزر ببعض القوة ، عاد إلى الحالة الوظيفية وعمل كالمعتاد

الخطوة 4: تبديل الضوضاء: دبوس 9

فيما يلي صورتان حيث تتم مقارنة ضوضاء التبديل من السنون 9-13. تمثل لقطات النطاق الأخضر اللوحة التجارية ، وتمثل لقطات النطاق الأصفر لوحة المنزل الخاصة بنا ، وتمثل الإشارات الزرقاء إشارات تشغيل للحصول على لقطة شاشة نظيفة ومتسقة.

من الصعب رؤية الملصقات على لقطات النطاق ، لكن اللوحة التجارية (الخضراء) لها ذروة إلى ذروة تبديل الضوضاء بحوالي أربعة فولت. تتميز اللوحة الداخلية الخاصة بنا بضوضاء تبديل تبلغ حوالي 2 فولت. هذا هو تخفيض بنسبة 50٪ في تبديل الضوضاء على السن 9.

الخطوة 5: تبديل الضوضاء: دبوس 10

في السن 10 ، تكون ضوضاء التحويل على اللوحة التجارية أكبر من أربعة فولت. يجلس عند 4.2 فولت تقريبًا من الذروة إلى الذروة. على لوحتنا الداخلية ، تكون ضوضاء التحويل أعلى بقليل من 2 فولت من الذروة إلى الذروة. هذا هو حوالي 50٪ تخفيض في تبديل الضوضاء.

الخطوة 6: تبديل الضوضاء: دبوس 11

في السن 11 على السبورة التجارية ، تبلغ ضوضاء التحويل من الأعلى إلى المنخفض حوالي 800 مللي فولت وضوضاء التحويل من المنخفض إلى العالي حوالي 900 مللي فولت. على لوحتنا الداخلية ، تبلغ ضوضاء التبديل على الأعلى إلى الأقل حوالي 800 مللي فولت وضوضاء التحويل لدينا من الأقل إلى الأعلى حوالي 200 مللي فولت. لقد قللنا ضوضاء التحويل من المنخفض إلى العالي بشكل كبير ، لكننا لم نؤثر حقًا على ضوضاء التحويل من الأعلى إلى المنخفض.

الخطوة 7: تبديل الضوضاء: دبوس 12

في الدبوس 12 ، استخدمنا تبديل الإدخال / الإخراج لتشغيل لقطات النطاق في كل من اللوحة التجارية واللوحة الداخلية. في اللوحة التجارية ، تبلغ ضوضاء التحويل حوالي 700mV من الذروة إلى الذروة ولوحة المنزل من ذروة إلى ذروة تبلغ 150mV. يمثل هذا انخفاضًا بنسبة 20٪ تقريبًا في ضوضاء التحويل.

الخطوة 8: تبديل الضوضاء: دبوس 13

في السن 13 ، تُظهر اللوحة التجارية ضوضاء تبديل من أربعة فولت من الذروة إلى الذروة ، ولا تظهر لوحة المنزل الخاصة بنا ضوضاء تبديل قليلة أو معدومة. هذا فرق كبير وهو سبب للاحتفال

الخطوة 9: إنشاء لوحة وظائف خاصة جديدة باستخدام تصميمنا المحسّن

الغرض من هذه اللوحة هو التوسع في لوحة Golden Arduino الخاصة بنا ، مع ميزات تصميم محسنة ومكونات مضافة مثل مصابيح LED متغيرة اللون ومستشعر نبضات القلب. وسيشمل ميزات التصميم لتقليل الضوضاء مثل التوجيه المحسن ، واستخدام طبقتين إضافيتين من ثنائي الفينيل متعدد الكلور لجعله لوحة من 4 طبقات ، وفصل المكثفات حول قضبان الطاقة وتبديل الإدخال / الإخراج. لإنشاء مستشعر نبضات القلب ، سنستخدم الثنائي الضوئي موضوعًا بين مصباحي LED ، والذي سيقيس الضوء المنعكس عن الدم في الإصبع الذي يتم وضعه فوق مستشعر نبضات القلب. بالإضافة إلى ذلك ، سنقوم بتضمين مصابيح LED قابلة للعنونة بشكل فردي والتي يتم التحكم فيها عبر I2C.

ستكون طاقة الإدخال هي نفسها المطلوبة لتشغيل Arduino Uno. النطاق الموصى به لجهد الدخل هو 7 إلى 12 فولت. إذا تم تزويده بأقل من 7 فولت ، فقد يزود دبوس الخرج 5 فولت أقل من خمسة فولت وقد تصبح اللوحة غير مستقرة. في حالة استخدام أكثر من 12 فولت ، يمكن أن يسخن منظم الجهد أكثر من اللازم ويتلف اللوحة. سوف يستخدم Atmega 328 5 فولت بدلاً من 3.3 فولت للحصول على أسرع سرعة على مدار الساعة.

الخطوة 10: التخطيطي

الخطوة 11: تخطيط اللوحة

طبقة السلطة صب وطبقة الأرض صب المخفية لرؤية آثار. عندما تم تصميم هذه اللوحة ، تم توجيه بصمة USB فعليًا للخلف عن طريق الصدفة. يجب قلبه بحيث يمكن توصيل الكبل بشكل صحيح.

الخطوة 12: التجميع

لم يتم التقاط الصور في كل خطوة ، ولكن الصورة أدناه تظهر العرض النهائي للوحة. لم تتم إضافة دبابيس الرأس لأن الوظيفة الأساسية لهذه اللوحة هي إضافة مصابيح LED و ADC. يجب أن يكون منفذ USB مواجهًا للاتجاه المعاكس حتى لا يحتاج الكبل إلى الوصول عبر اللوحة.