CALENDRIER PCB 5$ AVEC HORLOGE BINAIRE : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Salut! J'ai fait ce calendrier PCB et cette horloge binaire avec Eagle CAD. J'ai utilisé un MCU ATMEGA328P (d'Arduino) et une matrice LED 9x9. Les dimensions de ma planche sont de 8 cm x 10 cm (3,14 pouces x 3,34 pouces). C'est un peu trop petit mais d'abord: la version gratuite d'Eagle CAD permet 80cm^2 et deuxièmement: la taille max de jlcpcb.com pour 2$ pcb est de 10cmx10cm. Je travaillerai sur une bien meilleure version de ce projet avec les MCU de la série STM32L et le DCF77. Mais c'est aussi un projet simple et sympa à partir duquel vous pouvez apprendre tout le processus de conception et de fabrication des PCB + comment utiliser Arduino en tant que programmeur.

Dans cette instruction, je vais vous montrer comment créer votre propre calendrier PCB.

P. S. C'est mon premier prototype en images et en vidéo, j'ai donc fait quelques petites erreurs (heureusement, la fumée magique n'est pas sortie:D) ne sont pas entièrement écrits. L'année dernière est 2021 au lieu de 2023. J'AI DÉJÀ CORRIGÉ CECI DANS DES FICHIERS QUE VOUS POUVEZ TÉLÉCHARGER;)

Étape 1: Concevoir un schéma

Vous devez d'abord choisir le contrôleur pour votre projet et la manière dont vous contrôlerez les LED. J'ai choisi ATMEGA328P car il est utilisé dans Arduino et il peut être programmé dans Arduino IDE. Mais ce n'est pas le meilleur contrôleur pour les applications à faible consommation. Je recommande les microcontrôleurs de la série STM32 L pour les applications à faible consommation.

Pour le contrôle des LED, j'ai choisi une matrice LED 9x9 car c'est l'un des meilleurs moyens de contrôler un grand nombre de LED (81 d'entre elles) avec seulement 18 broches GPIO.

J'ai ajouté un MOSFET à canal P supplémentaire pour contrôler l'alimentation de toutes les LED. Ce MOSFET peut être piloté avec un signal PWM pour contrôler la luminosité des LED.

Pour la batterie, j'ai choisi CR2032 (150mAh). Bien qu'il s'agisse d'une conception assez économe en énergie, car une seule LED est allumée à tout moment et le contrôleur peut être laissé en mode veille, la batterie CR ne durera pas trop longtemps. Pour mon prochain projet, j'utiliserai une batterie rechargeable avec un port USB 5V.

J'ai choisi d'utiliser l'oscillateur interne ATMEGA328P car il peut être abaissé à 1Mhz ou même moins pour une meilleure consommation d'énergie mais il a un problème avec la stabilité de la fréquence d'horloge interne (il y aura quelques secondes d'erreur en 24h).

Étape 2: Concevoir un PCB

Je recommande cette vidéo pour commencer avec Eagle et rechercher sur forums.autodesk.com si vous rencontrez des problèmes. Vous pouvez télécharger et utiliser mes fichiers gerber si vous ne voulez pas créer votre propre design. Dans Eagle, importez simplement les fichiers gerber Fichier->Importer->Gerber.

Dans les couches Eagle CAD 21 et 22, vous pouvez modifier le texte et ajouter des graphiques au PCB. Couches d'aigle

Excellent tutoriel sur la façon d'ajouter des graphiques à Eagle PCB: Ajout de graphiques personnalisés aux mises en page EAGLE PCB

Étape 3: Créez votre PCB

EDIT: excellentes instructions pour fabriquer un PCB: DIY Professional Double Sided PCB

Bien sûr, vous pouvez le fabriquer vous-même, mais de nos jours, il est beaucoup moins cher et de meilleure qualité de fabriquer des PCB en Chine. De JLCpcb.com, vous pouvez obtenir 10x10cm 10pcs aussi bas que 2USD. Le problème avec JLCpcb.com est lorsque vous choisissez une couleur différente en vert standard (la couleur noire est de 17 USD:() Je recommande également elecrow.com car toutes les couleurs coûtent 4,90 $ (sauf le noir mat et le violet).

Juste un exemple rapide comment commander PCB de JLCpcb: 1) appuyez sur "QUOTE NOW"

2) appuyez sur "Ajoutez vos fichiers gerber"

3) télécharger zip ou rar

4) toutes les propriétés pourraient être laissées par défaut

*la seule chose que vous devriez changer à partir des propriétés est la couleur du PCB (un peu plus chère). Dans ce cas, il est moins cher de les commander sur www.elecrow.com

Étape 4: Souder

Si vous reproduisez mon projet, c'est l'étape la plus difficile car j'ai utilisé des LED SMD 0603 et des résistances 0402, mais il n'est en fait pas si difficile de souder de petites pièces si vous avez les bons outils pour le travail. Pour moi, il a fallu environ une heure pour souder tous les composants. J'ai appris à souder du maître lui-même: EEVblog #997 Comment souder des composants à montage en surface

J'ai utilisé des pincettes pointues et une petite pointe de fer à souder Weller Lien Amazon

Utilisez le fil de soudure le plus fin possible !

Étape 5: Programmation

AVERTISSEMENT: retirez la batterie avant de la connecter à Arduino. Ardunino fonctionne en 5V mais la batterie est en 3V. Je n'ai pas ajouté de diode en série avec la batterie car 3V-Vdiode_drop serait au mieux de 2,7V.

Suivez d'abord ce tutoriel pour configurer Arduino en tant que FAI afin de programmer à froid ATMEGA328P avec Arduino IDE. Dans les instructions, suivez l'exemple du circuit minimal (élimination de l'horloge externe). Si vous avez Arduino avec SMD MCU, vous pouvez suivre cette instruction: Arduino-Leonardo-as-Isp

Vous pouvez télécharger mon croquis Calendar.ino et vérifier son fonctionnement. Certaines fonctionnalités manquent encore (réglage de l'heure avec les boutons, modes veille et calcul de l'année bissextile). Les instructions IF pourraient être remplacées par des instructions SWITCH ou même par des tableaux.

Étape 6: Horloge binaire

L'horloge binaire affiche l'heure au format binaire. Horloge binaire Wikipédia

Si vous n'êtes pas programmeur au début, cela semble étrange, mais c'est un excellent moyen de vous habituer aux nombres binaires;)

Étape 7: BOM du projet et fichiers Gerber

Le fichier calendar_main_sch.txt contient toutes les parties de ce projet (ouvrez-le avec le bloc-notes ou le bloc-notes ++ pour un formatage correct)

Les résistances R1 à R77 sont des résistances de limitation de courant LED et peuvent aller de 100 à 400 Ohms mais je recommande d'utiliser des résistances de 220 Ohms. Vous pouvez lire ce tutoriel pour plus d'informations: Comment calculer la résistance série pour une LED

Q10 à Q18 sont des MOSFET à canal N dans le boîtier SOT-23. Vous pouvez utiliser n'importe quel MOSFET en mode d'amélioration à canal N, mais vérifiez le paramètre de la fiche technique: "Gate Threshold Voltage". La valeur max doit être inférieure à 3V.

caledar_main_sch.zip contient tous les fichiers gerber (ces fichiers sont déjà corrigés avec une taille de via plus petite afin que le masque de soudure puisse les couvrir entièrement et les vias seront invisibles et l'année dernière est maintenant 2023). Vous pouvez les importer dans Eagle ou les télécharger sur JLCpcb et "QUOUTE NOW"

Calendar.rar est tout mon projet Eagle CAD. Vous devriez probablement aller dans le gestionnaire de bibliothèque et ajouter l'emplacement de la bibliothèque. Dans Eagle: Bibliothèque->ouvrir le gestionnaire de bibliothèque->Disponible->Parcourir->ajouter l'emplacement des bibliothèques->cliquer sur bibliothèque->utiliser.