Carte microcontrôleur tout-en-un : 8 étapes

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

Dans cette conception de carte de microcontrôleur tout-en-un, le but est d'être plus fonctionnel qu'Arduino, après environ 100 heures de conception, j'ai décidé de la partager avec la communauté, j'espère que vous appréciez l'effort et le soutenez des informations seront les bienvenues).

Étape 1: Objectifs

n'importe quel projet il y a des besoins différents: capteurs, actionneurs et calcul, le moyen le plus économique est avec un microcontrôleur comme n'importe quel Arduino, dans ce cas j'utilise l'un des microcontrôleurs de la gamme PIC16F puisque je connais mieux.

Les infos du PIC16F1829:

Economique;)

Interne 32 MHz

Interface UART ou USB (ch340)

SPI ou I2C x2

Minuteurs (8/16 bits) x4 x1

CAN 10 bits x12

E/S x18

et bien d'autres choses (info dans la fiche technique)

Il existe différents packages, mais lors d'une production de PCB non artisanale, le plus petit est également le moins cher.

Étape 2: Mises à niveau pour MCU

le microcontrôleur a besoin d'un condensateur et d'une configuration matérielle pour la broche de réinitialisation, mais ne suffit pas

- Circuit d'alimentation

- Mises à niveau matérielles

- Chargeur de démarrage

- Interface humaine

-Configuration des broches

Étape 3: Circuit d'alimentation

- protection antipolarité de l'alimentation (MOSFET-P)

Je profite de la diode interne du mosfet pour piloter et quand cela arrive Gate Voltage suffit pour avoir un RDSon très bas link_info

- régulateur de tension (VCO) régulateur typique j'utilise LD1117AG et emballage TO-252-2 (DPAK) identique à lm7805 mais moins cher et LDO

- filtres capacitifs typiques (100n)

- Fusible pour alimentation USB

pour éviter plus de 1A

- Filtre ferrite pour alimentation USB

sous test

Étape 4: Mises à niveau matérielles

à des fins générales, je décide d'ajouter:

- Soft-Start Resetsi d'autres choses sont contrôlées, avec un retard dans la réinitialisation initiale, il ne démarre pas le microcontrôleur, après la mise sous tension et la stabilité, la tension est sécurisée pour contrôler d'autres choses

la broche de réinitialisation est refusée, cela réinitialise le MCU lorsqu'il est à 0 V, le circuit RC (résistance du condensateur) allonge l'impulsion et la diode décharge le condensateur lorsque VCC est à 0 V

- Mosfet à canal N AO3400A

car un microcontrôleur standard ne peut pas donner plus de 20 mA ou 3 mA par broche, plus la puissance limite la consommation totale à 800 mA et les mosfets peuvent utiliser une communication de conversion de 5 V à 3,3 V.

- OP-AMP LMV358A

pour amplifier des signaux très faibles, des sorties à faible résistance et une instrumentation pour détecter le courant, etc…

Étape 5: Chargeur de démarrage

le bootloader donne pour écrire un instructable, mais en résumé sa fonction est de charger le programme. dans l'Arduino One par exemple il y a un autre microcontrôleur avec support natif USB, dans le cas de tous les PICs le bootloader est le PICKIT3 même si on a le CH340C (ce ne sera pas un chargeur de démarrage, ce sera un microcontrôleur USB vers série appelé UART).

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

CH340C -> Communication USB série

tout est en développement, mais le bootloader fonctionne.

Étape 6: Interface humaine

- Prise en charge USB

le CH340C est un convertisseur USB vers série intégré

Configuration standard de série à 9600 bauds, 8 bits, 1 bit d'arrêt, pas de parité, bit le moins significatif envoyé en premier et non inversé

- Bouton de réinitialisation

implémenté dans le circuit Soft-Start Reset pour réinitialiser le microcontrôleur, mais l'ICSP RST prévaut

-Bouton utilisateur

10k typique pour tirer vers le bas dans les broches de sortie

- Leds bleues 3mm x8 5V - 2.7 Vled = 2.3 Vres

2.3 Vres / 1500 Rres = 1.5 mA (vous pouvez obtenir plus de luminosité)

2.3 Vres * 1.5 mA => 4 mW (moins de 1/8W)

Étape 7: configuration des broches

La solution avec un peu d'espace, est d'indiquer la couche de broches et de les souder parallèlement à la carte, les broches à double rangée et l'épaisseur correspondante de la carte, similaire à un connecteur pci express

mais la broche centrale typique à la broche est de 100 mils = 2,55 mm

la distance est d'environ 2 mm = 2,55 - 0,6 (broche)

aussi l'épaisseur typique de la planche est de 1,6 c'est bien

c'est un exemple avec 2 planches de 1mm

Étape 8: La fin

Chaque pièce que j'ai intégrée a été testée séparément avec d'autres composants (TH) et version prototype, je l'ai conçue avec la plateforme easyEDA et commandée en JLC et LCSC (pour que la commande se fasse d'abord il faut commander en JLC et une fois commandé avec la même session que vous faites l'achat dans LCSC et ajouté)

C'est dommage que je n'aie aucune photo et je n'ai pas pu le prouver ensemble, pour le temps qu'il faut passer la commande à la chine et faire toute la documentation, mais c'est pour les instructables suivants puisqu'il couvre la conception générale ici, toutes les questions que vous pouvez laisser dans les commentaires.

Et ça y est, quand la commande arrive, je vais la souder, l'essayer ensemble, signaler les problèmes, mettre à jour, documentation, programmer, et probablement faire une vidéo.

merci, au revoir et soutien !

lien: easyEDA, YouTube, évidemment Instructables