5 $ CALENDARIO PCB CON RELOJ BINARIO: 7 Pasos (con Imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

¡Hola! Hice este calendario de PCB y reloj binario con Eagle CAD. Usé ATMEGA328P MCU (de Arduino) y matriz LED 9x9. Las dimensiones de mi tablero son de 8 cm x 10 cm (3,14 pulgadas x 3,34 pulgadas). Es un poco demasiado pequeño, pero primero: la versión gratuita de Eagle CAD permite 80cm ^ 2 y segundo: el tamaño máximo de jlcpcb.com para 2 $ pcb es de 10cmx10cm. Trabajaré en una versión mucho mejor de este proyecto con MCU de la serie STM32L y DCF77. Pero este también es un proyecto genial y simple del que puede aprender todo el proceso de cómo se diseña y fabrica PCB + cómo usar Arduino como programador.

En esta instrucción le mostraré cómo hacer su propio calendario de PCB.

PD Es mi primer prototipo en imágenes y video, así que cometí algunos pequeños errores (afortunadamente no salió humo mágico: D) El tamaño de la vía es demasiado grande en mi primer proyecto y la máscara de soldadura no puede pasar por alto, por lo que algunos textos no están completamente escritos. El año pasado fue 2021 en lugar de 2023. YA ARREGLÉ ESTO EN ARCHIVOS QUE PUEDE DESCARGAR;)

Paso 1: diseñe un esquema

Primero debe elegir el controlador para su proyecto y cómo controlará los LED. Elegí ATMEGA328P ya que se usa en Arduino y se puede programar en Arduino IDE. Pero este no es el mejor controlador para aplicaciones de baja potencia. Recomiendo los microcontroladores de la serie STM32 L para aplicaciones de baja potencia.

Para el control de LED, elegí una matriz de LED de 9x9, ya que esta es una de las mejores formas de controlar muchos LED (81 de ellos) con solo 18 pines GPIO.

Agregué MOSFET de canal P adicional para controlar la energía de todos los LED. Este MOSFET se puede manejar con señal PWM para controlar el brillo del LED.

Para la batería elegí CR2032 (150mAh). Aunque este es un diseño bastante eficiente en el consumo de energía porque solo un LED está encendido en cualquier momento y el controlador podría dejarse en modo de suspensión, la batería CR no durará demasiado. Para mi próximo proyecto usaré batería recargable con puerto USB de 5V.

Elegí usar el oscilador interno ATMEGA328P porque se puede bajar a 1Mhz o incluso menos para un mejor consumo de energía, pero tiene un problema con la estabilidad de la frecuencia del reloj interno (habrá algunos segundos de error en 24 h).

Paso 2: Diseñe una PCB

Recomiendo este video para comenzar con Eagle y buscar en forums.autodesk.com si tiene algún problema. Puedes descargar y usar mis archivos gerber si no quieres hacer tu propio diseño. En Eagle, solo importe archivos gerber Archivo-> Importar-> Gerber.

En la capa Eagle CAD 21 y 22, puede cambiar el texto y agregar gráficos a la PCB. Capas de águila

Gran tutorial sobre cómo agregar gráficos a Eagle PCB: Agregar gráficos personalizados a diseños de PCB EAGLE

Paso 3: haz tu PCB

EDITAR: gran instrucción sobre cómo hacer PCB: PCB profesional de doble cara de bricolaje

Por supuesto, puede hacerlo usted mismo, pero en estos días es mucho más barato y de mejor calidad fabricar PCB en China. De JLCpcb.com Puede obtener 10x10cm 10pcs tan bajo como 2USD. El problema con JLCpcb.com es cuando eliges un color diferente como verde estándar (el color negro cuesta 17 USD:() También recomiendo elecrow.com porque todos los colores cuestan 4,90 $ (excepto el negro mate y el morado).

Solo un ejemplo rápido de cómo pedir PCB de JLCpcb: 1) presione "COTIZAR AHORA"

2) presione "Agregar sus archivos gerber"

3) subir zip o rar

4) todas las propiedades pueden dejarse por defecto

* Lo único que debe cambiar de las propiedades es el Color de PCB (un poco más caro). En este caso es más económico pedirlos en www.elecrow.com

Paso 4: soldadura

Si replica mi proyecto, este es el paso más difícil porque utilicé LED SMD 0603 y resistencias 0402, pero en realidad no es tan difícil soldar piezas pequeñas si tiene las herramientas adecuadas para el trabajo. A mí me tomó aproximadamente una hora soldar todos los componentes. Aprendí a soldar del propio maestro: EEVblog # 997 Cómo soldar componentes de montaje en superficie

Usé pinzas afiladas y una pequeña punta de hierro de soldadura Weller Link de Amazon

Utilice alambre de soldadura tan fino como pueda.

Paso 5: programación

ADVERTENCIA: retire la batería antes de conectarla a Arduino. Ardunino funciona con 5V pero la batería es de 3V. No agregué diodo en serie con batería porque 3V-Vdiode_drop sería 2.7V en el mejor de los casos.

Primero siga este tutorial sobre cómo configurar Arduino como ISP para que programe en frío ATMEGA328P con Arduino IDE. En las instrucciones, siga el ejemplo de circuito mínimo (eliminación del reloj externo). Si tiene Arduino con SMD MCU, puede seguir estas instrucciones: Arduino-Leonardo-as-Isp

Puedes descargar mi boceto de Calendar.ino y comprobar cómo funciona. Todavía faltan algunas funciones (configurar la hora con botones, modos de suspensión y cálculo de años bisiestos). Las sentencias IF pueden reemplazarse con sentencias SWITCH o incluso con matrices.

Paso 6: reloj binario

El reloj binario muestra la hora en formato binario. Wikipedia reloj binario

Si no es un programador al principio, parece extraño, pero esta es una excelente manera de acostumbrarse a los números binarios;)

Paso 7: Proyecto BOM y archivos Gerber

El archivo calendar_main_sch.txt tiene todas las partes para este proyecto (ábralo con el bloc de notas o el bloc de notas ++ para formatearlo correctamente)

Las resistencias R1 a R77 son resistencias limitadoras de corriente LED y pueden ser de 100 a 400 ohmios, pero recomiendo usar resistencias de 220 ohmios. Puede leer este tutorial para obtener más información: Cómo calcular la resistencia en serie para un LED

Q10 a Q18 son MOSFETS de canal N en el estuche SOT-23. Puede usar cualquier MOSFET de modo de mejora de canal N, pero verifique el parámetro de la hoja de datos: "Voltaje de umbral de puerta". El valor máximo debe ser inferior a 3 V.

caledar_main_sch.zip tiene todos los archivos gerber (estos archivos ya están arreglados con un tamaño de vía más pequeño, por lo que la máscara de soldadura puede cubrirlos por completo y las vías serán invisibles y el año pasado ahora es 2023). Puede importarlos en Eagle o subirlos a JLCpcb y "QUOUTE NOW"

Calendar.rar es todo mi proyecto Eagle CAD. Probablemente debería ir al administrador de la biblioteca y agregar la ubicación de la biblioteca. En Eagle: Biblioteca-> abrir administrador de biblioteca-> Disponible-> Examinar-> agregar ubicación de bibliotecas-> haga clic en biblioteca-> usar.