गोल्डन अरुडिनो बोर्ड: १२ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

प्रयोजन

इस बोर्ड का उद्देश्य Arduino Uno के समान ही कार्यक्षमता है, लेकिन बेहतर डिज़ाइन सुविधाओं के साथ। इसमें बेहतर रूटिंग और डिकूपिंग कैपेसिटर जैसे शोर को कम करने के लिए डिज़ाइन सुविधाएँ शामिल होंगी। हम मानक Arduino बोर्ड पिन-आउट पदचिह्न रखेंगे ताकि यह ढाल के साथ संगत हो; हालांकि, बोर्ड से आने वाले संकेतों के लिए क्रॉस-टॉक को कम करके बोर्ड लेआउट को बेहतर बनाने के लिए इस पदचिह्न के बाहर रिटर्न पिन की एक पंक्ति जोड़ी जाएगी। इसके अलावा, घड़ी की सटीकता और स्थिरता बढ़ाने के लिए एक गुंजयमान यंत्र के बजाय सिस्टम घड़ी के लिए 16 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल का उपयोग किया जाएगा

बिजली बजट

इनपुट पावर वही होगी जो एक Arduino Uno को पावर देने के लिए आवश्यक है। इनपुट वोल्टेज की अनुशंसित सीमा 7 से 12 वोल्ट है। यदि 7 वी से कम की आपूर्ति की जाती है, तो 5 वी आउटपुट पिन पांच वोल्ट से कम की आपूर्ति कर सकता है और बोर्ड अस्थिर हो सकता है। यदि 12 वी से अधिक का उपयोग कर रहे हैं, तो वोल्टेज नियामक बोर्ड को गर्म कर सकता है और नुकसान पहुंचा सकता है। सबसे तेज घड़ी की गति के लिए Atmega 328 3.3 V के बजाय 5 V का उपयोग करेगा।

जोखिम प्रबंधन संभावित जोखिम:

दोषपूर्ण घटकों को प्राप्त करना एक संभावित जोखिम है जिसे अतिरिक्त ऑर्डर करके कम किया जा सकता है।

Atmega 328 जैसे IC चिप्स को मिस-ओरिएंट करने से पिन के गलत कनेक्शन हो सकते हैं। हम इसे टांका लगाने से पहले सही अभिविन्यास की जांच करेंगे।

आउटपुट पिन पर लगाए गए यांत्रिक तनाव कनेक्शन को तोड़ सकते हैं। ऐसा न हो यह सुनिश्चित करने के लिए हम थ्रू-होल माउंट का उपयोग करेंगे।

सोल्डरिंग करते समय ठंडे सोल्डर जोड़ों की संभावना होती है। संयुक्त बनने के बाद हम प्रत्येक कनेक्शन का निरीक्षण करके इसे कम कर सकते हैं।

यह पहचानना कि बोर्ड पर पुर्जे कहाँ जाते हैं, मुश्किल हो सकता है।

सिल्क स्क्रीन पहचान को शामिल करने से यह आसान हो जाएगा।

लाओ-अप योजना:

बोर्ड के उप-सर्किट को अलग करने के लिए स्विच लगाए जाएंगे और हमें बोर्ड के टुकड़ों को एक बार में इकट्ठा करने और परीक्षण करने की अनुमति दी जाएगी और सुनिश्चित करें कि प्रत्येक टुकड़ा आगे बढ़ने और बाकी सूअर को इकट्ठा करने से पहले सही ढंग से काम कर रहा है।

चरण 1: योजनाबद्ध

योजनाबद्ध को ओपन सोर्स Arduino Uno स्कीमैटिक्स को संदर्भित करके और सिग्नल अखंडता में सुधार के लिए इसे समायोजित करके बनाया गया था।

चरण 2: पीसीबी लेआउट

चरण 3: विधानसभा

हमने पीसीबी को डिकूपिंग कैपेसिटर और फ़्यूज़ के साथ असेंबल करना शुरू किया।

हमने तब पावर चिप्स और ESD डायोड चिप को मिलाया। छोटे चिप आकार और छोटे पैड के कारण ESD सुरक्षा चिप को मिलाप करना मुश्किल था, लेकिन हमने असेंबली को सफलतापूर्वक पूरा किया।

हमें एक समस्या का सामना करना पड़ा जहां हमारा बोर्ड रीसेट नहीं हुआ, लेकिन ऐसा इसलिए था क्योंकि हमारा बटन खराब संपर्क बना रहा था। कुछ बल के साथ बटन दबाने के बाद, यह एक कार्यात्मक स्थिति में लौट आया और सामान्य रूप से काम किया

चरण 4: स्विचिंग शोर: पिन 9

यहां दो छवियां हैं जहां पिन 9-13 से स्विचिंग शोर की तुलना की जाती है। हरे रंग के स्कोप शॉट वाणिज्यिक बोर्ड का प्रतिनिधित्व करते हैं, पीले स्कोप शॉट हमारे इन हाउस बोर्ड का प्रतिनिधित्व करते हैं, और नीले सिग्नल एक स्वच्छ, सुसंगत स्कोपशॉट प्राप्त करने के लिए ट्रिगर सिग्नल का प्रतिनिधित्व करते हैं।

स्कोप शॉट्स पर लेबलिंग देखना कठिन है, लेकिन कमर्शियल बोर्ड (हरा) में लगभग चार वोल्ट का पीक टू पीक स्विचिंग शोर होता है। हमारे इन हाउस बोर्ड में लगभग दो वोल्ट का स्विचिंग शोर है। यह पिन 9 पर शोर स्विच करने में 50% की कमी है।

चरण 5: स्विचिंग शोर: पिन 10

पिन 10 पर, वाणिज्यिक बोर्ड पर स्विचिंग शोर चार वोल्ट से अधिक है। यह लगभग 4.2 वोल्ट पीक टू पीक पर बैठा है। हमारे इन हाउस बोर्ड पर, स्विचिंग शोर दो वोल्ट पीक टू पीक से ठीक ऊपर है। यह स्विचिंग शोर में लगभग 50% की कमी है।

चरण 6: स्विचिंग शोर: पिन 11

वाणिज्यिक बोर्ड पर पिन 11 पर, उच्च-से-निम्न पर स्विचिंग शोर लगभग 800 mV है और निम्न-से-उच्च स्विचिंग शोर लगभग 900 mV है। हमारे इन हाउस बोर्ड पर, उच्च-से-निम्न पर स्विचिंग शोर लगभग 800 mV है और निम्न-से-उच्च पर हमारा स्विचिंग शोर लगभग 200mV है। हमने कम-से-उच्च स्विचिंग शोर को नाटकीय रूप से कम किया, लेकिन वास्तव में उच्च-से-निम्न स्विचिंग शोर को प्रभावित नहीं किया।

चरण 7: स्विचिंग शोर: पिन 12

पिन 12 पर, हमने कमर्शियल बोर्ड और इन हाउस बोर्ड दोनों में स्कोप शॉट्स को ट्रिगर करने के लिए एक स्विचिंग IO का उपयोग किया। वाणिज्यिक बोर्ड में, स्विचिंग शोर लगभग 700mV पीक टू पीक है और इन हाउस बोर्ड में पीक टू पीक 150mV है। यह स्विचिंग शोर में लगभग 20% की कमी है।

चरण 8: स्विचिंग शोर: पिन 13

पिन 13 पर, कमर्शियल बोर्ड चार वोल्ट पीक टू पीक का स्विचिंग नॉइज़ दिखाता है और हमारे इन हाउस बोर्ड में स्विचिंग नॉइज़ कम या ना के बराबर दिखाई देता है। यह एक बड़ा अंतर है और उत्सव का कारण है

चरण 9: हमारे बेहतर डिज़ाइन का उपयोग करके एक नया विशेष कार्य बोर्ड बनाना

इस बोर्ड का उद्देश्य बेहतर डिजाइन सुविधाओं और रंग बदलने वाले एलईडी और एक दिल की धड़कन सेंसर जैसे अतिरिक्त घटकों के साथ हमारे गोल्डन अरुडिनो बोर्ड का विस्तार करना है। इसमें शोर को कम करने के लिए डिज़ाइन सुविधाएँ शामिल होंगी जैसे कि बेहतर रूटिंग, इसे 4-लेयर बोर्ड बनाने के लिए 2 अतिरिक्त पीसीबी परतों का उपयोग करना, और पावर रेल के चारों ओर कैपेसिटर को डिकूपिंग करना और I/Os स्विच करना। दिल की धड़कन सेंसर बनाने के लिए हम दो एल ई डी के बीच रखे एक फोटोडायोड का उपयोग करेंगे, जो दिल की धड़कन सेंसर के ऊपर रखी उंगली में रक्त से परावर्तित प्रकाश को मापेगा। इसके अतिरिक्त, हम व्यक्तिगत रूप से पता करने योग्य एल ई डी शामिल करेंगे जिन्हें I2C के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है।

इनपुट पावर वही होगी जो एक Arduino Uno को पावर देने के लिए आवश्यक है। इनपुट वोल्टेज की अनुशंसित सीमा 7 से 12 वोल्ट है। यदि 7 वी से कम की आपूर्ति की जाती है, तो 5 वी आउटपुट पिन पांच वोल्ट से कम की आपूर्ति कर सकता है और बोर्ड अस्थिर हो सकता है। यदि 12 वी से अधिक का उपयोग कर रहे हैं, तो वोल्टेज नियामक बोर्ड को गर्म कर सकता है और नुकसान पहुंचा सकता है। सबसे तेज घड़ी की गति के लिए Atmega 328 3.3 V के बजाय 5 V का उपयोग करेगा।

चरण 10: योजनाबद्ध

चरण 11: बोर्ड लेआउट

पावर लेयर डालो और ग्राउंड लेयर निशान देखने के लिए छिपा हुआ डालो। जब इस बोर्ड को डिज़ाइन किया गया था, USB पदचिह्न वास्तव में दुर्घटना से पीछे की ओर उन्मुख था। इसे फ़्लिप किया जाना चाहिए ताकि एक केबल सही ढंग से प्लग कर सके।

चरण 12: विधानसभा

प्रत्येक चरण में चित्र नहीं लिए गए थे, लेकिन नीचे दी गई तस्वीर बोर्ड के अंतिम प्रदर्शन को दर्शाती है। हेडर पिन नहीं जोड़े गए थे क्योंकि इस बोर्ड का प्राथमिक कार्य एलईडी और एडीसी को जोड़ना है। USB पोर्ट विपरीत दिशा की ओर होना चाहिए ताकि एक केबल को पूरे बोर्ड तक पहुंचने की आवश्यकता न हो।