Open source проект Duino Key RD v 0.3 (Arduino Nano + датчик радиации)

Вот, решил запилить небольшой открытый проект для сообщества Arduino. В этот раз хочу довести разработку до краудфандинговой кампании на Indiegogo или Crowd Supply, в основном не из-за корыстных побуждений, а токмо за-ради приобретения дополнительных скиллов, экспириенса и бэкграунда, которые может дать мне сей кейс.

В связи с этим хотелось сделать что-то небольшое, но полезное в хозяйстве, пригодное как для образования и развлечения, так и настраивающее на душеполезные размышления о мимолетности человеческого существования и тщете всего сущего, так что после некоторых размышлений было решено сконструировать платку, пока носящую рабочее название Duino Key RD v 0.3 и имеющую следующие френологические черты, легко читаемые по схеме и печатной плате:
• совместимость с Arduino Nano, как по схеме, так и по распиновке разъемов;
• дополнительные помехоподавляющие цепи для более стабильной и предсказуемой работы всей конструкции;
• встроенный полупроводниковый датчик радиации.
• умножитель напряжения с «накачкой» от ШИМ-канала микроконтроллера.

Схема устройства показана ниже, рисунок кликабелен (как и все остальные иллюстрации в статье), есть pdf-версия. Спасибо большое всем, кто искал и находил ошибки в предыдущих версиях, теперь актуальна версия 0.3.

Еще чуть ниже показана схема (pdf-вариант) с небольшими пояснениями:

• ничем не помеченные участки — схема оригинальной Arduino Nano;
• красным помечены добавочные защитные и помехоподавляющие цепи;
• голубым (памятуя нежное свечение Вавилова-Черенкова) обведена схема датчика гамма-радиации на PIN-диодах;
• в зеленом прямоугольнике показан блок питания. Комбинация из транзистора VT1 и диодов VD1, VD2 обеспечивает приоритет использования внешнего питания перед напряжением, снимаемым с USB. Использование регулируемой версии DA1 позволяет снимать с неё 5 В, несмотря на падение на диоде VD1;
• оранжевый — умножитель напряжения. Позволяет работать детектору радиации даже при низковольтном питании от USB.

Как видите, достаточное внимание уделено аккуратному подключению USB (каким оно, собственно, и должно быть в соответствии с «AN-146 USB Hardware Design Guidelines for FTDI ICs»). Резистор R12 добавлен к кнопке сброса во исполнение главы 3.1 «AVR042: AVR Hardware Design Considerations».

И, наконец, рендеры получившейся печатной платы, вид сверху и снизу. В принципе, полученные 3D модели по внешнему виду должны быть очень близки к «живым» платам, которые будут на выходе проекта, так как все компоненты полностью отрисованы в программе 3D моделирования, включая форму выводов и маркировку.

Конечно, мой внутренний перфекционист требовал добавить на рендеры логотип и номер ревизии на корпус микроконтроллера, галтели припоя на выводы элементов и хлебные крошки, выпавшие из бороды монтажника, но его удалось уговорить дождаться собранных плат.

 

А вот перечень компонентов:

ПозицияОписаниеНоминалПроизводительКод заказаКол-во
1C1, C4, C7, C13, C22, C33Ceramic capacitor10 uYageoCC1206KKX7R8BB1066
2C2, C6, C9, C14, C15, C16, C18, C25, C26, C28, C30, C31, C32, C35, C36Ceramic capacitor0.1 uAVX08055C104KAT2A15
3C3, C10, C11, C12, C20, C21, C29, C37Ceramic capacitor0.01 uAVX08055C103KAT2A8
4C5, C8Ceramic capacitor47 pKemetC0805C470J5GACTU2
5C17, C19Ceramic capacitor9 pYageoCC0805DRNPO9BN9R02
6C23Ceramic capacitor4.7 pVishayVJ0805A4R7CXACW1BC1
7C24Ceramic capacitor1000 pKemetC0805C102K5RACTU1
8C27, C34, C38Ceramic capacitor100 pKemetC0805C101J5GACTU3
9DA1Adjustable LDOST MicroelectronicsLD1117SC-R1
10DA2, DA3Operational amplifierMaximMAX4477ASA+2
11DA4Push-pull output comparatorTITLV3201AIDBV1
12DD1USB to UART interfaceFTDIFT232RL1
13DD2AVR MicrocontrollerAtmelATmega328P-AU1
14FU1PTC resettable fuse500 mABournsMF-NSMF0501
15L1, L2, L3Multilayer ferrite beadVishayILHB1206ER601V3
16R1, R15, R19, R26, R27Thick film resistor10 kYageoRC0805FR-0710KL5
17R2Thick film resistor120YageoRC0805FR-07120RL1
18R3, R12Thick film resistor360YageoRC0805FR-07360RL2
19R4, R5Thick film resistor22YageoRC0805FR-0722RL2
20R6, R11Thick film resistor5.1 kYageoRC0805FR-075K1L2
21R7, R8, R14, R16, R17, R18, R20, R21, R25Thick film resistor1 kYageoRC0805FR-071KL9
22R9Thick film resistor1 MYageoRC0805FR-071ML1
23R10, R13Thick film resistor10 MYageoRC0805FR-0710ML2
24R22Thick film resistor100 kYageoRC0805FR-07100KL1
25R23Trimming resistor10 kBourns3319P-1-1031
26R24Thick film resistor150 kYageoRC0805FR-07150KL1
27SW1ButtonALPSSKRKAEE0101
28VD1, VD2Shottky diodeVishayB160-E3/5AT2
29VD3ESD protectionSTUSBLC6-4SC61
30VD4, VD5Double diodeNexperiaBAS282
31VD6LEDRedLite-OnLTST-C171KRKT1
32VD7, VD11LEDGreenLite-OnLTST-C171GKT2
33VD8, VD9, VD10PhotodiodeVishayBPW34S3
34VD12LEDYellowLite-OnLTST-C171KSKT1
35VT1P-channel MOSFETON SemiconductorNTR4171P1
36X1USB connectorTE1775051-11
37X2, X3PLS connectorMolex22-28-41502
38X4PLD connectorTE Connectivity5-146254-31
39ZQ1Crystal16 MHzCitizenTSX-3225 16.0000MF09Z-AC31

Напоминаю, что проект «Duino Key RD» создается с соблюдением принципов DIY и open hardware и вы можете использовать, повторять и развивать этот проект без каких-либо ограничений.

Пока проект находится в фазе черновика, и если вы хотите знать, чем все закончится — можете оставить свой адрес в формочке снизу. Это не рассылка, вы получите максимум два письма; первое письмо придет после того, как будет собран и настроен прототип, а в принципиальную схему и печатную плату будут внесены окончательные правки (а значит, вы сможете скачать чистовики документации) и второе, после запуска краудфандинговой кампании на Indiegogo (это, соответственно, будет означать, что вы сможете купить готовое устройство).

Ну и самое главное, ради чего создавалась это статья — если найдете ошибки или неточности в схеме, если нечто режет глаз во внешнем виде печатной платы, если считаете что что-то можно сделать лучше — обязательно пишите, или в комментариях ниже, или на io@wiredlogic.io.

 

Добавить комментарий