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:
| № | Позиция | Описание | Номинал | Производитель | Код заказа | Кол-во |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | C1, C4, C7, C13, C22, C33 | Ceramic capacitor | 10 u | Yageo | CC1206KKX7R8BB106 | 6 |
| 2 | C2, C6, C9, C14, C15, C16, C18, C25, C26, C28, C30, C31, C32, C35, C36 | Ceramic capacitor | 0.1 u | AVX | 08055C104KAT2A | 15 |
| 3 | C3, C10, C11, C12, C20, C21, C29, C37 | Ceramic capacitor | 0.01 u | AVX | 08055C103KAT2A | 8 |
| 4 | C5, C8 | Ceramic capacitor | 47 p | Kemet | C0805C470J5GACTU | 2 |
| 5 | C17, C19 | Ceramic capacitor | 9 p | Yageo | CC0805DRNPO9BN9R0 | 2 |
| 6 | C23 | Ceramic capacitor | 4.7 p | Vishay | VJ0805A4R7CXACW1BC | 1 |
| 7 | C24 | Ceramic capacitor | 1000 p | Kemet | C0805C102K5RACTU | 1 |
| 8 | C27, C34, C38 | Ceramic capacitor | 100 p | Kemet | C0805C101J5GACTU | 3 |
| 9 | DA1 | Adjustable LDO | ST Microelectronics | LD1117SC-R | 1 | |
| 10 | DA2, DA3 | Operational amplifier | Maxim | MAX4477ASA+ | 2 | |
| 11 | DA4 | Push-pull output comparator | TI | TLV3201AIDBV | 1 | |
| 12 | DD1 | USB to UART interface | FTDI | FT232RL | 1 | |
| 13 | DD2 | AVR Microcontroller | Atmel | ATmega328P-AU | 1 | |
| 14 | FU1 | PTC resettable fuse | 500 mA | Bourns | MF-NSMF050 | 1 |
| 15 | L1, L2, L3 | Multilayer ferrite bead | Vishay | ILHB1206ER601V | 3 | |
| 16 | R1, R15, R19, R26, R27 | Thick film resistor | 10 k | Yageo | RC0805FR-0710KL | 5 |
| 17 | R2 | Thick film resistor | 120 | Yageo | RC0805FR-07120RL | 1 |
| 18 | R3, R12 | Thick film resistor | 360 | Yageo | RC0805FR-07360RL | 2 |
| 19 | R4, R5 | Thick film resistor | 22 | Yageo | RC0805FR-0722RL | 2 |
| 20 | R6, R11 | Thick film resistor | 5.1 k | Yageo | RC0805FR-075K1L | 2 |
| 21 | R7, R8, R14, R16, R17, R18, R20, R21, R25 | Thick film resistor | 1 k | Yageo | RC0805FR-071KL | 9 |
| 22 | R9 | Thick film resistor | 1 M | Yageo | RC0805FR-071ML | 1 |
| 23 | R10, R13 | Thick film resistor | 10 M | Yageo | RC0805FR-0710ML | 2 |
| 24 | R22 | Thick film resistor | 100 k | Yageo | RC0805FR-07100KL | 1 |
| 25 | R23 | Trimming resistor | 10 k | Bourns | 3319P-1-103 | 1 |
| 26 | R24 | Thick film resistor | 150 k | Yageo | RC0805FR-07150KL | 1 |
| 27 | SW1 | Button | ALPS | SKRKAEE010 | 1 | |
| 28 | VD1, VD2 | Shottky diode | max 0.75 V @ 1 A | Vishay | B160-E3/5AT | 2 |
| 29 | VD3 | ESD protection | ST | USBLC6-4SC6 | 1 | |
| 30 | VD4, VD5 | Double diode | Nexperia | BAS28 | 2 | |
| 31 | VD6 | LED | Red | Lite-On | LTST-C171KRKT | 1 |
| 32 | VD7, VD11 | LED | Green | Lite-On | LTST-C171GKT | 2 |
| 33 | VD8, VD9, VD10 | Photodiode | Vishay | BPW34S | 3 | |
| 34 | VD12 | LED | Yellow | Lite-On | LTST-C171KSKT | 1 |
| 35 | VT1 | P-channel MOSFET | ON Semiconductor | NTR4171P | 1 | |
| 36 | X1 | USB connector | TE | 1775051-1 | 1 | |
| 37 | X2, X3 | PLS connector | Molex | 22-28-4150 | 2 | |
| 38 | X4 | PLD connector | TE Connectivity | 5-146254-3 | 1 | |
| 39 | ZQ1 | Crystal | 16 MHz | Citizen | TSX-3225 16.0000MF09Z-AC3 | 1 |
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.
