Σχεδίαση πλακέτας


Γενικά

Η σχεδίαση και υλοποίηση αυτής της πλακέτας (με την ονομασία XP-BOARD V1.0), υπήρξε ένας βασικός στόχος από την αρχή της δημιουργίας της ιστοσελίδας. Αναπτύχθηκε σταδιακά δοκιμάζοντας διάφορες άλλες πλακέτες προηγουμένως, τις οποίες μπορείτε να βρείτε στην κατηγορία “Σχεδίαση πλακέτας”, της ενότητας για την εκπαίδευση στο Arduino. Μπορείτε να πειραματιστείτε με όλες τις προηγούμενες πλακέτες και φυσικά, με την τελική πλακέτα που παρουσιάζεται σε αυτή την ενότητα. Όλα τα σχέδια είναι δωρεάν για να τα κατεβάσετε και είτε να παραγγείλετε την πλακέτα, είτε να κάνετε τι δικές σας αλλαγές και να την παραγγείλετε για κατασκευή στην συνέχεια. Η φιλοσοφία της μητρικής αυτής πλακέτας, είναι “πολλά σε ένα”, αφού φιλοξενεί ταυτόχρονα:

1. Arduino nano
2. LCD οθόνη 1602 με ρύθμιση αντίθεσης
3. Οκτώ LED με ενσωματωμένες αντιστάσεις για ξεχωριστό έλεγχο
4. Αισθητήρες θερμοκρασίας (LM35, DHT11, DHT22), απόστασης (HC-SR04)
5. Ξεχωριστά LED με ενσωματωμένες αντιστάσεις για την εφαρμογή του φωτεινού σηματοδότη με το πεζοφάναρο
6. Μονάδα απεικόνισης επτά τμημάτων με ενσωματωμένες αντιστάσεις για ξεχωριστό έλεγχο, καθώς και καταχωρητή ολίσθησης (74HC595)
7. Διαιρέτη τάσης με ποτενσιόμετρο
8. Διαιρέτη τάσης που μπορεί να υποστηρίζει φωτοευαίσθητη αντίσταση
9. Κύκλωμα δοκιμής για έλεγχο LED μέσω τρανζίστορ (BC547)
10. Διακόπτες γείωσης
11. Διακόπτες σε PULL-DOWN κύκλωμα
12. Βοηθητικές υποδοχές για παροχή πολλαπλών σημάτων (5V, 3.3V, GND)

Μπορείτε φυσικά να χρησιμοποιήσετε ένα Arduino UNO εκτός πλακέτας για όλες τις εφαρμογές, χωρίς να χρειάζεται να αγοράσετε ένα Arduino Nano. Όλα τα κυκλώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για οποιαδήποτε εφαρμογή. Για παράδειγμα, τα LED για το φωτεινό σηματοδότη μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε εφαρμογή χρησιμοποιεί LED. Η μονάδα απεικόνισης επτά τμημάτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας από εξόδους του Arduino ή μέσω του καταχωρητή ολίσθησης. Η αντίθεση της οθόνης μπορεί να ρυθμίζεται από το ποτενσιόμετρο ή να τοποθετηθεί στην κατάλληλη υποδοχή μια σταθερή αντίσταση, αντί για ποτενσιόμετρο. Οι διακόπτες γείωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με τις εσωτερικές PULL-UP αντιστάσεις του μικροελεγκτή τον οποίο φιλοξενεί η πλακέτα Arduino.

Αναλυτικό βίντεο

Δείτε ένα αναλυτικό βίντεο 37 λεπτών που δείχνει όλα τα στάδια ανάπτυξης της πλακέτας, από το σχέδιο στο KiCAD μέχρι την τελική συναρμολόγηση.



Κυκλώματα-Περιοχές της πλακέτας

Οθόνη LCD

Υποδοχή LCD οθόνης (16x02-16 στήλες x 2 γραμμές) με δυνατότητα σύνδεσης στην πάνω ή στην κάτω πλευρά. Η αντίθεση μπορεί να ρυθμίζεται από το ποτενσιόμετρο.


Εναλλακτικός τρόπος ρύθμισης της αντίθεσης

Ρύθμιση σταθερής αντίθεσης της οθόνης LCD 16x02 μέσω αντίστασης. Στην περίπτωση αυτή, δεν χρησιμοποιείται το ποτενσιόμετρο.


Έλεγχος LED με τρανζίστορ

Κύκλωμα ελέγχου LED μέσω τρανζίστορ (BC547 ή παρόμοιο). Με τον τρόπο αυτό, ο έλεγχος γίνεται με ένα πολύ ασθενές ρεύμα στο κύκλωμα της βάσης, με τη βασική τροφοδοσία του LED να γίνεται εξωτερικά. Υποδειγματικό κύκλωμα με ελάχιστη κατανάλωση ρεύματος για το κύκλωμα που κάνει τον έλεγχο.


Διαιρέτης τάσης

Κύκλωμα διαιρέτη τάσης με μεταβλητή αντίσταση (ποτενσιόμετρο) και δυνατότητα τοποθέτησης φωτοευαίσθητης αντίστασης για μέτρηση της έντασης του φωτός


Arduino Nano

Υποδοχή για Arduino Nano και εύκολη πρόσβαση σε όλους του ακροδέκτες του.


Οθόνη απεικόνισης επτά τμημάτων

Κύκλωμα με Seven Segment Display με δυνατότητα απευθείας ελέγχου των τμημάτων ή ελέγχου μέσω καταχωρητή ολίσθησης (74HC595)


Συστοιχία LED

Οκτώ LED με δυνατότητα ξεχωριστού ελέγχου για οποιαδήποτε χρήση


LED γενικής χρήσης

Κύκλωμα για υλοποίηση φωτεινού σηματοδότη και πεζοφάναρου ή άλλης εφαρμογές με LED


PULL-DOWN

Κύκλωμα διακοπτών PULL-DOWN. Δημιουργία σήματος εισόδου για το Arduino. Με το πάτημα του διακόπτη γίνεται μετάβαση από τα 0V στα 5V. Όταν δεν πατάμε τον διακόπτη, δίνει σήμα εξόδου 0V


Κουμπιά γείωσης

Κουμπιά που οδηγούν το κύκλωμα που συνδέεται στη γείωση. Αξιοποίηση μέσω των εσωτερικών PULL-UP αντιστάσεων του μικροελεγκτή


Αισθητήρες θερμοκρασίας-υγρασίας

Αναλογικός LM35 (θερμοκρασία), Ψηφιακοί DHT11, DHT22 (θερμοκρασία-υγρασία)


Αισθητήρας απόστασης

Υποδοχή αισθητήρα απόστασης HC-SR04


Βοηθητικές υποδοχές

Ακροδέκτες γείωσης (GND)


Βοηθητικές υποδοχές

Ακροδέκτες γείωσης (GND)


Βοηθητικές υποδοχές

Ακροδέκτες για 5V και 3.3V (με καλώδιο ενεργοποιείται η σύνδεση με τους αντίστοιχους ακροδέκτες τροφοδοσίας του Arduino Nano, εφόσον έχει τοποθετηθεί στην πλακέτα)


Βοηθητικές υποδοχές

Για οποιαδήποτε χρήση


Η πλακέτα



Download KiCAD project (PCB)