图解批评


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我设计了我的第一个电子项目,如果您能给我任何反馈,我将不胜感激。

我特别在寻找任何初学者的错误,电路的任何错误或效率低下以及构建原理图的方式。

该项目是由Arduino控制的厨房计时器。它具有三个可以同时运行的计时器,当计时器达到零时会发出哔声。它是从墙上供电的,但是当断开连接时,必须使用电池,而无需重新启动计时器。

第一个原理图是电源。如果连接到墙壁,则不应使用电池供电,但如果断开连接,则必须切换到电池。

原理图1

第二个原理图包含微控制器以及用于控制计时器的开关和按钮。

原理图2

第三个示意图包含显示。

原理图3

我知道评估原理图有很多问题,因此,我非常感谢您提供任何反馈。

编辑

我非常感谢所有抽出宝贵时间对我的原理图发表评论的人。我周围没有工程师朋友,因此您的反馈意见非常宝贵。

我试图根据您的建议进行更改。我还没有在试验板上尝试过它,所以我不确定是否一切正常。我仍然需要进行一些测试以找出R5的最佳价值。

这是更新的原理图:

原理图1

原理图2

原理图3


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LED的220欧姆有点低。该值应取决于LED的电压和正向电压。假设您使用的是典型的led-正向电压0.7v和电流10mA。对于12v的led,使用V = IR,电阻应为(12v-0.7v)/ 10mA = 1130 ohm ...因此那里有一个1.2K电阻。同样适用于5v led,可能是470欧姆电阻。如果要更亮些,请将这些值减小一些。
geometrikal

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@geometrikal谢谢,我没有安装任何程序,所以我只是手工绘制。
安德烈·瓦格纳

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Atmega复位线为低电平有效,因此应将其连接至Vcc而不接地。我喜欢8位的感觉,看起来很棒。
s3c 2012年

2
按下开关时,去抖将平滑地从低到高过渡。S4是三极开关吗?您不需要r3的底部电阻,如果未将其连接到MCU,则无需将其下拉
geometrikal

2
软件反跳是一种完全有效的解决方案,非常普遍。如果执行此操作的周期/内存不被使用,则一旦开发,其单位成本为零。
克里斯·斯特拉顿

Answers:


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为大多数组件使用refdes(参考标记)的荣誉。特别是如果您想讨论原理图,则需要用它们来进行良好的交流。

电源供应

  • 您将参考号“ L1”和“ L2”用于LED。别。“ L”是电感器的标准代号。对于二极管,请使用“ LD”或“ LED”或“ D”。
  • R1的值太低。它会给LED提供45 mA的电流,这对于指示器LED来说太大了。将值增加到560Ω,您将获得18 mA的安全电流;它们的额定电流通常为20 mA。检查数据表。顺便说一句,您真的需要那个LED吗?它将始终消耗功率。
  • C1和C2表示为“ 10 mF”,我假设它们应为“ 10 µF”,这相差1000倍。它们很可能是极化的电解电容器。使用表示极化的符号,并清楚地指示哪个是正极。同样对于电解而言,在示意图中也要提及电压。C1应至少为20 V,C2应至少为10 V.
  • 与C1和C2并联放置100 nF
  • 将C2拉到比LED更靠近稳压器的输出。从电气上来说没有什么区别,但是那是您应该将它们放置在PCB上的方式。100 nF应该最接近输出。

微控制器

  • ATmega328没有VREF引脚。那应该是Vcc。在Vcc和地面之间添加一个100 nF的去耦电容,并尽可能靠近引脚。始终将IC的电源去耦。
  • 重置接地。如果您使用内部复位电路,则可以,但不要忘记将RSTDISBL位设置为“ 1”。
  • 您不能直接通过I / O引脚驱动扬声器。您在那里需要一个晶体管。
  • 如果使用PC0的内部上拉并将开关接地,则可以节省一个电阻。这样就不需要R4了。请记住,逻辑将被颠倒。
  • PB2至PB5以及开关S2和S4相同:内部上拉并切换到接地,而不是+5V。
  • 开关S2和S4令人困惑。您在下侧有2个触点,在上侧有5个触点。他们应该是转换联系人吗?如果是这样,您将不需要:一个输入将始终与另一个输入互补,因此您只需要一个输入。在任何情况下,最低的下拉电阻均不起作用。
  • 对于端口D上的网络,我将使用更具描述性的名称,例如“ Digit1”,“ Digit2”等。

显示器

  • 再次用100 nF电容去耦电源。
  • R4的电阻值太高。将它们交换为150Ω类型。
  • 5个R5电阻可以掉线。它们不起作用。
  • ×

结论
这是一个很长的清单,但是我认为您做得很好,因为这是您的第一个项目。我见过更差的原理图。成功!


编辑关于问题的更新
Q1和D3周围的电路不太正常:电池将为LED供电,但不会为其余电路供电。我不确定将LED作为电池指示器是个好主意:特别是对于电池电源,您必须经济并且不要浪费LED上的电源。

怎么样:保持二极管像您的第一个版本一样,但是通过微控制器控制LED。使用一个空闲引脚通过一个5 V齐纳二极管和一个串联电阻检测12 V的存在。使用电池供电时,然后可以使LED闪烁。每秒闪烁一次更经济。


非常感谢您抽出宝贵的时间来评估原理图。最初的一个问题是:您要解耦微控制器和显示器。我假设所有+ 5V输入都连接到电源上的+ 5V输出。功率已经解耦了吗?为什么我需要再次分离?
安德烈·瓦格纳

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@André-好问题。特别是当许多晶体管同时开关时,数字IC可能会产生短路电流峰值。上升时间可能非常高(=高频),并且PCB走线的电感可能对电源电容器具有高电阻。因此,您希望在电源引脚附近有一个额外的能量缓冲器(这是一个去耦电容)。从字面上看“附近”:1毫米优于5毫米。另外一个问题是电流尖峰不会在板上传播,否则会引起EMI。始终所有 IC 提供去耦。这是法律!:-)
stevenvh 2012年

另一个问题:关于您的最后评论,我需要一些晶体管来领导LED。我在无面包板的电路板上构建了电路(将MC直接连​​接到LED中),它的亮度足以满足我的需求。(我正在使用220R电阻器)是否可以像这样保留它,否则有损坏微控制器的风险吗?
安德烈·瓦格纳

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@André-损坏。我计算出您要消耗140 mA的电流,而数据表却说40 mA是绝对最大值。页面313。请阅读通知:“超出“绝对最大额定值”中列出的应力可能会导致设备永久损坏。” 最后一行:“长时间暴露在绝对最大额定值条件下可能会影响设备的可靠性。” 最好使用晶体管。
stevenvh 2012年

好!然后我猜我要在这里放一些晶体管!谢谢你的信息。
安德烈·瓦格纳

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我会在这里提出一些简短的想法,以后可能会加进去。
评论中来自其他人的列表可以很好地结合起来使用。

有人应该把奥林锁起来,直到您解决了提出的一些问题为止:-)。

C!&C2分别显示为10 mF。
mF =毫法拉= 10,000微法拉。
如果您指的是10微法拉(看起来很可能),则通常写成10 uF。
您可能已将其编写为uF,并且已通过替换字体将其更改为10 mF(有时会发生这种情况),但是必须进行检查。

您为一组电阻使用一个电阻名称。例如R4 = 7 x 10k。
这很容易理解,但是不可能轻易引用单个电阻器或类似电阻,并且不适合出于布局目的而自动化(因为哪个组件是R4尚不确定。

轻松而明确地读取标识的能力是原理图的主要设计目标。
标签在不同位置的不同视觉外观似乎没有目的(但可能有目的),并且有些很难用。
例如,连接到DA DB DC DD的ABCD是黑色正方形的白色。难以阅读。
组件内部的白色和灰色同样难以阅读,也没有必要。
灰色/灰色更糟。

目前,该图是功能指导者,但是如果没有其他参考资料(或理想的记忆),就无法用于构造或故障排除。
引脚号的增加将大大改善该图可以使用的范围。

所有电子都将耗尽C1 :-)。
当然不是,但是按照C2垂直对齐其引线。
在适合应用的地方水平对齐电容器没有什么问题,但是在显示水平线到地的电容器(例如电压调节器U1之前和之后)的正常用法符合C2时,这是正常使用。

类似地,R2的水平排列不太常见,并且“看起来不太好”。这样做是为了节省空间,但是例如将U1向上移动,以便D1将其输入水平输入,并将文本移至U1上方将允许使用相同的空间,但L2和R2都为垂直。

SPK1连接看起来有些奇怪-意图很明确。

在许多地方,通过使用水平接地线或本地接地符号,而不是使用长接地线,可以提高可读性。
例如U3的引脚LE,


调节器可以是东芝TA4805
空载静态电流典型值为0.85 mA,最坏情况为1.7 mA。
但是LED状态指示灯消耗的电流约为3 mA。PP3 9V“晶体管电池”的容量约为600 mAh,因此空载时的电池寿命约为600/5 = 150小时或24/7约1周,但仍处于空载状态。
现代的LED可能非常亮,并且1 mA以下就足够了。

如图所示,端口引脚PC1-PC5正常,但如果设置为输入或必须设置为输出,则必须使用上拉/下拉编程。

R4 = 7 x 10k看起来太高了,除非它是触摸式智能显示器,具有更高的电流供应能力。

匿名...


“除非是具有更高功率的智能显示器”。这些是否存在7段?我知道它们是用于矩阵显示的
stevenvh 2012年

啊,确定会!就像昂贵的MAX7219。但是我认为这些通常是串行接口的。
stevenvh 2012年

奥林被锁起来,现在失踪了。回来吧,奥林,我们想念你。
RoyC
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