Placa PCB Atmega328P

Introducción

La placa PCB producida se basa en Atmega 328P. Este está conectado a varios componentes para utilizar los pines I2C, SPI y programables del microcontrolador. Esta placa PCB es de 2 capas. El objetivo de esta placa es elegir un microcontrolador existente en el mercado y adaptarlo a nuestras necesidades en función del proyecto.

Aquí está la lista de componentes conectados al microcontrolador Atmega328p:

Pulsador
Condujo
Fotorresistencia (entrada analógica)
Potenciómetro (entrada analógica)
Acelerómetro (I2C)
pantalla de 7 segmentos
Módulo de reloj (RTC) (I2C)
Puerto Ethernet (SPI)
Transistor bipolar y MOSFET

El software utilizado para el diseño es Altium Designer. Fabricamos y producimos la tarjeta en PCB Way como una PCB desnuda y luego soldamos los componentes nosotros mismos.

Puedes encontrar nuestro proyecto en github.

diagrama electronico

Aquí está el diagrama electrónico de la placa Arduino y los componentes conectados a ella:

La placa Arduino

El elemento principal de la PCB es el Atmega 328P. Fabricado por Atmel, es parte de la familia AVR, ofreciendo una poderosa combinación de rendimiento y eficiencia energética. Con una arquitectura RISC de 8 bits, una frecuencia de reloj de hasta 20 MHz y una memoria flash de 32 KB, es ideal para una variedad de aplicaciones.

Gracias a sus características, como temporizadores, UART e interfaces de comunicación, el ATmega328P es una buena opción de microcontrolador.

Para programar el Atmega328P, conectamos un micro-USB y un microcontrolador Atmega 16U2. Esto nos permite programar nuestra tarjeta directamente desde Arduino IDE vía USB.

Agregamos un LED de encendido para el Atmega328P para indicar cuando el microcontrolador está encendido:

Hay un conector de alimentación que contiene +5 V y +3,3 V para alimentar componentes externos:

Agregamos un botón en el reinicio para que podamos reiniciar manualmente el programa en el Atmega328P en caso de un problema:

los componentes

Conectamos un pulsador a nuestra placa. Éste está conectado a un GPIO para poder recuperar su valor. Agregamos una resistencia pull down para tener el estado bajo cuando no se presiona el botón:

Añadimos un LED controlable desde la placa:

Un fotorresistor está conectado a la parte analógica del microcontrolador Atmega328P. Esto permite medir el brillo exterior y transmitirlo como voltaje a la tarjeta:
El potenciómetro le permite variar el voltaje a través de las terminales de entrada analógicas:
El módulo de reloj, o RTC, le permite mantener la hora correcta en su proyecto incluso cuando está apagado. El utilizado en nuestro proyecto DS1388:
La pantalla de 7 segmentos está conectada a un decodificador que proporciona el enlace entre el Atmega 328P y la pantalla. Con este display podrás visualizar los números del 0 al 9. Es un display de cátodo común por lo que está conectado a tierra:
Agregamos un acelerómetro a nuestra placa que funciona mediante I2C. Esto le permite indicar cuándo se está moviendo su pieza y cuál es su movimiento. El acelerómetro trabaja en tres ejes X, Y y Z:
Agregamos un conector i2C para conectar componentes externos a la placa y hacerla más escalable:
Un transistor Mosfet permite que nuestra tarjeta controle un componente con un voltaje muy alto (220 V por ejemplo). Se utiliza con una fuente de alimentación externa que puede alimentar el componente de alto voltaje. El elegido puede controlar hasta dos componentes al mismo tiempo:
El transistor bipolar permite controlar un componente externo mediante corriente. Esto se utiliza con una fuente de alimentación externa. Es un transistor NPN que solo puede controlar un componente:
Agregamos un puerto ethernet para que nuestra placa pueda comunicarse a través de modbus TCP/IP. Para ello el puerto Ethernet se conecta mediante enlace SPI:

placa PCB

Aquí está la capa superior de la placa PCB:
Aquí está la segunda capa y la de la parte inferior de la placa PCB:
Aquí está el resultado del PCB 3D: