Paso 2: Hardware
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Ethernet PIC 18F67J60 microcontrolador
El Microchip PIC 18F67J60 es perfecto para este proyecto ya que combina una interfaz de red ethernet y un microcontrolador 41 MHz (10 MIPs) en un paquete pequeño por sólo unos dólares. Sólo viene en paquetes TQFP de 64pin +, pero no tenemos un problema de soldadura a mano a un PCB profesional.
El PIC requiere una fuente de alimentación de 3.3 voltios. La porción de ethernet es realmente la energía hambrienta, así que usamos un gigante LD117 TO-220-regulador de 3.3 voltios (VR1). Elegimos un regulador grande porque podría tener que disipar un montón de calor dependiendo de la fuente de alimentación de entrada. El regulador requiere una pequeña entrada de desemparejamiento del condensador (C15) y un condensador de salida grande de 10uF (C3).
Hay un retén grande con estos chips: puede programar solamente cerca de 100 veces. Dificulta el desarrollo, por lo que también hemos diseñado una versión de desarrollo de la #twatch basado en un chip diferente. Más sobre ese diseño en un próximo artículo.
Cada pin de alimentación del PIC recibe un 0.1uF desemparejamiento del condensador (C17-C23). El PIC tiene un regulador interno de 2,5 voltios para el microcontrolador y núcleos de ethernet, el regulador requiere un capacitor de tantalio 10uF (C1).
El PIC se programa a través de una cabecera de 5 pines ICSP . El pin de reset MCLR se lleva a cabo con una resistencia de pull-up de 10K (R21), una resistencia adicional (R4) y condensador (C16) recomendado por la hoja de datos proporcionan protección frente a diferentes condiciones de reset accidental.
La sección ethernet requiere un cristal externo de 25MHz (Q1). Dos capacitores de 33pF (C4, C5) completan el circuito oscilador.
Se utilizó a un conector ethernet con magnetics integrado (J2). El gato es un HanRun HR911105A, que nos facilitan por Seeed Studio - Asegúrese de obtener el mismo conector, un conector compatible, o ajustar el PCB para un gato se puede encontrar. La interfaz de ethernet requiere un circuito de terminación (R30-33, C10-11, L1) y 2.28Kohm 1% bias resistor (R7, no se muestra).
HD44780 carácter LCD
El #twatch apoya una 4line 'estándar' 20character 5 voltios HD44780 LCD con una retroiluminación de + 5 voltios. Generalmente lo encuentras por unos 10 dólares en eBay. Asegúrese de verificar que su LCD coincide con el pinout de #twatch antes de introducirlo. La mayoría de LCDs son lo mismo, pero no todos.
Casi todos carácter LCDs operan a 5volts, así que proporcionar una fuente de alimentación de 5 voltios de un común regulador 7805 (VR2, C14, C2). El LCD con el contraluz potencialmente podría utilizar un montón de corriente, por lo que utilizamos otro grande a-220 regulador. C12 es un condensador de desacoplamiento de la fuente de alimentación LCD y las pantallas LCD ya tienen a bordo la disociación. No necesitan rellenarse C12, se incluyeron sólo en caso de problemas de estabilidad.
Para actualización de máxima velocidad, la pantalla LCD se controla a través de la completa interfaz de 8 bits.
Mayoría de LCDs son partes de 5 voltios que requieren unos 4.25volts+ para registrar un alto nivel en los pines de datos, pero la 18F65J60 de la foto es sólo una parte de 3,3 voltios. Afortunadamente, el PIC tiene un montón de pines tolerante 5 voltios para que podamos mantener la señal a 5volts con una 10K resistencia de pull-up (R10-R19) y entonces la tierra cambiando el valor de dirección PIC pin. Esto generalmente se llama una salida abierta de drenaje .
Algunos más nuevos LCDs ejecutan a 5volts, pero todavía funcionan a nivel de interfaz de 3,3 voltios. El #twatch apoyará este modo si R10-19 así que no hay tensión de pull-up va en las clavijas y cambiar el firm para cambiar el registro LAT en vez del registro TRIS en HD44780.c.
Contraste de la pantalla LCD se controla mediante un voltaje de bias, normalmente generado con un 10Kohm potenciómetro. El #twatch PCB tiene huellas de un SMD barato 3mm pot (R2) y un segundo espacio para utilizar una maceta más grande, a través del agujero (R2A). Único debe ser poblada!
En caso de que no hay ruido en la fuente de alimentación de todas las cosas de ethernet, filtramos el voltaje de polarización a través de un grano de ferrita pequeño (L2). También se incluye un condensador para filtering(C13) adicional, pero no lo usamos ya que ningún elemento es realmente necesario.
La #twatch puede controlar luces simple de + 5 voltios hasta 400mA. La foto cambia un transistor (NPN1) a través de un ohm 240 actual limita la resistencia (R3, no se muestra). Se utilizó un transistor que puede manejar 800mA + con una ganancia de 250hfe +, por lo que el PIC puede conmutar una carga grande con su 20mA pin máxima corriente de salida.
R1 es una resistencia limitante actual para la retroiluminación de la LCD, si es necesario. Utilizamos un resistor por-agujero puede disipar mucho calor con grandes contraluces, y porque es el tamaño más fácil encontrar localmente y la soldadura usted mismo. Si su luz no requiere una resistencia, simplemente reemplace R1 con un trozo de alambre. Nuestro LCD requiere un resistor de 3 ohmios para un suministro de energía 240mA contraluz.
Algunas luces utilizan mucha energía, así que poner las clavijas de alimentación junto a la fuente de alimentación y había reforzado el plano de tierra con un montón de VIAs. Algunos contraluces LCD lujo requieren circuitos de impulsión especial, así que de suyo usa una fuente simple de + 5 voltios para evitar daños.
Fuente de alimentación
Los #twatch requiere una fuente de alimentación de 6-7 voltios a través de un gato de fuente de alimentación de 2,1 mm (J1). 2,1 mm son el tamaño más común y debe venir con cada fuente de alimentación universal.
Cuanto mayor sea la tensión de alimentación usas, más calor que debe disiparse de VR1 y VR2. Recuerde que el #twatch es un prototipo de tabla de aprendizaje, no es un producto comercial completo y probado. Tomar precauciones de seguridad apropiadas y no te quedes sin vigilancia.
