Krytyka schematyczna

Zaprojektowałem swój pierwszy projekt elektroniczny i byłbym wdzięczny, gdybyś mógł mi przekazać jakieś opinie na jego temat.

Specjalnie szukam błędów początkujących, wszystkiego, co jest niewłaściwe lub nieefektywne w moim obwodzie, i po drodze zbudowałem schemat.

Projekt to minutnik kuchenny kontrolowany przez Arduino. Ma trzy timery, które mogą działać w tym samym czasie i emituje sygnał dźwiękowy, gdy osiągnie zero. Jest zasilany ze ściany, ale po odłączeniu bateria musi założyć, bez ponownego uruchamiania timera.

Pierwszy schemat to zasilacz. Jeśli jest podłączony do ściany, nie powinien zużywać energii z akumulatora, ale musi przełączyć się na akumulator, jeśli jest odłączony.

Drugi schemat zawiera mikrokontroler oraz przełączniki i przyciski służące do sterowania timerem.

Trzeci schemat zawiera wyświetlacz.

Rozumiem, że ocena schematu jest bardzo wymagająca, więc jestem naprawdę wdzięczny za wszelkie opinie.

EDYTOWAĆ

Jestem bardzo wdzięczny wszystkim, którzy poświęcili czas na skomentowanie mojego schematu. Nie mam żadnych znajomych inżynierów, więc twoja opinia jest bardzo cenna.

Próbowałem wprowadzić zmiany zgodnie z tym, co zasugerowałeś. Nie wypróbowałem tego jeszcze na tablicy, więc nie jestem pewien, czy wszystko zadziała. Nadal muszę wykonać kilka testów, aby znaleźć najlepszą wartość dla R5.

Oto zaktualizowany schemat:

Wyrazy uznania za użycie referencji (desygnatora odniesienia) dla (większości) komponentów. Zwłaszcza jeśli chcesz przedyskutować schemat, są one potrzebne do przyzwoitej komunikacji.

Zasilanie

• używasz refdes „L1” i „L2” dla diod LED. Nie rób „L” jest standardowym oznaczeniem cewek indukcyjnych. Użyj „LD” lub „LED” lub, tak jak ja, „D” dla diody.
• wartość R1 jest zbyt niska. Daje to diodę 45 mA, która jest zbyt duża dla diody wskaźnikowej. Zwiększ wartość do 560 Ω, a będziesz mieć bezpieczne 18 mA; zazwyczaj mają wartość 20 mA. Sprawdź arkusz danych. Nawiasem mówiąc, czy naprawdę potrzebujesz tej diody LED? Zawsze zużywa moc.
• C1 i C2 są oznaczone jako „10 mF”, przy czym zakładam, że powinny one wynosić „10 µF”, co stanowi różnicę 1000. Najprawdopodobniej będą to kondensatory elektrolityczne, które są spolaryzowane. Użyj symbolu, który wskazuje polaryzację i wyraźnie wskazuje, która strona jest dodatnia. Również w przypadku elektrolityki dobrą praktyką jest podawanie napięcia na schemacie. C1 powinna wynosić co najmniej 20 V, C2 10 V.
• Umieść 100 nF równolegle do C1 i C2
• przyciągnij C2 bliżej wyjścia regulatora niż diody LED. Pod względem elektrycznym nie ma znaczenia, ale tak należy je umieścić na płytce drukowanej. 100 nF powinno być najbliżej wyjścia.

Mikrokontroler

• ATmega328 nie ma pinu VREF. To prawdopodobnie powinien być Vcc. Dodaj kondensator odsprzęgający 100 nF między Vcc a masą, jak najbliżej styków.Zawsze odłączaj zasilanie układu scalonego.
• Reset jest podłączony do uziemienia. To jest OK, jeśli używasz wewnętrznego obwodu resetowania, ale nie zapomnij zaprogramować bitu RSTDISBL na „1”.
• nie można sterować głośnikiem bezpośrednio z pinu we / wy. Będziesz potrzebował tranzystora.
• możesz zapisać rezystor, jeśli użyjesz wewnętrznego podciągania PC0 i podłączysz przełącznik do uziemienia. R4 nie będzie wtedy potrzebny. Pamiętaj, że logika zostanie odwrócona.
• to samo dla PB2 do PB5 i przełączników S2 i S4: wewnętrzne podciągnięcia i przełączniki do masy zamiast +5 V.
• przełączniki S2 i S4 są mylące. Masz 2 kontakty na dole i 5 na górze. Czy mają to być kontakty zastępcze? Jeśli tak, nie będziesz tego potrzebować: jedno wejście będzie zawsze komplementarne do drugiego, więc będziesz potrzebował tylko jednego. W każdym razie najniższy z oporników obniżających nie spełnia żadnej funkcji.
• Użyłbym bardziej opisowych nazw sieci na porcie D, takich jak „Digit1”, „Digit2” itp.

Wyświetlacz

• Ponownie odsprzęgnij zasilacz kondensatorem 100 nF.
• wartości rezystorów dla R4 są zbyt wysokie. Zamień je na typy 150 Ω.
• 5 rezystorów R5 można upuścić. Nie pełnią żadnej funkcji.
• $\times$

Wniosek
To długa lista, ale myślę, że wykonałeś świetną robotę, biorąc pod uwagę, że jest to twój pierwszy projekt. Widziałem znacznie gorsze schematy. Sukces!

edytuj Ponownie zaktualizuj pytanie
Twój obwód wokół Q1 i D3 nie jest w porządku: bateria będzie zasilać diodę LED, ale nie resztę obwodu. Nie jestem pewien, czy dioda LED jako wskaźnik baterii to dobry pomysł: zwłaszcza przy zasilaniu bateryjnym musisz być oszczędny i nie marnować energii na diodę LED.

Co powiesz na to: trzymaj diody jak w pierwszej wersji, ale kontroluj diodę LED z mikrokontrolera. Użyj jednego z wolnych styków, aby wykryć obecność 12 V poprzez diodę Zenera 5 V i rezystor szeregowy. Następnie można mrugać diodą LED, gdy jest zasilany z akumulatora. Krótki błysk raz na sekundę jest znacznie bardziej ekonomiczny.

Prześlę tutaj kilka szybkich przemyśleń i mogę je później dodać.
Lista innych w komentarzach byłaby dobra jako łączna odpowiedź.

Ktoś powinien zamknąć Olin, dopóki nie rozwiążesz niektórych podniesionych punktów :-).

DO! I C2 są pokazane jako 10 mF każdy.
mF = milli-Farad = 10 000 mikroFarad.
Jeśli masz na myśli 10 microFarad (jak się wydaje prawdopodobne), wówczas jest to zwykle zapisywane 10 uF.
MOŻESZ napisać to jako uF i zostało to zmienione przez zamianę czcionek na 10 mF (jak to czasem bywa), ale należy to sprawdzić.

Używasz jednej nazwy rezystora dla grupy rezystorów. np. R4 = 7 x 10k.
Jest to łatwe do zrozumienia, ale uniemożliwia łatwe odniesienie do pojedynczego rezystora lub podobnego elementu i nie nadaje się do automatyzacji do celów układu (ponieważ który element jest R4, nie jest pewne.

Możliwość łatwego i jednoznacznego odczytu oznaczeń jest głównym celem schematu.
Różny wygląd etykiet w różnych miejscach nie wydaje się mieć celu (ale może mieć), a niektóre z nich są trudne dla oka.
np. ABCD podłączane do DA DB DC DD są białe w czarne kwadraty. Ciężkie do przeczytania.
Biało-szare wewnątrz elementów korpusu jest równie trudne do odczytania i niepotrzebne.
Szary na szarym jest gorszy.

Obecnie ten schemat jest funkcjonalnym instruktorem, ale nie można go użyć do skurczu lub rozwiązywania problemów bez innych materiałów odniesienia (lub pamięci eidetycznej).
Dodanie numerów pinów znacznie poprawiłoby zakres zastosowań, jakie może mieć diagram.

Wszystkie elektrony zabraknie C1 :-).
Oczywiście nie do końca, ale wyrównuj wyprowadzenia pionowo zgodnie z C2.
Nie ma nic złego w wyrównaniu kondensatorów w poziomie, tam gdzie jest to odpowiednie dla zastosowania, ale normalne użycie podczas pokazania kondensatora z linii poziomej do ziemi (takie jak przed i za regulatorem napięcia U1) jest zgodne z C2.

Podobnie poziomy układ R2 jest mniej powszechny i ​​„nie wygląda ładnie”. Zostało to zrobione w celu zaoszczędzenia miejsca, ale np. Przesunięcie U1 w górę, aby jego wejście było zasilane poziomo przez D1, a przesunięcie tekstu powyżej U1 pozwoliłoby na użycie tej samej przestrzeni, ale L2 i R2 byłyby pionowe.

Połączenie SPK1 wygląda nieco dziwnie - intencja jest jasna.

W wielu miejscach czytelność poprawiłaby się poprzez zastosowanie poziomego połączenia z uziemieniem lub lokalnego symbolu uziemienia zamiast długiego drutu do uziemienia.
np. pin LE z U3,

Regulator może być Toshiba TA4805 .
Nieobciążony prąd spoczynkowy wynosi typowo 0,85 mA i najgorszy przypadek 1,7 mA.
ALE wskaźnik stanu LED pobiera około 3 mA. „Bateria tranzystorowa” PP3 9V miała pojemność około 600 mAh, więc żywotność baterii rozładowana ~ = 600/5 = 150 godzin lub około 1 tydzień 24/7 przy pracy bez obciążenia.
Nowoczesne diody LED mogą być BARDZO jasne i poniżej 1 mA powinno wystarczyć.

Piny portów PC1 - PC5 są w porządku, jak pokazano, MUSZĄ być programowane z podnoszeniem / opuszczaniem, jeśli są ustawione jako wejścia lub muszą być ustawione jako wyjścia.

R4 = 7 x 10k wygląda DUŻO za wysoko, chyba że jest to inteligentny wyświetlacz w kontakcie z wyższą mocą do dostarczania prądu.

Anon ...