[Desarrollo] Air v1.0 rev A

[grafisoft]

Actualmente se encuentra en periodo de diseño, se esta terminando. Se irán añadiendo los cambios y se actualizaran los enlaces del esquemático y/o lista de componentes conforme se produzcan los cambios.

Esquemático: https://dl.dropboxusercontent.com/u/6147...SL-Air.pdf
PCB: https://dl.dropboxusercontent.com/u/6147...Air_v1.rar

Estado: Recibido (28/03/14)
Enviado (19/03/14)
Pagado(14/03/14)
Solicitud de Fabricación (12/03/14)
Diseño finalizado (12/03/14)


Características:
Tamaño: 50x24 (mm)
microcontrolador: 16F876A-SO
Tensión del uC: 5v
Compatible con uC de tipo LF (3v3): No
Salidas I/O: Analogicas: 4 +1 (si no se usa el conector del sensor de temperatura, se dispone de ese pin). Digitales: 4 +1 (Si se precisa del modo de bajo consumo, un pin digital es ocupado y no queda libre).
Alimentación: Mínimo 5v - Máximo: ?
Modulo de comunicación compatible: nrf24L01 (versión en negro) y el mismo pero con la antena sma.
Alcance (cobertura): De 8 a 40 metros con el modulo básico. Hasta 100 metros en linea directa con el conector sma.
Corriente máxima en 3v3: 200mA
Corriente máxima en 5v: Dependerá de la batería.
Conexión ICSP: Si. Compatible con Programacion de bajo voltaje: No.
Conexión UART: Si
Modo de bajo consumo: Si-Parcial. Posibilidad de apagar completamente la alimentación de 3v3. Modo sleep del micro.
Compatible con shields: Si
Conector de alimentación: Dos conectores, uno del tipo USB mini thd (en los pines de este van alimentación y las 2 lineas del UART-Rx/Tx). El otro tipo es para poner un conector genérico de 2,54mm de separación entre pines.
Compatible con panel solar: Si. El panel solar dependerá de la batería que se le conecte. El panel solar deberá ser unos 2v superior a la tensión de la batería.
RTC: No
Firm: 0.1

Sección de código

Se ha creado un post unicamente para recopilar todo el codigo que se haga para este proyecto. Esta todo subido a Github para una difusion lo mas comoda posible y tambien poder ver cambios y el codigo en el momento.

http://www.spainlabs.com/foro/viewtopic.php?f=44&t=1502

Información básica

Vamos a comentar sobre el micro, concretamente sobre la versión 16F876A que es la que monta actualmente el Air v1 rev A. Un buen documento para tener a mano es su datasheet, que es la biblia del micro: http://ww1.microchip.com/downloads/en/De...39582C.pdf

De este documento, algo que nos vendrá bien tener a mano es el patillaje del micro, y de ahí veremos sin problema en la placa, a donde van los diferentes pines que hay disponibles(en cuanto pueda, haré una imagen para tenerlo mas fácil)



Mas cosas importantes sobre el HW de la placa que vamos a mirar en esta recopilación rápida de información básica. Nos sera útil si queremos sacarle jugo el conocer el datasheet del modulo de comunicación. Como algo tan barato, puede permitirnos aplicaciones de corto alcance: http://www.nordicsemi.com/eng/Products/2...F/nRF24L01

Lista de componentes:
BOM

C1, C2 - 22pF smd 0805 ** Si usamos otro cristal, puede cambiar su valor.
C3 - 100nF smd 0805 ** http://www.ebay.es/itm/290810895417?ssPa...1497.l2649
C4 - ? smd 0805. ** Condensador para el sensor de temperatura. Valor no definido. No soldar si no se va a usar en este zocalo.
Si se usa el sensor de temperatura MCP9700, el valor de C4 = 100nF
C5, C6 - 1uF smd 0805 ** http://www.ebay.es/itm/321080884504?ssPa...1497.l2649
D1 - 1N4007 M7 DO-214 ** http://www.ebay.es/itm/400563534377?ssPa...1497.l2649
ICSP, PortA, PortB, Power, Sensor Temp. (Q3), UART, Q4, Q1 - Son tiras de pines, pueden ser hembra o macho, normales o acodados. A gusto del usuario.
Q2 - MCP1700T-3302E/TT
L1 - Led Azul, verde, blanco 0805
R1 - 10k smd 0805
R2 - 3k3 smd 0805
R3 - 2k smd 0805
R4, R5 - 0 ohm smd 0805 ** O puente de estaño.
R6 - 3k3 smd 0805 ** Si no se precisa el modo de ahorro, no hace falta soldar este componente.
T1 - NPN MMBT8050 (J3Y) SOT-23 ** http://www.ebay.es/itm/181264869948?ssPa...1497.l2649
Y1 - Cristal smd de 4Mhz. ** Puede cambiarse por hasta un máximo de 20 Mhz. Requerirá de cambios en el HW y en el Firm. ** http://www.ebay.es/itm/251072034776?ssPa...1497.l2649


Enlaces a resistencias y leds: Os recomiendo un pack, tanto de resistencias, como leds, como condensadores. En el hilo sobre smd tenéis varios enlaces a dichos packs que hemos comprado ya unos cuantos por aqui. Es recomendable tenerlo.

Bugs:

[02/03/14] Detectado un fallo de diseño relacionado con el control On/Off del carril de alimentación 3v3. Dado que las pruebas las hice con otro regulador y pensando (ERROR) que podía usar el mismo sistema, que es conectar o desconectar la masa del regulador, en el actual y no es así. Por tanto y sin que tampoco suponga mucho (pues el regulador actual tiene una Iq de uA), los componentes R6,T1 y R4 no se tienen que soldar. Se elegirá siempre la opción de soldar R5.

El problema es que si al actual regulador se le desconecta la masa, la tensión Vo de este se queda en la de alimentación (5v) y nos va a chamuscar todo lo que se conecte ahí.

[8/04/14] Relacionado con el conector (en el que se le puede poner el conector usb). Detectado un fallo al usar el conector usb. La carcasa del conector toca con los pads que hay dentro de el para soldar otro tipo de conectores, se soluciona sin meter del todo el usb para que no haga contacto.

Hay una via que queda dentro del conector, pero que esta lo suficientemente fuera como para tocar con la carcasa del usb. Habria que poner un trocito de celo o lo que sea para que no haga contacto.

Pinout:



Pasos para soldar la placa - Instrucciones:

Dejo los pasos para soldar la placa, y aunque a alguno le parezca muy obvio, para asegurarnos de que vamos bien, hay que ir tomando alguna medida conforme soldamos.

Material necesario (ademas de los componentes): Flux y unas pinzas.

Pasos: (Orden de los componentes a soldar y puntos de medición de tensiones).
** No estañéis los pads, pero es casi obligatorio el flux para hacer buenas soldaduras y que quede bien.

- Lo primero de todo, vamos a soldar lo correspondiente al regulador de 3v3. Componentes: C6, Q2, C5, R5.
- Soldar Conector de alimentación (miniUSB, Pines (macho, hembra), conector JST) - Fijaros en la sección de bugs, hay detalles importantes. Las opciones son diversas.
- Alimentamos la placa a 5v (muy importante, y cuidado con la polaridad). Medimos la tensión en la linea de 3v3. Podéis localizar un pin de 3v3 en la salida marcada como "Power".

Si nos da 3,3v vamos bien. Si no, habrá que repasar alguna soldadura.

- Turno del micro. Componentes(en este orden): Q1, D1, R1, C1, C2, Y1, C3, L1, R3.
** Consejo para soldar el micro: Se puede soldar perfectamente con una punta de 1mm. Usar muy poquito estaño en la punta. Perder el tiempo que sea necesario en posicionar el micro, tener la punta del soldador con el estaño previamente, y justo antes de soldar poner el flux (si tardáis se secara). Soldar unicamente 1 pin de una esquina. Soldar el otro pin en diagonal. Poner flux en todos los demás pads y soldar el resto. Sin prisa y cuidado con dejar el soldador apoyado mucho rato sobre el micro.

** Detalle sobre D1: La serigrafía esta al revés, en la placa pone "D1 ||", donde las barritas representarían la raya que tiene el diodo, pues este tiene que ir con la raya al otro lado. Ya esta corregido para una futura tanda.
- Soldar pines ICSP. La recomendación es poner los macho acodados. Os los he incluido en los packs, pese a decir que no los metería.
** Facilitare en una imagen lo que es cada pin.

- Grabar código de testeo. Este código enciende y apaga el led L1.
** Al grabar con el programador el Hex, ya veréis que si lo hace bien, con total seguridad que va a funcionar. Nunca he encontrado problemas aquí a lo largo de mi experiencia con micros, pero todo puede ocurrir. Documentaremos sobre los problemas que surjan.

Código para el emisor y el receptor: https://dl.dropboxusercontent.com/u/6147...1_test.rar
** Grabar el código receptor para la prueba del micro.
** No hace falta configurar nada en los programadores, pues el código lleva los fuses ya configurados. No obstante, como cada programador es un mundo, solo hay que fijarse en que el oscilador sea XT.

- Soldar R2 y Pines de Q4.
** El mismo código de testeo del micro, lleva implementado lo necesario para comunicar 2 Air v1 rev A. En este punto si soldáis 2 placas a la vez, podréis comprobarlo.

- Soldar el resto de pines a gusto del usuario.
Nota: No soldar R6, T1, R4. Como se ha comentado, estos componentes corresponden a una etapa de conexión del carril de alimentación 3v3. Hay un fallo con el regulador usado y no se puede desconectar porque deja la linea a 5v. No hay problema de consumo con el hardware actual.

Final: ENJOY IT!!!


Es una placa sencilla de soldar y que admite desoldar y volver a hacerlo, así que sin miedo.

Generaremos documentación sobre la marcha, con los problemas que salgan, pues he comentado todo lo que se me ha ocurrido pero a cada uno puede ocurrir le algo diferente.

Fotos:

[grafisoft]

Entre mañana y pasado termino el diseño. Ya he recibido los componentes que me faltaban, asi que en las proximas 48 horas, empezare a tramitar la fabricacion. En teoria, llevo un retraso de 1 semana - 10 dias.

[ark]

a la espera quedamos

[grafisoft]

Diseño finalizado, inicio de los tramites con iTead.

[jukillo]

Mis dies.

[grafisoft]

Cuando este pagado y todo verificado, lo comunicare y a partir de ahí, a contar unos 20 días

[Triggerr]

Estan ya todas las placas repartidas?, vamos en resumen, vamos a poder adquirir alguna por un modico precio? jajajaja

[grafisoft]

No, no hay placas repartidas aun. Supongo que se repartiran todas entre admins y colaboradores si quereis. A ver si voy a tener que pedir otra tanda ¬¬

En cuanto me confirmen la fabricacion, publico la lista de componentes. No sera la definitiva, pues hasta que no reciba las placas, no podre confirmarlo. Os las puedo mandar soldadas, sin soldar, o soldadas parcialmente. Abrimos un post si quereis para ver como repartimos.

[grafisoft]

Pagado.

[ark]

pregunta, en este estado el conector USB en esta placa solo sirve de alimentación no?
porque si no recuerdo mal el D+ y D- no se pueden conectar directos a RX/TX de la UART.

y ahora por curiosidad y desde la relativa ignorancia: ¿para que es todo ese montaje del transistor en EL GND del regulador?

[grafisoft]

El UART lo he metido o por pines a un lateral o en el conector usb para unirlo con otra placa al pc, no se tiene porque usar, y esta para alimentar por el cable usb. NO es para conectar por usb la placa al PC. Pero, podéis soldar unicamente un conector normal de alimentación en vez del conector usb, tenéis las 2 opciones, a elegir una de las 2.

El transistor en el gnd del regulador, es por tema de consumo. Simplemente para desactivar toda la etapa de 3v3 y no desperdiciar mA. Se tienen 2 opciones, o usar el transistor, o no apagar la etapa de 3v3 y asi se dispone de un pin mas del micro. De ahi ese "montaje".

[grafisoft]

BOM Lista no validada, falta por confirmar

C1, C2 - 22pF smd 0805 ** Si usamos otro cristal, puede cambiar su valor.
C3 - 100nF smd 0805 ** http://www.ebay.es/itm/290810895417?ssPa...1497.l2649
C4 - ? smd 0805. ** Condensador para el sensor de temperatura. Valor no definido. No soldar si no se va a usar en este zocalo.
C5, C6 - 1uF smd 0805 ** http://www.ebay.es/itm/321080884504?ssPa...1497.l2649
D1 - 1N4007 M7 DO-214 ** http://www.ebay.es/itm/400563534377?ssPa...1497.l2649
ICSP, PortA, PortB, Power, Sensor Temp. (Q3), UART, Q4, Q2, Q1 - Son tiras de pines, pueden ser hembra o macho, normales o acodados. A gusto del usuario.
L1 - Led Azul, verde, blanco 0805
R1 - 10k smd 0805
R3 - 2k smd 0805
R4, R5 - 0 ohm smd 0805 ** O puente de estaño.
R6 - <3k smd 0805 ** Si no se precisa el modo de ahorro, no hace falta soldar este componente.
T1 - NPN MMBT8050 (J3Y) SOT-23 ** http://www.ebay.es/itm/181264869948?ssPa...1497.l2649
Y1 - Cristal smd de 4Mhz. ** Puede cambiarse por hasta un máximo de 20 Mhz. Requerirá de cambios en el HW y en el Firm. ** http://www.ebay.es/itm/251072034776?ssPa...1497.l2649


Enlaces a resistencias y leds: Os recomiendo un pack, tanto de resistencias, como leds, como condensadores. En el hilo sobre smd teneis varios enlaces a dichos packs que hemos comprado ya unos cuantos por aqui. Es recomendable tenerlo.

[grafisoft]

Os lo he puesto con los enlaces donde he comprao yo los componentes, es fácil encontrar algún vendedor mas barato. Demasiado fácil os lo he dejado :p

[ark]

Yo me esperaré a la siguiente revisión porque ahora no tengo más tiempo para dedicarle que ir comentando en los hilos.

[grafisoft]

Enviadas las placas (desde china)

[Triggerr]

Grafi, las patas de programacion Rb6-Rb7, las has dejado unicamente para el ICSP. Realmente no vamos justos de patillas, pero se podrian aver puesto como entradas y salidas tambien no?

[grafisoft]

Si, asi es. Se podian haber puesto como I/O. Como no hay problemas de patillas, las deje asi por evitar problemillas.

[grafisoft]

Placas recibidas

[Triggerr]

Placas recibidas

Que menos que unas fotitos....

[grafisoft]

En cuanto este en el pc las pongo ^^ Tienen muy buena pinta