Stap 2: Hardware
Deze sectie verloren veel opmaak op Instructables, kunt u de oorspronkelijke versie hier.
Ethernet PIC 18F67J60 microcontroller
De Microchip PIC 18F67J60 is perfect voor dit project, omdat een ethernet-netwerk-interface en een 41 MHz microcontroller (10 MIPs) in een klein pakket voor slechts een paar dollars worden gecombineerd. Het komt slechts in 64pin + TQFP pakketten, maar we hadden niet een probleem het met de hand aan een professionele PCB solderen.
De PIC vereist een 3.3 volt voeding. De ethernet-gedeelte is echt macht honger, dus gebruikten we een gigantische aan-220-LD117-3.3 volt regulator (VR1). We kozen voor een grote regulator omdat wellicht het verdrijven van een stelletje warmte afhankelijk van de input voeding. De regelgever moet een kleine input ontkoppeling condensator (C15) en een grote 10uF uitvoer condensator (C3).
Er is een grote vangst met deze chips: ze kunnen alleen worden geprogrammeerd ongeveer 100 keer. Dat maakt ontwikkeling moeilijk, dus we ontwierp ook een ontwikkelingsversie van de #twatch op basis van een andere chip. Meer over dat ontwerp in een toekomstig artikel.
Elke pin PIC macht krijgt een ontkoppeling van de condensator (C17-C23) 0.1uF. De PIC heeft een interne 2,5 volt regulator voor de microcontroller en ethernet kernen, de regelgever vereist een condensator tantaal 10uF (C1).
De PIC is geprogrammeerd door middel van een 5pins ICSP header. De resetpin van Picssoftware wordt opgeheven met een 10K pull-up weerstand (R21), een extra weerstand (R4) en condensator (C16) aanbevolen door het gegevensblad bieden bescherming tegen verschillende reset van de toevallige omstandigheden.
De ethernet-sectie mandaten een 25MHz externe kristal (Q1). Twee 33pF condensatoren (C4, C5) Vul het oscillator-circuit.
We gebruikten een ethernet-aansluiting met geïntegreerde magnetics (J2). De aansluiting is een HanRun HR911105A, die ons door het Seeed Studio - zorg ervoor dat u hetzelfde jack, een compatibele aansluiting, of aanpassen van de PCB voor een jack u kunt vinden. De ethernet-interface vereist een beëindiging circuit (R30-33, C10-11, L1) en 2.28Kohm 1% bias resistor (R7, niet afgebeeld).
HD44780 karakter LCD
Het #twatch ondersteunt een 'standaard' 4line door 20character 5 volt HD44780 LCD met achtergrondverlichting van een + 5 volt. Meestal kunt u hen voor ongeveer $10 op eBay. Zorg om te verifiëren dat uw LCD komt overeen met de pinout van de #twatch voordat u het. De meeste LCD's zijn hetzelfde, maar niet alle van hen.
Bijna alle karakter LCD-schermen werken op 5volts, dus wij een 5 volt voeding van een gemeenschappelijk 7805 regulator (VR2, C14, C2 bieden). Het LCD-scherm met achtergrondverlichting kon potentieel gebruiken een bos van huidige, zodat we een andere grote aan-220 regelgever gebruikt. C12 is een ontkoppeling condensator voor de voeding van de LCD, maar LCD's al aan boord ontkoppeling. C12 moet niet worden ingevuld, we gewoon opgenomen in het geval van stabiliteitsproblemen.
Voor maximale vernieuwen de snelheid, wordt het LCD-scherm beheerd via de volledige 8-bit interface.
De meeste LCD-schermen zijn 5 volt onderdelen waarvoor ongeveer 4.25volts+ registreren van een hoog niveau op de pennen van de gegevens, maar de PIC 18F65J60 is slechts een deel van de 3.3 volt. Gelukkig heeft de PIC een bos van 5 volt tolerant pinnen zodat we kunnen houden van het signaal op 5volts met een 10K pull-up weerstand (R10-R19), en vervolgens het vermalen door de PIC instelling voor de richting van de pin wijzigen. Dit is meestal wel een open afvoer output genoemd.
Sommige nieuwere LCD's lopen op 5volts, maar nog steeds werkt op 3.3 volt interface niveaus. De #twatch zal ondersteunen deze modus als u R10-19, weglaten dus geen pull-up spanning op de pinnen gaat en wijzig de firmware om over te schakelen van het register van de LAT in plaats van het TRIS-register in HD44780.c.
Het contrast van de LCD display wordt gecontroleerd door een bias spanning, meestal met een 10Kohm potentiometergegenereerd. De #twatch PCB heeft voetafdrukken voor een goedkope 3mm SMD pot (R2), en een tweede spatie te gebruiken een grotere, door holes pot (R2A). Slechts één moet worden gevuld!
In het geval er ruis in de voeding van alle spullen van het ethernet is, filteren wij de bias spanning door middel van een kleine ferriet kraal (L2). Wij ook een condensator voor extra filtering(C13) opgenomen, maar wij niet gebruiken omdat noch element daadwerkelijk nodig is.
De #twatch kunt eenvoudige + 5 volt achtergrondverlichting tot 400mA of zo. De PIC schakelt een transistor (NPN1) door een huidige 240 ohm weerstand (R3, niet afgebeeld) te beperken. We gebruikten een transistor die overweg kan met 800mA + met een winst van 250hfe +, zodat de PIC een grote lading met het 20mA maximale pin uitgangsstroom kunt schakelen.
R1 is een huidige beperkende weerstand voor de LCD achtergrondverlichting, indien nodig. We gebruikten een via holes weerstand zodat het een veel warmte met grote achtergrondverlichting kan verdrijven, en omdat het de gemakkelijkste grootte te vinden lokaal en soldeer zelf. Als uw backlight niet nodig een weerstand, vervang gewoon R1 met een stuk draad. Onze LCD vereist een 3 ohm weerstand voor de voeding van een 240mA-achtergrondverlichting.
Sommige achtergrondverlichting gebruiken veel van de macht, zodat we de pinnen van de levering direct naast de voeding en de massaplaat met een bos van VIAs versterkt. Sommige mooie LCD-achtergrondverlichting vereist speciale station circuits, dus zorg ervoor dat jouwe maakt gebruik van een eenvoudige + 5 volt aanbod om schade te voorkomen.
Voeding
De #twatch vereist een 6-7 volt voeding via een 2.1mm power supply-aansluiting (J1). 2.1mm stekkers zijn de meest voorkomende grootte en met elke universele voeding moeten komen.
Hoe hoger de voedingsspanning u, de meer warmte die moet worden afgevoerd van VR1 en VR2. Vergeet niet dat de #twatch is een prototype bestuur leren, het is niet een volledige en geteste commercieel product. Passende voorzorgsmaatregelen nemen en het onbeheerd niet uitvoeren.
