Схема с Atmega32U4 и светодиодом WS2812 (в форме смайлика). Это работает?

Question

Схема с Atmega32U4 и светодиодом WS2812 (в форме смайлика). Это работает?

Я здесь новенький и новичок в электронике. С 1 года я играюсь с Arduino (разные типы), и теперь я хочу собрать свою собственную вещь: смайлик с RGB-светодиодами WS2812D-F5. Но я не уверен, что сделал какие-то ошибки. Возможно ли, чтобы специалист по электронике мог проверить мою схему? Это было бы очень мило, мило и прикольно :)

Функции: Переключатель SW1 подключен к D8 (PB4), и при нажатии смайлик меняется с грустного на радостный. нажал снова, он снова меняется и так далее.

Поскольку светодиодам WS2812 требуется большой ток, я добавил несколько различных возможностей для питания всего устройства: 1x разъем постоянного тока, подключенный к стабилизатору напряжения, который выдает фиксированное напряжение 5 В, и два контакта для LiPo 3,7 В, которые также подключены к регулятор напряжения. Я не знаю, работает ли это, если у LiPo всего 3,7 В.

Ну... затем я добавил выключатель питания, микро-USB, FTDI и SPI-соединение. Если не получается записать загрузчик или загрузить скетч, у меня больше возможностей сделать это ;)

Да, я думаю, что это так. Если я что-то забыл, просто спросите меня. Большое спасибо!

С уважением.

Привет из Швейцарии

дельф Схема смайлика WS2912 atmega32u4

Изменить 15.5.19 18:00 Хорошо, я просто изменил схему, основываясь на ваших замечательных советах :) Всем большое спасибо. Я изменил/добавил регулятор. Выходной ток=3А (каждый). Должно быть достаточно. Но я не уверен, что смогу разделить ток таким образом.

Что вы думаете? :)

Всем привет :)

Версия 1.2

@swim hive, 👍-1

Обсуждение

Убедитесь, что каждый компонент, расположенный между источником питания и светодиодами, способен выдавать необходимый ток. Также источник питания должен обеспечивать достаточный ток., @chrisl

А 7805 в качестве стабилизатора в цепи, которой требуется около 4 А...?! ОЙ. Думаю, нет., @Majenko

Маженко уже ответил на самое главное (управление властью); Я хотел бы дать лишь несколько советов. Разъем батареи LiPo так работать не может, так как 7805 для работы нужно минимум 6-6,5В. Более того, не следует подключать его параллельно к источнику питания 12 В. В первый раз забываешь, что он подключен, и еще подключаешь 12 В… ну, есть много видео взрывающихся батарей… Наконец, постарайся быть «чище» при рисовании схемы; избегайте слишком большого количества пересекающихся линий, поскольку они сбивают с толку (например, посмотрите на линию сброса). Наконец SW1 бесполезен (вы не можете его контролировать, @frarugi87

Какой метод и/или программатор вы используете для записи загрузчика?, @Gerben

@frarugi87 SW1 имеет только функцию проверки высокого уровня сигнала для изменения формы смайлика. Это должно сработать или я что-то забыл? Наконец я забыл кое-что важное: максимальное количество работающих светодиодов = ~50. Я просто добавляю более новую версию через несколько минут с макетом печатной платы., @swim hive

@Гербен Я не знаю. На данный момент я на стадии планирования. Задача загрузчика появится позже;), @swim hive

@swimhive да, но когда SW1 не нажат, он должен перейти в известное состояние. обычно вы подключаете резистор либо к VCC, либо к GND, а переключатель к другому, чтобы узел мог «перейти» в другое состояние, когда кнопка не нажата. Они называются соответственно подтягивающими или понижающими резисторами. Микросхема, которую вы используете, имеет встроенные подтягивающие резисторы, поэтому вы можете либо 1) подключить SW1 к земле, включить внутреннее подтягивание и найти состояние LOW, либо 2) оставить SW1 подключенным таким образом и добавить напряжение - понижающий резистор. Обычно люди склонны использовать решение 1 (меньше компонентов)., @frarugi87

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 2

Нет. Эта схема не будет работать.

В тот момент, когда вы включите больше нескольких светодиодов, регулятор перестанет работать. Каким бы мощным ни был ваш блок питания, этот регулятор является узким местом и перегреется, как только вы попытаетесь зажечь свой смайлик.

Регулятор (почтенный 7805 - я имею в виду, да ладно, он из ковчега. Сейчас есть гораздо лучшие современные регуляторы...) рассчитан на максимальный ток 1А. Это при очень хорошем теплоотводе и управлении температурой, а также входном напряжении лишь немного выше 5 В + падение напряжения. Ваша схема может потреблять до 4А. Это в 4 раза больше, чем рассчитан регулятор, когда он находится в самом оптимальном состоянии, а возможно, в 6-8 раз больше, чем может обеспечить ваше устройство.

Для схемы такого типа вам нужен импульсный стабилизатор. Тот, который может обеспечить во много раз ток линейного стабилизатора, такого как 7805 (или более современный LM1117-5.0). Вам нужен тот, который будет обеспечивать по крайней мере 4А, а в идеале немного больше для дополнительного запаса мощности. Итак, вы смотрите на 5А.

С приличной эффективностью вы могли бы запустить все это от входа 12 В с минимальным током 2,5 А. Предполагая эффективность 85%:

12 В при 2,5 А = 30 Вт.
85 % от 30 Вт = 25,5 Вт.
25,5 Вт при 5 В = 5,1 А

Таким образом, источник питания 12 В, 2,5 А, подаваемый на импульсный стабилизатор 5 В, 5 А с КПД не менее 85 %, позволит вашей схеме работать более надежно.

Вы также должны позаботиться о компоновке печатной платы (при условии, что вы разрабатываете ее для сборки на печатной плате). Импульсные регуляторы требуют определенной осторожности при их размещении. Вы должны свериться с рекомендуемой компоновкой печатной платы в техническом описании выбранного регулятора и придерживаться ее как можно точнее.

Кроме того, работа с большими токами требует большего внимания к вашим трассам. На этом сайте есть удобный калькулятор ширины дорожки.

В качестве примера: для дорожки 5 А на расстоянии 5 см с (стандартной) 1 унцией меди ширина дорожки должна быть не менее 2,77 мм. Это приведет к повышению температуры трассы на 10°C при комнатной температуре (от 25°C до 35°C).

15 мая 19, @Majenko

Привет :) Большое спасибо за вашу помощь! как я уже сказал: я новичок :) можете ли вы порекомендовать регулятор напряжения? Я нахожу только линейные стабилизаторы напряжения, которые обеспечивают 3,3 В и 5 А. Но мне нужно 5В :-/ Большое спасибо за полезную информацию. Но... остальная часть схемы работает? О дорожках на печатной плате: только дорожки VCC и GND должны иметь ширину ~ 3 мм, или я ошибаюсь? Большое спасибо за вашу любезную помощь :) Приветствую вас и продолжайте улыбаться ;), @swim hive

@swimhive Лично я бы выбрал более крупные следы или даже самолеты. Я предлагаю вам попытаться минимизировать силу тока в одной точке (например, использовать своего рода «дерево», а не последовательное соединение)., @frarugi87

Конечно, для земли вам нужен сплошной налив, а не следы. Затем сначала проложите трассы питания и только потом беспокойтесь о сигналах., @Majenko

@swimhive Будучи новичком, я бы пока не советовал разрабатывать собственную схему импульсного регулятора. Обратите внимание на внешние модули, такие как модули UBEC для авиамоделей и т. д., @Majenko

@Маженко Да, ты прав. Но я должен :( Есть одна вещь, которую я не понимаю. Мой Arduino Due может управлять 50 светодиодами WS2812B. Один светодиод потребляет максимум 60 мА (20 мА для каждого цвета). Если каждый светодиод белый, он потребляет 60 мА каждый. Итого = 3000мА.Регулятор на DUE - LM2734Y и имеет максимальный выходной ток 1А.Но он работает..как?, @swim hive

Вероятно, вы перегружаете регулятор. Насколько жарко становится? Выходное напряжение падает?, @Majenko

@Маженко Я не уверен, падает ли выходное напряжение. Это щит. Я не могу получить доступ к регулятору во время работы светодиода, потому что он закрыт., @swim hive

@*Gerben* · Accepted Answer · 2019-05-15 14:54-00:00

В заголовке FTDI необходимо поменять местами контакты TX и RX. TX FTDI должен соединяться с RX Arduino и наоборот.

Кроме того, в заголовке FTDI контакт USBVCC подключен непосредственно к контакту 5V. Я бы хотел подключить свой компьютер к этому разъему, если на вашу плату подается внешнее питание. Если вы никогда не собираетесь использовать этот контакт для питания платы, вы можете оставить его отключенным. То же самое относится и к порту USB.

Я бы предпочел, чтобы разъем LiPo работал в обход стабилизатора, так как все, что он делает, это еще больше снижает напряжение. Полноценный LiPo составляет около 4,2 В. 3,7 В - это только его номинальное напряжение.

D1 находится в странном месте. Если вы хотите использовать его для предотвращения обратной полярности, переместите его между разъемом и входом регулятора напряжения.