Sou novato nesse mundo de microcontroladores, mas já montei 2 protótipos aqui em casa que estão funcionando muito bem (automação residencial e aquário). E para ficar com um aspecto mais profissional, quero montar um circuito impresso (sem precisar do arduino completo) e colocar numa caixinha.
Porém, estou quebrando a cabeça para encontrar o melhor layout para a placa. Fiz uns esboços, e fiquei satisfeito com a ligação abaixo. O que vocês acham? Está certo? Alguma coisa precisa ser corrigida? Lembrando que este esquema é somente do básico para o atmega funcionar com o bootloader do arduino. Após a "aprovação" desta fase irei prosseguir com a adição dos sensores e reles.
Como você é iniciante não seria muito aconselhavel fazer uma placa dual layer (com 2 superficies) seu circuito está bom tente fazer tudo em apenas uma superficie e melhor direcionar as trilhas . Caso queira posso desenhar para você , mas aconselho você desenvolver para se aprimorar.
Obrigado bubulindo e ViniciusTech pelas dicas. Fiz algumas alterações no esquema e já incluí os componentes que vou usar, sendo que ainda falta o módulo SD e o LCD 5110 da nokia. Por esse motivo vou precisar de uma placa maior, pois são vários componentes.
E Vinicius, acho que não vou conseguir fazer este circuito usando apenas uma camada. Quebrei a cabeça e não consegui montar as trilhas. Mas não me preocupo com isso, pois irei encomendar as PCBs de uma fábrica aqui perto. Consegui a cotação de R$9,00 por placa. Acredito que devo conseguir mais barato ainda se pedir da China.
4 reles com optoacopladores
1 conector sensor de temperatura
5 conectores para leds indicativos
1 circuito básico atmega328 (cristal, capacitores, etc...)
1 Jack
1 diodo para proteção do circuito. Sendo que ainda estou em dúvida em qual valor colocar para este diodo. Alguma sugestão? Este é o D1 logo após o jack de alimentação da fonte (7 a 12V)
Ola amigo.
A tua placa esta muito melhor que a primeira que colocas-te.A tua nova versão tem algumas coisas que eu corrigiria.
Elas são:
O teu botão de reset esta perigosamente próximo das saídas do relê.O pino de reset é de extrema importância por isso tê-lo próximo de uma possível tensão de 230(Se colocares essa tensão a ser comutada no relê) é uma possível fonte de problema.
O teu cristal esta um pouco afastado de mais dos pinos do micro.Como" rule of the tumb" deves ter o oscilador o mais próximo possível dos pinos do AVR assim como os condensadores.O motivo para isto é que se estiveres a usar um cristal de 16Mhz teres longas pistas estas a adicionar capacitância no circuito do cristal.Isso pode alterar a frequência de relógio e deixas de lá ter os 16 Mhz.Pode ser ou não grave dependentemente da tua necessidade ...
O teu isolamento com o photo-acoplador não esta a fazer nada em termos de isolamento.Um isolamento significa que o outro do photo-acoplador nada tem a ver com o lado de comando.No teu caso tens a saída do photo-acoplador a receber os 5V do AVR!!!
Ja agora os reles sao de 5V? Eu nunca iria comutar os reles com a tensão de alimentação do AVR.O teu circuito com o 4N25 está mal implementado.
Essa alimentação tem de ser outra que não os 5V do teu comando( do avr) para teres um verdadeiro isolamento!
Também não colocas-te um condensador em paralelo aos diodos dos reles!
Se não o colocares provavelmente vais sofrer de um efeito caso uses um display, de veres o display a ganhar vida própria a imprimir coisas malucas nele quando os reles comutam.Tens de suprimir esses picos de interferência ...
No final da um ratsnest na board para ter um aspecto mais profissional e une essa layer à camada de ground.
Use a fonte externa para alimentar os reles diretamente sem passar pelo regulador , assim você poderá usar reles e 12v que são mais comuns e deixar melhor planejado o circuito . Procure seguir as recomendações do Hugo sobre o botão de reset e a distancia do cristal pois são importantes , procure adicionar também um capacitor eletrolítico em paralelo com a entrada e um depois do regulador nos 5 v isto ajuda a diminuir os ruídos da onda. Tambêm acho dispensável o uso dos bc548 caso você utilize os reles de voltagem maior logicamente o consumo "diminuirá" em Watts assim você poderia ligar os 4n25 diretamente nos relays
Tambêm acho dispensável o uso dos bc548 caso você utilize os reles de voltagem maior logicamente o consumo "diminuirá" em Watts assim você poderia ligar os 4n25 diretamente nos relays
Bom vou discordar um pouco nesta afirmaçao.O 4n25 por si só entrará em ruptura (curto) se tentares comutar o rele nele.Normalmente um rele consome cerca de 400mA(claro que não é regra) e esta corrente esta muito acima do que o 4N25 pode lidar no seu transistor de saída.Se fores confirmar no datasheet o IC max(corrente de coletor) é de 100mA.Claramente abaixo do que o rele te consome.Deves alimentar os reles de uma outra tensao e fazer o isolamento como deve ser usando os photo-acopladores em conjunto com o transistor para teres corrente suficiente para o rele.
Muito obrigado pelas dicas. Como sempre brinquei com shields e módulos prontos estou apanhando bastante com essas questões de isolamento e proteção do circuito. Porém, surgiu a oportunidade de vender o produto final para alguns aquaristas (nada industrial), apenas algumas unidades para alguns amigos de fóruns desse hobbie, então pretendo fazer algo mais profissional. Vai que dá certo.. hehehe
HugoPT:
Ola amigo.
A tua placa esta muito melhor que a primeira que colocas-te.A tua nova versão tem algumas coisas que eu corrigiria.
Elas são:
O teu botão de reset esta perigosamente próximo das saídas do relê.O pino de reset é de extrema importância por isso tê-lo próximo de uma possível tensão de 230(Se colocares essa tensão a ser comutada no relê) é uma possível fonte de problema.
O teu cristal esta um pouco afastado de mais dos pinos do micro.Como" rule of the tumb" deves ter o oscilador o mais próximo possível dos pinos do AVR assim como os condensadores.O motivo para isto é que se estiveres a usar um cristal de 16Mhz teres longas pistas estas a adicionar capacitância no circuito do cristal.Isso pode alterar a frequência de relógio e deixas de lá ter os 16 Mhz.Pode ser ou não grave dependentemente da tua necessidade ...
Vou fazer essas alterações imediatamente. As tensões aqui no Brasil variam de 110 a 220, então poderei ter problemas sim.
Quanto ao cristal, preciso ter uma certa precisão sim neste projeto, até porque estamos a falar de vidas de diversos peixes.. hehehe
HugoPT:
O teu isolamento com o photo-acoplador não esta a fazer nada em termos de isolamento.Um isolamento significa que o outro do photo-acoplador nada tem a ver com o lado de comando.No teu caso tens a saída do photo-acoplador a receber os 5V do AVR!!!
Ja agora os reles sao de 5V? Eu nunca iria comutar os reles com a tensão de alimentação do AVR.O teu circuito com o 4N25 está mal implementado.
Essa alimentação tem de ser outra que não os 5V do teu comando( do avr) para teres um verdadeiro isolamento!
Entendi, mesmo não puxando uma ligação direta dos pinos do controlador para o 4N25, posso ter problemas pela alimentação compartilhada.
Então o correto seria colocar outro regulador de tensão exclusivamente para os reles? Posso compartilhar da mesma fonta de 7-12V pelo menos? Pois queria fazer algo com menos fios possíveis para o usuário final.
E sim, os reles são de 5V. Os mesmos que já uso no meu protótipo na protoboard, porém ele já veio em módulo com 8, e uso uma fonta de 5V exclusiva para ele. Porém quero otimizar o projeto.
HugoPT:
Também não colocas-te um condensador em paralelo aos diodos dos reles!
Se não o colocares provavelmente vais sofrer de um efeito caso uses um display, de veres o display a ganhar vida própria a imprimir coisas malucas nele quando os reles comutam.Tens de suprimir esses picos de interferência ...
Não entendi muito esta parte. Apesar de ser muito importante, visto que pretendo usar sim um display LCD.
Abaixo segue o esquema elétrico apenas dos relês. Dada a imagem, o que você chama de condensador seria o diodo 1N4004? Pelo que li, é muito recomendado usar este componente em paralelo com os relês, justamente pela proteção do circuito.
Acabei de ver um erro no esquema, o connector do LED de indicação do rele está com os polos invertidos
Obrigado
HugoPT:
No final da um ratsnest na board para ter um aspecto mais profissional e une essa layer à camada de ground.
Opa, claro, ainda falta finalizar a camada do Silk, e os processos que mencionou, mas só no final mesmo..
ViniciusTech:
Use a fonte externa para alimentar os reles diretamente sem passar pelo regulador , assim você poderá usar reles e 12v que são mais comuns e deixar melhor planejado o circuito . Procure seguir as recomendações do Hugo sobre o botão de reset e a distancia do cristal pois são importantes , procure adicionar também um capacitor eletrolítico em paralelo com a entrada e um depois do regulador nos 5 v isto ajuda a diminuir os ruídos da onda. Tambêm acho dispensável o uso dos bc548 caso você utilize os reles de voltagem maior logicamente o consumo "diminuirá" em Watts assim você poderia ligar os 4n25 diretamente nos relays
Os meus reles são de 5V, então penso em usar a mesma fonte de 10V (a que uso atualmente) para o projeto, porém com 2 reguladores de tensão. Será que fica bom?
Quando ao capacitor, já estou usando 2 capacitores de 10uF ligados dessa forma, 1 antes e outro depois do regulador. Esses não servem?
E quando ao primeiro diodo, logo após o jack? Ele é realmente necessário? Qual seria o valor dele?
Tambêm acho dispensável o uso dos bc548 caso você utilize os reles de voltagem maior logicamente o consumo "diminuirá" em Watts assim você poderia ligar os 4n25 diretamente nos relays
Bom vou discordar um pouco nesta afirmaçao.O 4n25 por si só entrará em ruptura (curto) se tentares comutar o rele nele.Normalmente um rele consome cerca de 400mA(claro que não é regra) e esta corrente esta muito acima do que o 4N25 pode lidar no seu transistor de saída.Se fores confirmar no datasheet o IC max(corrente de coletor) é de 100mA.Claramente abaixo do que o rele te consome.Deves alimentar os reles de uma outra tensao e fazer o isolamento como deve ser usando os photo-acopladores em conjunto com o transistor para teres corrente suficiente para o rele.
Tenho este mesmo pensamento do Hugo, pelos cálculos de que fiz de acordo com o datasheet, realmente é necessário o uso do transistor para poder acionar a bobina do rele sem nenhum problema de sobre carga nos photo-acopladores.
Desculpe realmente tinha visto errado o datasheet do 4n25 , agora que vocês comentaram percebi que o transistor de saída suporta no máximo 150ma o que é bem baixo para o relay e lógicamente é necessario o uso do transistor adicional. Agora a parte de alimentação seria melhor você utilizar outro regulador exclusivo para os relay's assim você teria 2 reguladores que não esquentassem tanto. Utilize no minimo capacitores de 100uF na alimentação seguido de um ceramico 104 .
O diodo de entrada é um 1n4007 que serve para proteger de tensão inversa no circuito , porem tem uma perda comum de diodos de 0,6 volts, o que não interfere muita coisa .(recomendo utilizar mesmo)
Não entendi muito esta parte. Apesar de ser muito importante, visto que pretendo usar sim um display LCD.
Abaixo segue o esquema elétrico apenas dos relês. Dada a imagem, o que você chama de condensador seria o diodo 1N4004? Pelo que li, é muito recomendado usar este componente em paralelo com os relês, justamente pela proteção do circuito.
O que se passa é que muitos utilizadores, eu inclusive ja tive o azar de ter um display LCD ligado no AVR e quando algum relê comuta o display "passa-se" ficando com os caracteres todos atrofiados e implica reiniciar todo o circuito para voltar a ficar ok.Voltas a comutar outro relê e puff.O problema é meio aleatório mas esta relacionado com interferencia da carga indutiva do relê.Colocando um condensador cerâmico na ordem dos 100 nF faz desaparecer o problema aparentemente.Pelo menos para mim tem funcionado e então coloco sempre o dito condensador também em paralelo ao rele.Deves coloca-lo visto que também iras usar um LCD.
O diodo de entrada é um 1n4007 que serve para proteger de tensão inversa no circuito , porem tem uma perda comum de diodos de 0,6 volts, o que não interfere muita coisa .(recomendo utilizar mesmo)
Isto é um bom metodo para prevenir ligares a alimentação com a polaridade errada, se trocares os fios o diodo nao conduz e entao nada acontece de mal.Como o colega te diz ele provoca uma queda de tensão de 0.6V(visto ser de silício, germânio provoca 0.3V) e deve suportar uma corrente que o teu circuito necessite.
Existe também um pequeno truque que consiste em colocar uma ponte retificadora na entrada da alimentação DC e podes ligar os fios como desejares pois a alimentação estará sempre correta, mas isso só e usado em casos muito raros.O diodo é suficiente
Agradeço a todos pela ajuda. Graças a vocês estou conseguindo evoluir bastante com o projeto.
Porém ainda tenho uma dúvida. O Eagle parece não reconhecer a nova fonte de 5V, e continua deixando a linha amarela indicando a falta de alimentação (destacado em branco). Alguma dica de como proceder? Já apaguei e refiz as ligações pelo menos 5 vezes. Abaixo o esquema elétrico para referência.
Porém ainda tenho uma dúvida. O Eagle parece não reconhecer a nova fonte de 5V, e continua deixando a linha amarela indicando a falta de alimentação (destacado em branco). Alguma dica de como proceder? Já apaguei e refiz as ligações pelo menos 5 vezes. Abaixo o esquema elétrico para referência.
Ja tentaste fazer a pista em manual?
Ja confirmas-te se tens algum erro usando o ERC?
O eagle tem uma ferramenta em com um símbolo de um olho na barra de ferramentas que se a selecionares e tocares numa pista deve te "acender " todas as pistas que estão eletricamente conectadas.Usando isto verifica se no teu esquema a pista que liga nesse pino também acende.
As pistas foste tu que fizeste ou usas-te o auto-route?
Por vezes o auto-route é um pouco burro e por se ver rodeado de pistas de varias layers não sabe como desenhar essa.
Em relação à tua placa noto que removes-te o diodo que antes tinhas em paralelo ao relê.Tens de ter o diodo, não o removas!
Tens de lá ter o diodo e o condensador em paralelo ao relê!
Também seria bom colocares uns "holes de fixação" para aparafusar a board em alguns pontos.
Porém ainda tenho uma dúvida. O Eagle parece não reconhecer a nova fonte de 5V, e continua deixando a linha amarela indicando a falta de alimentação (destacado em branco). Alguma dica de como proceder? Já apaguei e refiz as ligações pelo menos 5 vezes. Abaixo o esquema elétrico para referência.
Ja tentaste fazer a pista em manual?
Ja confirmas-te se tens algum erro usando o ERC?
O eagle tem uma ferramenta em com um símbolo de um olho na barra de ferramentas que se a selecionares e tocares numa pista deve te "acender " todas as pistas que estão eletricamente conectadas.Usando isto verifica se no teu esquema a pista que liga nesse pino também acende.
As pistas foste tu que fizeste ou usas-te o auto-route?
Por vezes o auto-route é um pouco burro e por se ver rodeado de pistas de varias layers não sabe como desenhar essa.
Em relação à tua placa noto que removes-te o diodo que antes tinhas em paralelo ao relê.Tens de ter o diodo, não o removas!
Tens de lá ter o diodo e o condensador em paralelo ao relê!
Também seria bom colocares uns "holes de fixação" para aparafusar a board em alguns pontos.
Opa,
Lá vou eu adicionar os diodos de novo.. Esse negócio da muito trabalho. XD
Referente as trilhas, eu fiz quase tudo em manual (alimentação, cristal, etc..). Só usei o auto-route para os pinos digitais e analógicos do arduino. O circuito não tem erro nenhum. Apenas algumas observações sobre componentes sem valores. Estou quebrando a cabeça para fazer o eagle reconhecer a trilha de 5V, mas está difícil. Hoje o dia foi bem complicado no trabalho, e nem consegui mexer no meu circuito.
Agora vou adicionar os outros circuitos que faltam (RTC e LCD).
Amanhã ou depois eu atualizo o tópico com a placa atualizada.
ViniciusTech:
ricardo pode me dizer onde você fez o orçamento da placa
Entrei em contato com algumas empresas por email, e separei 2, pois trabalham com prototipagem antes de fechar a solução. A Vbcircuito estimou um valor de aproximadamente R$9,00 por placa (não oficial, pois estão esperando o arquivo gerber). Agora gostei muito da segunda opção, pois o foco são pequenas produções, porém ainda não me deram preço pois querem o gerber para oficializar.
Porém, nunca pedi nada de nenhuma das duas empresas, então não posso atestar a qualidade dos produtos.
Seguem abaixo as imagens do esquema elétrico e da placa de circuito. Espero que agora esteja tudo certo. Será? Pois isso dá um trabalho danado ficar reposicionando os componentes e as trilhas. Agora só me restou uma dúvida: Devo ligar o terra do arduino com o terra dos reles, ou não precisa?
Agora na versão final, incluí todos os componentes que vou precisar no meu projeto que são:
1 ) Atmega328P-PU
2 ) Expansor de portas PCF8574P (para ligar os reles)
3 ) RTC DS1307
4 ) Sensor de temperatura (LM35)
5 ) Sensor ultrassônico
6 ) LCD Nokia 5110
7 ) Módulo SD Card
8 ) 6 Reles
Esquema elétrico
Placa de circuíto
A propósito, consegui resolver o problema das trilhas separadas em 5V. Para isso tive que incluir um componente de supply 5V e outro diferente 5V/2.
, agora que vocês comentaram percebi que o transistor de saída suporta no máximo 150ma o que é bem baixo para o relay e lógicamente é necessario o uso do transistor adicional. Agora a parte de alimentação seria melhor você utilizar outro regulador exclusivo para os relay's assim você teria 2 reguladores que não esquentassem tanto. Utilize no minimo capacitores de 100uF na alimentação seguido de um ceramico 104 .
Esse negócio da muito trabalho. XD
