Technologie PCB - Mise en page PCB pour circuit d'alimentation photovoltaïque

Dimensions du PCB

Le microcontrôleur est l'efm8 Sleepy Bee de Silicon Labs, et le connecteur (relatif) à gauche fournit une connexion directe à l'adaptateur de débogage USB silabs. Ce connecteur consomme beaucoup d'espace PCB, ce qui rend la conception globale plus grande qu'elle ne l'est réellement.

L'image ci - dessous montre la taille de la carte PCB en pouces. La taille horizontale plus courte est ma tentative d'estimer à quel point la carte serait petite si les connecteurs de débogage étaient supprimés (et d'autres composants réarrangés).

Voici quelques autres façons de réduire la taille de votre carte:

J'ai opté pour des composants passifs IC plus grands (0805 et 1206) car ils sont plus faciles à assembler. Si vous prévoyez d'assembler une carte, vous pouvez envisager d'utiliser 0603 ou même 0402 (vous trouverez probablement un condensateur acceptable de 2,2 ° F dans le boîtier 0402, mais pour un condensateur et une résistance de 0,1 ° F, vous pouvez utiliser 0402).

. J'ai choisi un boîtier plus grand pour le microcontrôleur; Il s'agit d'un qfp32 de 9 mm x 9 mm. Le boîtier sans aiguille à 32 broches est nettement plus petit (5 mm x 5 mm) et le boîtier sans aiguille à 24 broches est beaucoup plus petit (4 mm x 4 mm). À mon avis, la plupart des applications construites autour de ce type d'alimentation ne nécessitent pas plus de quelques broches d'E / s, de sorte qu'un boîtier à 24 broches peut être le meilleur choix. J'utilise un périphérique à 32 broches parce que le microcontrôleur n'a pas d'autre boîtier de broche (c'est - à - dire non Broché).

.i fournit un oscillateur à cristal de 32768 kHz pour les applications d'Horloge temps réel; Il a environ la taille d'un composant 0805. Le microcontrôleur dispose d'un oscillateur interne basse consommation avec un faible nombre de degrés (± 10%), vous pouvez donc omettre le cristal si vous n'avez pas besoin de chronométrer.

Les régulateurs de commutation de pompe de charge ont actuellement quatre condensateurs de sortie de 2,2 ° F, mais un seul est nécessaire.

La LED et sa résistance sont utilisées uniquement pour la mise en service; Ils peuvent être omis de la conception finale.

. Vous pensez peut - être qu'il est possible d'éliminer tous les circuits (interrupteurs, LDO et deux condensateurs) associés à l'alimentation de débogage. Je ne le recommande pas, car l'énergie solaire n'est pas une source pratique pour le développement et les tests de firmware.

Double choix

Le dernier élément sur la façon de faire une liste plus petite est de placer les composants en haut et en bas de la planche. Au moment où j'écris ceci, j'ai commencé à me demander si tout le circuit s'adapte à la taille d'une cellule solaire afin que vous puissiez concevoir une carte avec seulement des cellules solaires au - dessus et d'autres choses en dessous. J'ai décidé de supprimer certains composants inutiles du schéma et d'essayer l'idée, voici ce que j'ai trouvé (en pouces):

C'est une approximation approximative, mais comme vous pouvez le voir, nous allons littéralement entasser tous les circuits dans l'espace PCB occupé par les cellules solaires.

Pour créer cette disposition de composant, j'ai supprimé trois des quatre condensateurs de sortie, à savoir le cristal, la LED et la résistance de la LED. J'ai également converti le boîtier du microcontrôleur en qfn24. Les composants passifs sont toujours 1206 et 0805, mais ces boîtiers plus grands peuvent compenser la nécessité de connecter le microcontrôleur à l'adaptateur de débogage. Bien sûr, il n'y a pas beaucoup d'espace pour le câblage, mais si vous pouvez utiliser un panneau à quatre couches (et il y a encore assez d'espace en haut sous les cellules solaires), je ne pense pas que ce soit un obstacle sérieux.

Conclusion

Nous avons déjà parlé de la mise en page de PCB de mon panneau de microcontrôleur solaire récemment conçu, et nous avons également examiné un exemple d'implémentation plus optimisée spatialement où la taille du PCB est proche de celle d'une cellule solaire. Si vous avez de l'expérience avec la conception limitée dans l'espace des appareils embarqués à faible consommation, n'hésitez pas à partager vos idées dans les commentaires.