Rancangan Elektronik - Bentangan PCB bagi bekalan kuasa fotovoltaik untuk sirkuit mikrokawal

Bentangan PCB bagi bekalan kuasa fotovoltaik

Semua komponen dan sebahagian besar jejak dan tumpahan tembaga berada di atas; di bawah adalah terutama pesawat tanah.

Saiz PCB

Pemegang mikro ialah Lebah Sleepy EFM8 Labs Silicon, dan sambungan (relatif) besar di sebelah kiri menyediakan sambungan langsung ke penyesuaian penyahpepijat USB SiLabs. Penyambung ini memakan banyak ruang PCB, membuat rancangan keseluruhan kelihatan lebih besar daripada ia sebenarnya.

Saiz mengufuk yang lebih pendek ialah cubaan saya untuk menghargai seberapa kecil papan boleh jika sambungan nyahpepijat dibuang (dan komponen lain diurus semula).

Jadi tekaan saya ialah papan lapisan ganda semua komponen di satu sisi mungkin kurang dari 1.5 inci kuasa dua. Saya akan katakan ini cukup bagus, terutama mengingat bahawa kita bercakap tentang PCB lapisan ganda.

Selain itu, saya tidak berfikir saya kehilangan mana-mana prestasi dengan menggunakan dua lapisan daripada empat, kerana bawah adalah hampir pesawat tanah yang kuat, dan ada cukup ruang di atas untuk garis kuasa lebar dan sambungan tanah lebar (juga kerana mikrokawal akan berjalan dengan frekuensi yang sangat rendah).

Ini beberapa cara lain untuk mengurangkan saiz papan:

· Saya memilih komponen pasif yang lebih besar (0805 dan 1206) kerana ia lebih mudah untuk dikumpulkan. Jika and a berencana untuk mengumpulkan papan sirkuit secara profesional, anda boleh pertimbangkan menggunakan 0603 atau bahkan 0402 (anda boleh mencari kondensator 2.2μF yang diterima dalam pakej 0402, tetapi untuk 0.1μF kondensator dan resistor, anda pasti boleh menggunakan 0402).

· Pakej yang lebih besar dipilih untuk pengendali mikro; Ini adalah QFP32 9 mm * 9 mm. Pakej tanpa leadless 32 pin lebih kecil (5 mm * 5 mm), dan juga ada pakej tanpa leadless 24 pin. Pakej kaki, saiz lebih kecil (4 mm*4 mm). Menurut pendapat saya, kebanyakan aplikasi yang dibina disekitar bekalan kuasa ini tidak memerlukan lebih dari beberapa pin I/O, jadi pakej 24 pin mungkin pilihan terbaik. Saya menggunakan peranti 32 pin kerana pengendali mikro tidak mempunyai pakej petunjuk (ie bukan-lead).

· Memberikan oscilator kristal dengan ketepatan tinggi 32.768 kHz untuk aplikasi jam sebenar; ia sekitar saiz komponen 0805. Pemegang mikro mempunyai oscilator kuasa rendah dalaman dengan ketepatan yang sangat rendah (±10%), jadi jika anda tidak memerlukan masa yang tepat, anda boleh melepaskan kristal.

· Pemaju pompa muatan kini mempunyai empat kondensator output 2.2μF, tetapi hanya satu diperlukan.

· LED dan penentangnya hanya untuk menyahpepijat; mereka boleh dilupakan dalam rancangan akhir.

· Ia mungkin dianggap bahawa semua sirkuit (switch, LDO dan dua kondensator) berkaitan dengan bekalan kuasa penyahpepijatan boleh dibuang. Ini tidak disarankan kerana tenaga matahari bukanlah sumber tenaga yang sesuai untuk pembangunan dan ujian perisian tegar.

Pemilihan dua sisi

Item terakhir bagaimana membuat senarai lebih kecil adalah mempunyai komponen di atas dan bawah papan. Apabila saya menulis artikel ini, saya mula meragukan sama ada seluruh sirkuit sesuai dengan saiz sel surya, sehingga and a boleh merancang papan sirkuit dengan hanya sel surya atas dan perkara lain di bawah. Saya memutuskan untuk menghapuskan beberapa komponen yang tidak diperlukan dari skema dan cuba idea ini, inilah yang saya jumpa (dimensi dalam inci):

Ini adalah pendekatan kasar, tetapi, seperti yang anda lihat, kita sangat dekat dengan tujuan untuk menekan semua sirkuit ke dalam ruang PCB yang dipenuhi oleh sel surya.

Untuk mencipta tempat komponen ini, saya menghapuskan tiga dari empat kondensator output, kristal, LED, dan perlawanan LED. Saya juga menukar pakej pengendali mikro ke QFN24. Komponen pasif masih 1206 dan 0805, tetapi pakej yang lebih besar ini boleh menentukan keperluan untuk beberapa cara untuk menyambungkan mikrokawal kepada penyesuaian nyahpepijat. Sudah tentu tidak banyak ruang untuk menuju, tetapi jika and a boleh menggunakan papan empat lapisan (dan ada cukup ruang di atas di bawah sel surya), saya tidak fikir ini adalah halangan serius.

dalam kesimpulan

Kami telah membincangkan bentangan PCB papan mikrokawal surya yang saya reka baru-baru ini, dan kami juga telah mempelajari contoh implementasi yang lebih optimis ruang, di mana saiz PCB dekat dengan saiz sel surya.