2018

Arduino alapú mérőműszer

Ez az eszköz az első saját tervezésű Arduino alapú panelem, ami nem próbapanelen lett megvalósítva, hanem saját tervezésű PCB is készült hozzá.

Néhány kép az eszközről:

A projekt részletes bemutatása:

A projekt tanulási céllal készült, ez az első saját tervezésű nyomtatott áramköri panelem (PCB) ami le lett gyárttatva. Az eszközön többféle szenzor is helyet kapott, például egy TMP112 típusú hőmérő, egy feszültség és áramerősségmérő, valamint a beépített Atmega328-P mikrokontroller egyik analóg portjára csatlakoztatott védelemmel ellátott bemenete, ami oscilloszkópként is használható.

Az eszköz kapcsolási rajza körülbelül 1,5 - 2 hét alatt készült el, és a PCB tervei is elkészültek nagyjából egy hét alatt. A panel elkészülése után a 2 darab prototípus alkatrészeit kézzel forrasztottam be a megfelelő helyre, így a különböző méretű és tokozású felületszerelt alkatrészek forrasztásában is gyakorlatot szerezhettem. Az eszköz tervezése és a prototípus gyártása közben a jelentős mennyiségű gyakorlati tapasztalaton kívül rengeteg hasznos dolgot tanulhattam, és egy termék létrehozásának minden folyamatába betekintést nyerhettem, az áramkör tervezésétől a gyártáson keresztül egészen a csomagolás teszteléséig.

A panel létrehozása először a tervezéssel kezdődött, meg kellett határozni hogy pontosan mi legyen a panel célja és milyen funkciói legyenek. Ezután kiválasztottam a központi vezérlőegység típusát, amihez több szempontot is figyelembe kellett venni. Olyan MCU-t kellett választani, ami 3.3V feszültségről is képes működni és fontos szempont volt az is, hogy a kész termék Arduino kompatibilis legyen az egyszerű használat érdekében. Ezért esett a választásom egy Atmega328-P mikrokontrollerre. Az áramköri elemek kiválasztásánál az adatlapokban megadott ajánlott működési hőmérséklet tartomány is fontos szerepet kapott. A kapcsolási rajz elkészülése után a panel tervezése közben is nagyon sok hasznos dolgot tanultam meg, például azt, hogy nem kell félni a már befejezett részek újrakezdésétől, mert néha második, esetleg harmadik nekifutásra sokkal jobb megoldást lehet találni az adott problémára. Amíg a PCB gyártását és megérkezését vártam, részletesen dokumentáltam az addig megtervezett dolgokat, aminek eredményeképpen egy 37 oldalas angol nyelvű bővített adatlapot hoztam létre. Ez tartalmazza azokat a dolgokat, amiket egy kereskedelmi forgalomba szánt termékhez is el kell készíteni, kiegészítve a használati utasítással és a szállíthatóságot garantáló csomagolási tesztek eredményeivel. A kész terméket a gyártás befejezése után számos tesztnek vetettem alá, amik igazolták, hogy az eszköz megfelel a tervezési fázisban meghatározott elvárásoknak. Utolsó lépésként összegeztem a tervezés közben elkövetett hibákat, hogy ezekből tanulva a későbbiekben sokkal jobb áramköröket tervezhessek. Talán ez volt az egész projekt leghasznosabb része, amikor az elkészült termék hibáit kellett feltárni, ezek okát meghatározni és megkísérelni azoknak a javítását.

További képek a gyártás különböző fázisairól, és a vezérlőszoftverről:

Köszönöm mindenkinek, aki segített a projekt megvalósításában. Külön köszönet azoknak, akik rengeteg hasznos dolgot tanítottak a kivitelezés közben.

• Kovács Gábor villamosmérnök
• Bodrogi Zsolt csomagolási mérnök
• És még sokan mások

Az eszközhöz angol nyelvű bővített adatlap is készült.