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[嵌入式]ESP8266多功能点阵时钟 - PCB制作分享

简介

上次开源了一个基于ESP8266的多功能点阵时钟代码以及制作方法, 这次就给大家开源自己制作的点阵时钟PCB板。 这也是自己第一次制作PCB电路板,可以说是从零开始,经过前后三个版本的迭代,
花了一个多月的时间,最终打第三次样板才成功的制作出没啥问题的PCB板来。得益于网友的帮助和一些大佬分享和开源的作品,让我一个小白成功制作一个属于自己的PCB电路板,所以我也想分享给有共同兴趣爱好的广大网友。

原文地址

ES8266多功能点阵时钟

PCB预览

视频

哔哩哔哩视频地址

ESP8266点阵时钟PCB焊接

ESP8266点阵时钟PCB板分享

图片

正面图
背面图2
背面图1
和第二版对比图2
和第二版对比图1

3D渲染图

PCB背面
PCB正面

开源地址

这里支持一下国产PCB设计工具立创EDA,官网是 https://lceda.cn/

PCB立创开源地址: https://oshwhub.com/Lengff/lattice-clock

代码开源地址:https://gitee.com/lengff/esp8266-lattice-clock-open

制作历程

由于自己从来没搞过这种PCB板的设计, 只能去看立创的官方教程,大致知道了制作PCB板的过程, 简单说一下我的看法:首先你需要画出你PCB板的电路原理图,然后就是原理图转PCB,转完就需要自己去布局,
布局完了以后在进行导线连接,最后进行铺铜等操作就可以去打板了。看着是不是很简单,其实我一样没有搞出来,
后面在我B站视频评论区找到愿意帮助我搞定PCB画板的大佬,但是原理图需要我自己处理,我各种百度和从淘宝店卖家获取元器件资料,最终也勉强的搞定了电路原理图。

第一版

第一版是比较失败的一版,当时自己也不太熟悉,结果到打板的时候发现一些问题:

  1. 因为一直模仿hack的原理图,但是他用的是esp8266-12S,而我用是用esp8266-12F,原理图就有些问题;
  2. 其次就是时钟芯片是DS3231MZ,我去淘宝购买的时候才发现这个芯片特别的贵,一片居然要40多;
  3. 一些其他的电路小问题;

结合上面种种问题,我果断的决定放弃这一版,准备重新画一版出来!

第二版

经过第一版的失败,第二版我就更谨慎了,每个区域都认真的核查,原本以为是没有问题的,结果帮我的大佬焊上去发现不行,于是我周末就到大佬家里一起排查问题,从下午三点一直到晚上八点终于把所有问题都搞清楚了,也成功的电亮了时钟;
虽然问题很多,但是基本都定位出来了:

  1. 画图的时候有些写的是VCC,有些是+5v,有些是+3v,所以导致有些地方没有供电;
  2. 触摸芯片和串口芯片电路图画的还是不对;
  3. 点阵的间距比较大,外观不是很美观;

虽说问题多多,但是我认为这也是一种成功,所以就准备搞第三版!

第三版

痛定思痛没有选择立马去搞第三版,而是总结了一些第二版的一些问题,再在代码上增加了一个LED指示灯,然后重新设计PCB板,最后打出来的板就剩一些小问题:

  1. 触摸芯片设计反了,正接会短路,反向焊接就没问题了
  2. 串口RXTX的电阻设计反了,通过飞线的方式也得以解决

除了上述的小问题就基本没有啥大的问题,所以我跟人认为修复了上面两个问题,就可以将此PCB进行开源。

制作说明

电路原理图

电路原理图

PCB制作说明

  1. 直接在嘉立创上打板就可以了,这个长度超过了白嫖长度,价格的话应该算是比较贵的了
  2. 材料的话推荐在淘宝上够买,不要直接在嘉立创商城下单
  3. DS3231SN这个芯片不好买,很多店都没有,或者比较贵,防止大家被坑,我提供一个参考价格是15左右,我找个一个淘宝店是9元
  4. 如果不想要触摸功能和串口功能的话可以忽略U6U8也就是CH340NTTP223B这两个芯片,周围的电容电阻也可以不焊接,但是前提是程序需要事先写在ESP8266里面
  5. 由于没有设计好触摸的地方,所以就只有预留一个触摸的焊盘,需要触摸功能的需要自己找触摸材料,然后焊接在J1焊盘处

程序写入说明

经常有人问我方形的点阵屏购买链接,价格比普通的贵好多,这里列出来:「33mm方格88白光点阵1088 32*32白色方形点阵1288AW/1288BW」 买共阴类型的。

这里不介绍怎么写入程序,想了解的,请参考 代码开源处 ,那里有详细的介绍和说明。但是这里简单提一下怎么在PCB板上写程序:

  1. 先按住BOOT按键,然后插上电脑的USB口,插电点阵屏无任何显示,则表示进入烧录模式,此时松开BOOT按键即可
  2. 使用arduino或其他软件烧录程序
  3. 重新插拔一次USB口(这里是因为没有设置RESET按键,我觉得直接插拔电源就好了),即退出烧录模式

注意事项

  1. ttp223触摸芯片注意方向,有横线的那头是正方向,我第三版的时候就出现这个问题,导致完全不亮
  2. 钽电容也有一个横线,这个横线指向正极,其他电容电阻均不区分正负极
  3. ESP8266最好是写好程序再焊接上去,避免PCB板上的串口芯片没用,致使没有程序无法验证

物料清单

经常有人问我方形的点阵屏购买链接,这里列出来,价格比普通的贵好多:「33mm方格88白光点阵1088 32*32白色方形点阵1288AW/1288BW」 买共阴类型的。

由于立创上的导出的乱糟糟的,所以我特意自己稍微整理了一下,并且列举了我购买元器件的参考价格(不包含运费),仅供大家参考。

名称数量参考单价参考总价规格备注
CR1220-210.770.77CR1220CR1220电池座+电池
0.1uF90.030.2706030.1uF电容
22pF10.020.02060322pF电容
1uF20.030.0606031uF电容
100uF20.61.23258100uF钽电容电容(略贵)
ZH1.5-4P-WT10.20.2ZH1.5端子母座
LED-0603_R20.0250.050603LED指示灯
10k110.040.44060310k电阻
330R40.040.160603330R电阻
1k10.010.0106031k电阻
K2-3.6×6.1_SMD20.080.163x6x2.5按键
MAX721941.355.4EWG/CWGMAX7219点阵屏驱动芯片(EWG/CWG都可以)
ESP8266-12F177ESP8266-12FESP8266-12F wifi主控芯片
CH340N14.154.15CH340NCH340N串口芯片
DS3231SN188DS3231SNDS3231SN时钟芯片
AMS1117-3.310.220.22AMS1117AMS1117稳压芯片
TTP223B10.450.45TTP223BTTP223B触摸芯片
TYPE-C10.650.6514P鱼叉脚立式USB-C接口(注意看是14p立式的)
PCB样板155CR1220PCB样板
圆排母21.072.142.54PCB样板
40.88

结尾

这里我提供一个8x832x8点阵的在线取模工具,做的比较粗糙,如果有需要改进的地方欢迎在评论区留言。

8x8点阵的在线取模工具
32x8点阵的在线取模工具

如有问题,欢迎添加个人QQ群:711284300,有问必答。

QQ群

参考文章

对于我这种小白而言,能顺利搞出这个来,更多的还是那些愿意分享的人让我不断进步,再次鸣谢那些让我进步文章作者。

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ttp223触摸开关模块电路图
【参考设计】CH340最新官方原理图2020-4-1

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加:2022-02-28 15:45:41  更:2022-02-28 15:47:03 
 
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