Прошу совета по компоновке платы

[ARV]

Коллеги!
Хочу довести свою "цветомузыку" до состояния законченной платы, готовой для установки в корпус. Признаюсь, хочу затем предложить её в качестве конструктора всем желающим. Поэтому хотел бы понять, какие компоновочные решения будут предпочтительнее для всех, кто решится повторить. Кстати, как вы оцениваете вообще актуальность подобного "конструктора"?

Что имеется из органов управления/индикации:
- ЖКИ 16х2 - отображает текущий режим (может отсутствовать без потери функциональности)
- энкодер типа PEC12 с кнопкой - основное управление
- 2 тактовые кнопки (питание и настройки)

С внешним миром соединения осуществляются при помощи:
- 3,5мм разъем (как для наушника) - входной сигнал
- винтовые сдвоенные клеммники для подключения дежурного источника 5В, силового источника 5В, цепи питания силового источника (для выключения), подключения цепочки светодиодов WS2812.

Какого рода советы по компоновке я хотел бы получить:
- Стоит ли обязательно устанавливать все компоненты на плату? Например, штекер входного сигнала вряд ли будет втыкаться сверху или сбоку по отношению к лицевой панели - может, отказаться от разъема, оставив просто контактные площадки?
- Размещение ЖКИ: его можно фиксировать на стойках над основной платой, а можно на шлейфе - как предпочтительнее?
- Стоит ли нацеливаться на SMD-компоненты, или вполне приемлемый вариант обычных?
- Любые дополнительные рекомендации.

Вот первый блин, который на скорую руку набросал (прошу прощения за размер - неожиданно большой вышел):

Сразу видно, что разъем входного сигнала J4 (правее клеммников) ни к селу, ни к городу... Клеммники тоже... И вообще, если плата будет "лицевой" - все плохо. Если "внутренней", то как быть с кнопками и энкодером (ЖКИ можно на шлейфе вынести)?

Что посоветуете?

Изменено 1 мая, 2017 пользователем ARV

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

Не совсем по теме заданного вопроса, но не исключено, что какие-то моменты окажутся полезными: http://cxem.net/sound/raznoe/vademecum.php (часть 2 - разводка).

А самое главное - четко определитесь, под какой КОНКРЕТНО корпус Вы собираетесь делать разводку? Или это будет какой-то гипотетический "корпус", который нужно будет еще делать самому? "Сферический конь в вакууме"?.. Тогда никакого смысла в такой "разводке" не вижу.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[ARV]

В том-то и дело, что скорее конь... Я хочу сделать нечто универсальное, что всякому подойдет с минимальным допиливанием. Вроде как конструктор, понимаете? Вот и интересуюсь средним вкусовым предпочтением среднего любителя средних поделок

Под себя-то я сделаю без вопросов, а угодить другому, возможности и вкусы которого неизвестны - вот вопрос вопросов.

Изменено 1 мая, 2017 пользователем ARV

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

28 минут назад, ARV сказал:

...вопрос вопросов.

Нерешаемый в принципе. К сожалению.

В качестве примера "платы под корпус":

60% (примерно) площади платы ничем не занято. Зато использован готовый корпус от модема. Получилось очень даже цивильненько и почти ничего не потребовалось "допиливать".

[ARV]

Я хочу сделать нечто универсальное, понимаете? Набор-заготовку, если хотите. Не законченное совершенное изделие, а 50-80% от него. Чтобы было над чем помозговать тому, кто воспользуется результатами моего труда, но при этом основную часть я уже сделал. Согласитесь, что чем меньше плата, тем проще ее встроить в любой корпус... Но ограничения на органы управления и индикации, габариты примененных компонентов и удобство монтажа не позволяют свести габарит в точку, поэтому неизбежны какие-то компромиссы.

Компромисс - это оправдание того, что идеал не достигнут. Просто хочется понять, чем жертвовать не надо, а чем можно, чтобы соответствовать некоторому среднему запросу.

[Falconist]

Если проблемы все втиснуть на одну плату - сделайте на двух. На первой - то, что должно выходить на лицевую панель. На второй - все остальное, включая внешние разъемы. Может быть еще и третья с питателем.

11 минуту назад, ARV сказал:

Согласитесь, что чем меньше плата, тем проще ее встроить в любой корпус.

Не факт. Как по мне, то проще отрезать лишнее и просверлить несколько отсутствующих отверстий, чем лепить какие-то дополнительные хомутики. 

[oldmao]

Индикатор ставить "бутербродом", то есть над основной платой. На разъёме. Тогда будет можно его не ставить или поставить позже при желании. Под ним - микроконтроллер.
Переделать управление так, чтобы можно было обойтись одним только энкодером, без кнопок.
Зачем разделять дежурное и силовое питание? Это как минимум неудобно (нужно два блока питания).

Клеммники и входной разъём разместить для удобного подключения проводов сзади. Если блок питания применить стандартный (например зарядку от сотового), то имеет смысл поставить стандартный разъём питания, а не клеммник.

Изменено 1 мая, 2017 пользователем oldmao

[ARV]

Вот что вышло после обдумывания выданных мне советов.

Вверху длинный разъем - для ЖКИ, его можно не использовать вообще. Правее микроконтроллера разъем для кнопок и энкодера. Клеммники сверку - питание дежурное и выключатель основного, ниже справа - для подключения светодиодов.

3D-модели для аудио-разъема я так и не нашел  KiCAD подкачал. Почему-то заодно растягивает размеры платы в 3D-виде... по сантиметру прибавляет, на самом деле отверсия по углам на самом краю размещены.

5 часов назад, oldmao сказал:

Переделать управление так, чтобы можно было обойтись одним только энкодером, без кнопок.

Не могу придумать, как это сделать, сохранив простоту управления. И так сейчас (с кнопками) не все красиво, а без них - ума не приложу...

5 часов назад, oldmao сказал:

Зачем разделять дежурное и силовое питание? Это как минимум неудобно (нужно два блока питания).

128 светодиодов WS2812 (а я рассчитываю свою цветомузыку на такое предельное количество) в максимуме свечения потребляют 7,7А, поэтому блок питания нужен мощный. Включение и выключение питания у меня предусмотрено при помощи реле (большой черный кубик на плате), управляемого от микроконтроллера, чтобы можно было реализовать режим автоматического выключения после определенного интервала бездействия (например, наслаждались световыми эффектами под музычку и задремали - плейлист кончился и через 15 минут тишины система отключилась). Кроме того, есть режим "светильник", т.е. просто свет без мигания, для интиму... чтобы выключался сам, решил применить этот подход. Итак, чтоы выключить или включить питание, надо иметь работающий микроконтроллер, т.е. нужно дежурное питание - оно очень маломощное, и может быть включено в сеть постоянно без перерасхода электроэнергии, а мощный блок питания будет коммутируемым.

Как-то так...

[oldmao]

Алгоритм управления может быть таким: 
Включение из спящего режима - нажатие на энкодер дольше 2 секунд. Сразу попадаем в главное меню, листать энкодером. Вход в пункт меню - нажатие энкодера, выбор вариантов внутри пункта вращением энкодера, принятие - нажатием. Если пять секунд ничего не делать = отмена (возврат в главное мню без принятия изменений). Выключение - последний (или первый) пункт в главном меню. По нажатию энкодера на нём уходим в сон.
Питание я бы всё же продумал, например как у CRT-телевизоров. Там дежурку и рабочее питание обеспечивал один блок питания, переключался в рабочий режим оптроном.

[ARV]

Я источники питания не проектирую, рассчитываю, что тут свобода выбора будет. Поэтому можно и один с двумя режимами, можно и два. Предполагаю, что в качестве дежурного будут потроха от телефонной зардяки, а мощный - это, скорее всего, покупной настоящий или старый от компьютера.

Что касается алгоритма, то ваш хорош только в теории.

В настоящее время нажатие на кнопку энкодера переключает эффекты последовательно, а вращение энкодера переключает варианты эффекта. Если нажать и вращать одновременно, то происходит быстрое переключение эффектов. Если добавить меню, теряется оперативность смены эффектов, а это, как мне кажется, важнее. Для меню как раз и служит дополнительная кнопка. Т.к. она по идее должна быть подписана, не будет путаницы с управлением - меню отдельно, эффекты отдельно. А отдельная кнопка вкл-выкл. питания исключительно для удобства, потому как все привыкли, что питание управляется отдельной кнопкой.

Изменено 1 мая, 2017 пользователем ARV

[Falconist]

БП к компоновке платы как-то не относится, хотя вопрос и важный.

По компоновке - уже лучше. Но надо бы обозначить, какая сторона "лицо", а какие - боковые. Аудиоразъем бы вынести на лицевую и подальше, чтобы он не "прятался" в глубине платы, а торчал бы наружу.. И на ту же сторону - разъем для индикатора. Чтобы можно было его поставить без шлейфа.

[ARV]

16 минут назад, Falconist сказал:

Но надо бы обозначить, какая сторона "лицо", а какие - боковые.

Не получается как-то по-человечески... Три стороны заняты разъемами, одна свободна. Чтобы индикатор вставлялся без шлейфа, надо знать его конкретную модель. Ранее вроде как поступила рекомендация выносить его на шлейф, его и крутить можно как угодно, и проводки распаять по-своему...

[Falconist]

Ну, хозяин-барин, конечно. Но разъемы и кнопки все-таки желательны на лицевой стороне. Хватит и одного шлейфа.

[oldmao]

ИМХО если конструктив "лежачий", то разъёмы на задней, на верхней индикатор и кнопки с энкодером. Можно положить на край стола, тогда все провода будут сзади и не будут мешать.

[Falconist]

А если будет "стоячим" (индикатор спереди), то "задняя" сторона, где разъемы в "лежачем" варианте, становится передней. Поэтому кнопки желательно продублировать. Вот это и обеспечит универсальность платы.

[ARV]

Невозможно на одной плате установить сразу все: и разъем входного сигнала, и индкатор, и кнопки с энкодером, да еще чтобы при этом разъемы питания и т.п. "силовые" вещи располагались удобно. И об этом я писал в начале и вы же мне говорили. Поэтому надо остановиться на компромиссе: плата ставится где-то внутри корпуса. Если получается, то входной разъем сразу торчит наружу в нужном месте, остальное тянется к разъемам шлейфами. Если не получается с входным разъемом, то он не устанавливается, а в его дырочки на плате впаивается провод к удобному месту, остальное по-прежнему. Крайне маловероятен случай, когда ЖКИ будет вставлен сразу штырями в соответствующий разъем и при этом окажется размещенным так, что впишется в лицевую панель, поэтому этот вариант даже и не рассматриваю.

[Falconist]

Тогда сделайте, как делают дядюшки Ляо: все органы управления и/или разъемы - на отдельной платке и пихайте ее на шлейфе, куда угодно.

Вы же делаете "ЛЕГО", так сделайте его "по-взрослому", чтобы перекрыть не 60...70%, а минимум 90% "хотелок". Даже если это будет несколько плат. Пускай их тасуют, как удобно в каждой конкретной ситуации.

 

[ARV]

Ну так а сейчас не так?

Основная плата содержит все, кроме двух кнопок, энкодера и ЖКИ, которые цепляются через разъемы. Делать для них отдельную плату - только тратить напрасно деньги, все равно ведь неизвестно, как захочется кому располагать эти органы управления и индикации?

[Falconist]

7 минут назад, ARV сказал:

Делать для них отдельную плату - только тратить напрасно деньги

А вот этого не понял. Что, стеклотекстолит стал стоить на вес золота, что его нужно столь резко экономить??? Как по мне, то с точностью до наоборот. Основная плата крепится внутри корпуса любым удобным способом, а интерфейсные (органы управления и индикатор) - на корпусе, опять же в любом удобном для пользователя месте. Причем, на размерах не экономится - лишнее просто отрезается.

Это при многотысячных тиражах лишний квадратный сантиметр дает потерю для кармана производителя. А для единичных проектов это практически незаметно.

[ARV]

Ну не знаю, как для вас, а для меня заказывать две платы все-таки дороже, чем одну. Тем более, когда есть предположение, что она не подойдет по форме и т.п. А самодельную плату слепить "задаром" сможет каждый - я ж хочу конструктор сделать, это и будет та самая часть, где можно проявить собственную фантазию

[Falconist]

Да я ж не настаиваю! Вы просите совета - я высказываю свое мнение. А учитывать его или нет - решать только Вам.

Кстати, по поводу гнезда для джека, есть и вертикальные, а не только горизонтальные. Рядом с кнопками ему - в самый раз. Если уж делаете набор.

И еще один момент. Ю-дуб я не смотрю принципиально. Жаль своего времени. У Вас аудиовход линейный или есть и микрофон?

[mr_smit]

Оффтоп Start:

Если вы говорите об устройстве, которое выполняет определенную законченную функцию, то о каком конструкторе вообще может идти речь? Это всё равно что вы купили машину без противотуманных фар и на лысой резине, потом докупили фары и взяли новую резину, но при этом машина не есть конструктор. Она и без туманок и на старой резине ездить будет т.е. выполнять заложенный в неё функционал.

Оффтоп End,

Если же так хочется:

18 минут назад, ARV сказал:

я ж хочу конструктор сделать

То думаю стоит прислушаться к этому:

21 минуту назад, Falconist сказал:

Основная плата крепится внутри корпуса любым удобным способом, а интерфейсные (органы управления и индикатор) - на корпусе, опять же в любом удобном для пользователя месте.

И ещё, на мой взгляд, лучше сделать 2-3 комплектации вашего конструктора. На одной универсальной плате (как собственно китайцы и делают). И если человеку что то не надо, то он просто купит простую комплектацию и всё. Сосредоточить усилия не на "изобретении новой ардуины", а подобрать корпус! Корпус это то, что будет выделять ваш КИТ из кучи серой массы, купив которую начинающий "паятель" будет ломать голову куда бы всё это потом засунуть. В итоге засунет в стол и забудет. Вместо того чтобы, затаив дыхание, ждать от вас выхода новой прошивки и хвастаться друзьям (потенциальным будущим покупателям). Компоновка платы на последнем месте в вашей затее. Не заморачивайтесь настолько.

[ARV]

12 минуты назад, mr_smit сказал:

И ещё, на мой взгляд, лучше сделать 2-3 комплектации вашего конструктора.

Всё учтено могучим ураганом ©  Именно так и задумано. Но, сами понимаете, т.к. я делаю не ардуину, а цветомузыку, делать на ее основе управление квадрокоптером - это будет выглядеть сильно странно.

Сейчас ЖКИ можно вообще не ставить, причем никаких модификаций прошивки делать не надо, основной функционал сохранится, хотя управлять им будет сложнее. Можно не ставить микрофон. Можно отказаться от автоматики выключения питания, т.е. не ставить реле и несколько дополнительных компонентов, включая кнопку питания (тут  уже возможны некоторые потери, если не менять прошивку). Можно не ставить аналоговую часть, сохранив лишь функционал "многорежимного светильника", или, с переделкой прошивки, не связанного с музыкой автомата световых эффектов.

Программно тоже планируется конструктор: исходники закрывать не собираюсь, а разработаны они так, что модфицировать по-своему будет просто при минимальных усилиях.

13 минуты назад, mr_smit сказал:

Если вы говорите об устройстве, которое выполняет определенную законченную функцию, то о каком конструкторе вообще может идти речь?

Вы же наверняка встречали "конструкторы" типа "усилитель мощности" или "источник питания" - собранная плата или набор для сборки, который позволяет получить работающее устройство без корпуса, а порой и без некоторых важных частей (например, все конструкторы-усилители не комплектуются источниками питания). У меня будет конструктор-цветомузыка  - функция конкретная, но изделие не завершенное, только плата с компонентами (еще вопрос, стоит ли 100% комплектации делать - за исключением микроконтроллера там ничего дефицитного, да и МК скорее чуть дороже, чем дефицитней)

54 минуты назад, Falconist сказал:

И еще один момент. Ю-дуб я не смотрю принципиально. Жаль своего времени. У Вас аудиовход линейный или есть и микрофон?

Я могу для вас разместить видео прямо тут

Скачать видео

Заверяю вас, что на сегодняшний момент эффектов гораздо больше и они существенно отличаются от этого - это первая проба.

По проекту у меня линейный вход, но предусмотрен и встроенный электретный микрофон, который автоматически отключается благодаря встроенным в разъем контактам. Если разъем не ставить, то автоматическое отключение микрофона тоже будет недоступно.

Изменено 2 мая, 2017 пользователем ARV

[Falconist]

Вы ответили на мой вопрос. Видео - зло. Для дубов.

[oldmao]

Ещё вопрос - а светодиоды в светильнике как размещены - тоже на печатке или просто проводами соединены? Какое минимальное количество? 128 светодиодов - это для домашней поделки как-то многовато, в том числе и по деньгам. Да и время обновления при 128 какое получается?