Hjälp med schemaritning/granskning

[sir88alex]

Hej!
Jag håller på med ett litet projekt där jag tänkt att styra 4st 12V PC-fläktar. Nu har jag kommit så pass långt så att jag har ett färdigt schema och det enda som fattas är att några komponenter ska väljas och matas in. Då det är första ordentliga projektet jag håller på med på egen hand känner jag mig ganska så osäker på schemaritningen och skulle därför vara jättetacksam om någon ville kolla igenom schemat/konstruktionen och ge mig feedback på vad som behöver förbättras, dumma/konstiga lösningar osv.

Schemat(finns bifogat både som KiCad filer och som pdf) är ritat i KiCad och består av följande delar.
-Root, processorn samt kringelektronik till den. En RTC samt en resistor-ladder som ska användas för att styra kontrast på en LCD.

-Knapp_interface, 4st knappat med hårdvara för avstudsning.

-LCD_Display, en LCD display med HD44780 styrkrets. En MOSFET för styrning av backlight som går på 5V. 74HCT365 kretsar för konvertering mellan 3.3V och 5V nivåer. Finns det något bättre sätt att göra det? Med 74HCT365 kretsen funkar ju bara konverteringen 3.3V->5V men inte åt andra håller vilket gör att jag inte kan läsa från kretsen. Skulle det funka att sätta dioder med 1.7V spänningsfall mellan PIC:en och LCDn istället?

-Kraft, reglering från 12V ner till 5V och 3.3V.

-Tempsensor_in, kontaktdon för två temperatursensorer + lite filter på ingångarna.

-RS232, en MAX3232 krets för konvertering av 3.3V nivåerna till RS232-nivåer. Tänkt att kunna plugga in i datorn i framtiden för logg av temperatur.

-PWM_ut, PWM styrda MOSFET som ger ut spänning till fläktarna. Innehåller även average-filter (buck-converterare) för att kunna släta ut PWM-pulserna till en jämn spänning. Osäker på om det kommer fungera så har därför med jumpers för att kunna koppla bort filtren.

Är jättetacksam för all feedback jag kan få! Schemat finns bifogat som en .rar fil.

[Icecap]

Då jag inte ha installerat KiCad och inte kommer att göra det heller kan jag inte se schemat. Brukligt är att skriva ut det som en bildfil...

Men lite saker:
Jag har använd textbaserat LCD-moduler i lång tid och har aldrig behövt läsa dom tillbaka, alltså är den funktion likgiltig i mina ögon.

Att filtrera med ett "löst" buck-filter lär knappast fungera om inte induktansen är anpassat exakt till switchfrekvensen. Detta betyder att det är enklare att ge en styrsignal till en riktig switch-regulator och låta den sköta jobbet än att switcha med PWM och hoppas på det bästa.

[jesse]

Displayen vill ju ha 5 volt signaler, helst...? Men du kan inte vara helt säker på var tröskeln går mellan "nolla" och "etta". Den kan vara så låg som 1 volt, eller över 2.5 volt... Så 74HCT365 är användbar. Jag skulle helt enkelt strunta i att läsa från displayen - det behövs aldrig. (Det finns en "ready"-signal tror jag , man kan läsa av, men om man bara har lite marginal i timingen när man skickar data så behöver du aldrig läsa den heller).

Däremot är MOSFETen felkopplad till bakgrundsbelysningen. Drain ska alltid vara mot "lasten" (dvs till belysningen) och source till antingen +5V eller GND beroende på om du använder en P- eller N-kanals MOSFET. (N-kanal ska ha source till GND).
Jag rekommenderar en N-MOS som då kopplas via motståndet till katoden på belysningen. Anoden till +5V.

Angående knapparna:
Varför använda 5 volt och sedan omvandla till 3.3 med en 74HC14?
Du kan koppla knappen direkt till processorns ingång (efter RC_filtret). Ingången har inbyggd schmitt-trigger på de allra flesta processorer.

Buck konverterarna kan jag inte kommentera.

[sir88alex]

Tack för era synpunkter!

Det där med att läsa tillbaka från LCDn har jag funderat en del på och jag har hoppat mellan två alternativ, endera läsa av LCD ready-signalen som Jesse nämner eller kontrollera skrivningarna med delayer i koden (det finns ju specat i databladet hur lång tid varje kommando tar). Det får helt enkelt bli att köra delayer i koden och skippa läs signalen helt.

Förstod att det skulle bli oerhört svårt att få ihop en buck. Finns det alltså färdiga buck-moduler som jag kan kontrollera utspänningen från med hjälp av PWM?

Jesse/ Anledningen till att jag körde knapparna på 5V var att schmittriggern matas med 5v. Men jag behöver alltså inte schmittriggern alls utan det finns inbyggt på PIC:en? Vill för övrigt ha knapparna kopplade till interrupt-ingångar och då krävs det ju att de ingångarna har schmittrigger. Finns det annars schmittrigger kretsar som matas med 3.3V så kan jag stoppa dit en sådan istället?

MOSFETen ska jag ändra! Tack!

[Icecap]

Att styra en switch-regulator med en DC-spänning är inte så svårt. Enklast är att filtrera PWM-signalen med ett RC-lågpassfilter till "DC" och sedan beror resten lite på vilken styrning man använder.

Schmitt-trigger behöver man bara där signaler ändrar nivå långsamt, alltså där flankerna är mycket slöa. En tryckknapp är knappast på det viset.

[jesse]

74HC14 kan du mata med allt från 2.0 till 6.0 volt. Men som sagt, jag tror att den är onödig.
När det gäller knappar är det faktiskt enklare att polla än att göra ett interrupt.

Det bästa är att låta en timer starta ett interrupt t.ex. 100 gånger per sekund och då polla ingångarna.
En extern schmitt-trigger gör inte signalen från filtret bättre. Det finns fortfarande risk för att studs uppstår.

Vad är det för processor?

Icecap: >Schmitt-trigger behöver man bara där signaler ändrar nivå långsamt, alltså där flankerna är mycket slöa.

Jo, men det blir de ju i och med RC-filtret. Fast processorn har ju schmitt-trigger funktion inbyggt på sina ingångar (vanligtvis). Så det löser ju sig då utan extern krets.

[sir88alex]

Nu är MOSFETen till backlighten fixad precis som du sade Jesse. Har även bestämt mig för att strunta i att läsa från displayen och köra med 74HCT365 som level shifter mellan processorn och LCDn.

Processorn är en PIC24FJ128GA006. Kanske lite väl stor men den har 5 PWM utgångar vilket var ett måste. 64 pinnars versionen kostade bara 10kr mer på ELFA än 44-pinnars versionen och då fick jag dessutom dubbelts så mycket flash så det kändes värt det.

Då återstår 2 problem.
-Själva utsignalen till fläktarna. Vet någon om det finns någon drivkrets som tar en PWM signal på ingången och sedan kan lägga ut en proportionell DC-nivå? Att bygga en egen buck verkar omöjligt så den iden får jag nog strunta i. Ska jag göra det enklaste och PWMa fläktarna direkt bara?

-Avstudsning av knappar. Jag vet att det går att göra i mjukvaran men vill gärna göra det med hårdvara så är jag av med problemet. Finns det något bättre sätt att göra det med hårdvara?

Har inte hittat hur man får ut PDF från KiCad men jag ska försöka lösa det!

[sir88alex]

Här är schemat i PDF format!

[Icecap]

"Att bygga en egen buck verkar omöjligt"
Vaddå? Du har ju en på kretskortet redan! LM2575 är en buck switchregulator!

Om du tar PWM-signalen, filtrerar med ett RC-led och sedan tar ytterligare ett motstånd däremellan och till FB-ingången på en LM2575-ADJ är du halvt framme. Du behöver även ett motstånd mellan DC-utgången och FB.

Det man gör är då att lägga in lite "fusk-feed back" och med rätt valda värden på motstånder och filter kan man styra spänningen med PWM.

[sir88alex]

Hmm, det där får jag titta lite mer på! Kanske går att hitta någon lite billigare modell eftersom jag behöver 3st. Tack för tanken!

[jesse]

Icecap: den där buck-lösningen har jag funderat lite på, men hänger inte med till 100% hur jag ska göra en "fusk-feedback" för att få en spänning ut linjärt proportionell mot PWM-signalen. Men det kanske dyker upp en fungerande ritning i den här tråden snart?

[sir88alex]

Tyvärr blir det inte från mig Jesse. Har funderat lite och jag får inte ihop det heller. Är det en "hel" switch regulator eller bara själva styrelektroniken jag behöver? Hur som helst så kommer jag väl behöva blanda in en spole och lite annat för att släta till utsignalen från bucken?

[Swech]

AVDD skall väl spänningsmatas? Även om du inte använder ADn

Vad gör dioden på resetkedjan?

Mosfet backlight går till +5 skall vara GND

Onödigt mycket krafs för avstudsning av knappar.

Inget polvändningsskydd på inkommande matning. Kopplar man fel blir det dyrt

5k på dsub RS232 till GND ??? varför det?

Du har filter på signalerna från tempgivarna men inget på 3.3V matningen ut.
Störningar kan komma in och slå ut processorn...

Swech

[LaRdA]

Nu vet inte jag exakt vilken display du har tänkt använda, men jag kan iallafall tipsa om DOG displayer, väldigt smidiga och snygga, fungerar både på 3.3 och 5v, ställbar kontrast via kommando.
Dom är nästan HD44780 kompatibla, det som skiljer mest är initieringen och att man kan ställa kontrasten via mjukvara.

http://www.lcd-module.com/products/dog.html

[sir88alex]

-Jag har helt enkel glöm Avdd. Slarvigt!

-Dioden, jag vet inte riktigt. Tog den kopplingen av en kompis som sa att det var bra att ha den där. Jag har inte förstått varför iom att det knappast lär gå någon ström åt andra hållet. Så jag kan lika gärna ta bort den då

-MOSFET fixat. Herregud så slarvigt..

-Avstudsningen är fortfarande ett öppet kapitel. Vet inte hur jag ska lösa det än men vill gärna ha en hårdvarulösning. Förslag mottages gärna!

-Polvändningsfel är en enkel diod antar jag? Problemet blir väl bara att jag får ett litet spänningsfall där över men jag kanske kan lägga den efter fläktarna. Då går ju inte kortet sönder iaf samtidigt som jag får 12V ut till fläktarna.

-RS232, var osäker på om jag kunde dra den direkt till jord. Visste inte vilka strömmar som eventuellt skulle gå där så jag la in ett skyddsmotstånd där ifall. Men då kan jag ta bort det alltså!

-Transientskydd och EMI-filter som ska in där? Eller räcker det med bara transientskydd?

Tusen tack Swech för dina synpunkter. Uppskattas verkligen!