Crítica esquemática

Diseñé mi primer proyecto de electrónica y agradecería que me dieran algún comentario al respecto.

Estoy buscando especialmente cualquier error de principiante, algo mal o ineficiente con mi circuito, y en el camino construí el esquema.

El proyecto es un temporizador de cocina controlado por un Arduino. Tiene tres temporizadores que pueden funcionar al mismo tiempo y emite un pitido cuando llega a cero. Se alimenta desde la pared, pero cuando se desconecta debe asumir una batería, sin reiniciar el temporizador.

El primer esquema es la fuente de alimentación. Si está conectado a la pared, no debe usar la energía de la batería, pero debe cambiar a la batería si está desconectado.

El segundo esquema contiene el microcontrolador y los interruptores y botones utilizados para controlar el temporizador.

El tercer esquema contiene la pantalla.

Entiendo que evaluar un esquema es mucho pedir, así que estoy realmente agradecido por cualquier comentario.

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Estoy muy agradecido con todos los que se tomaron su tiempo para comentar mi esquema. No tengo amigos ingenieros, por lo que sus comentarios son muy valiosos.

Traté de hacer los cambios de acuerdo a lo que sugirió. Todavía no lo he probado en el tablero, así que no estoy seguro de si todo funcionará. Todavía necesito hacer algunas pruebas para encontrar el mejor valor para R5.

Aquí está el esquema actualizado:

Felicitaciones por usar un refdes (designador de referencia) para (la mayoría) de los componentes. Especialmente si desea discutir un esquema, son necesarios para una comunicación decente.

La fuente de poder

• utiliza las referencias "L1" y "L2" para los LED. No lo hagas "L" es el designador estándar para inductores. Use "LD" o "LED" o, como lo hago, "D" para diodo.
• El valor de R1 es demasiado bajo. Le dará al LED 45 mA, que es demasiado para un LED indicador. Aumente el valor a 560 Ω y tendrá una seguridad de 18 mA; Por lo general, tienen una capacidad de 20 mA. Consulte la hoja de datos. Por cierto, ¿realmente necesitas ese LED? Siempre consumirá energía.
• C1 y C2 se indican como "10 mF", donde supongo que deberían ser "10 µF", esa es una diferencia de factor 1000. Lo más probable es que sean condensadores electrolíticos, que están polarizados. Use un símbolo que indique la polarización e indique claramente cuál es el lado positivo. También para electrolíticos es una buena práctica mencionar el voltaje en el esquema también. C1 debe ser de al menos 20 V, C2 10 V.
• Coloque un 100 nF paralelo a C1 y C2
• acerque C2 a la salida del regulador que el LED. Eléctricamente no hace ninguna diferencia, pero así es como debe colocarlos en la PCB. El 100 nF debería estar más cerca de la salida.

El microcontrolador

• el ATmega328 no tiene un pin VREF. Eso probablemente debería ser Vcc. Agregue un condensador de desacoplamiento de 100 nF entre Vcc y tierra, lo más cerca posible de los pines. Siempre desacople la fuente de alimentación de un IC.
• El reinicio está conectado a tierra. Eso está bien si usa el circuito de reinicio interno, pero no olvide programar el bit RSTDISBL en "1".
• No puede conducir un altavoz directamente desde un pin de E / S. Necesitarás un transistor allí.
• puede guardar una resistencia si usa el pull-up interno de PC0 y conecta el interruptor a tierra. R4 no será necesario entonces. Recuerda que la lógica se invertirá.
• lo mismo para PB2 a PB5 y conmutadores S2 y S4: pull-ups internos y conmutadores a tierra en lugar de +5 V.
• los interruptores S2 y S4 son confusos. Tienes 2 contactos en el lado inferior y 5 en el lado alto. ¿Se supone que son contactos de cambio? Si es así, no necesitará eso: una entrada siempre será complementaria a la otra, por lo que solo necesitará una. En cualquier caso, el más bajo de los resistores desplegables no cumple ninguna función.
• Usaría nombres más descriptivos para las redes en el puerto D, como "Digit1", "Digit2", etc.

La pantalla

• Nuevamente, desacople la fuente de alimentación con un condensador de 100 nF.
• Los valores de resistencia para R4 son demasiado altos. Intercambiarlos por tipos de 150 Ω.
• Las 5 resistencias R5 se pueden soltar. No sirven para ninguna función.
• $\times$

Conclusión
Esta es una lista larga, pero creo que hiciste un buen trabajo, considerando que es tu primer proyecto. He visto esquemas mucho peores. ¡Éxito!

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Su circuito alrededor de Q1 y D3 no está del todo bien: la batería alimentará el LED, pero no el resto del circuito. No estoy seguro de que el LED como indicador de batería sea una buena idea: especialmente con la energía de la batería, debe ser económico y no desperdiciar energía en un LED.

Qué tal esto: mantenga los diodos como en su primera versión, pero controle el LED desde el microcontrolador. Use uno de los pines libres para detectar la presencia de 12 V a través de un diodo zener de 5 V y una resistencia en serie. Luego puede parpadear el LED cuando esté funcionando con batería. Un breve destello una vez por segundo es mucho más económico.

Voy a arrojar algunos pensamientos rápidos aquí y puedo agregarlos más tarde.
La lista de otros en los comentarios funcionaría bien como una respuesta combinada.

Alguien debería encerrar a Olin hasta que abordes algunos de los puntos planteados :-).

¡C! & C2 se muestran como 10 mF cada uno.
mF = mili-Farad = 10,000 microFarad.
Si te refieres a 10 microFaradios (como parece probable), esto generalmente se escribe 10 uF.
PUEDE haber escrito esto como uF y se ha cambiado por sustitución de fuente a 10 mF (como a veces sucede) pero esto debe verificarse.

Está utilizando un nombre de resistencia para un grupo de resistencias. por ejemplo, R4 = 7 x 10k.
Eso se entiende fácilmente, pero hace que sea imposible referirse fácilmente a una resistencia individual o similar, y no es adecuado para la automatización con fines de diseño (ya que qué componente es R4 es incierto.

La capacidad de leer designaciones de manera fácil e inequívoca es un objetivo principal de diseño de un esquema.
La diferente apariencia visual de las etiquetas en diferentes lugares no parece tener un propósito (pero puede tener) y algunos son difíciles de ver.
por ejemplo, ABCD que se conecta a DA DB DC DD son blancos en cuadrados negros. Difícil de leer.
Blanco sobre gris dentro de los cuerpos de los componentes es igualmente difícil de leer e innecesario.
Gris sobre gris es peor.

En la actualidad, este diagrama es un instructor funcional pero es imposible de usar para la construcción o la resolución de problemas sin otro material de referencia (o una memoria eidética).
La adición de números de pin mejoraría en gran medida el rango de usos que puede tener el diagrama.

Todos los electrones se quedarán sin C1 :-).
En realidad no, por supuesto, pero alinee sus derivaciones verticalmente según C2.
No hay nada de malo en alinear los condensadores horizontalmente donde se adapte a la aplicación, pero el uso normal cuando se muestra un condensador desde una línea horizontal a tierra (como antes y después del regulador de voltaje U1) es según C2.

Del mismo modo, la disposición horizontal de R2 es menos común y "no se ve bien". Esto se hizo para ahorrar espacio, pero, por ejemplo, mover U1 hacia arriba para que D1 alimentara su entrada horizontalmente y mover el texto sobre U1 permitiría usar el mismo espacio, pero L2 y R2 serían verticales.

La conexión SPK1 parece un poco extraña: la intención es clara.

En varios lugares, la legibilidad se mejoraría mediante el uso de una conexión horizontal a tierra, o de un símbolo de tierra local en lugar de un cable largo a tierra.
p. ej. pin LE de U3,

El regulador puede ser Toshiba TA4805 .
La corriente de reposo descargada es de 0.85 mA típica y 1.7 mA en el peor de los casos.
PERO el indicador de estado del LED consume aproximadamente 3 mA. Una 'batería de transistor' PP3 9V tenía una capacidad de aproximadamente 600 mAh, por lo que la duración de la batería se descargó ~ = 600/5 = 150 horas o aproximadamente 1 semana de 24/7 en funcionamiento pero sin carga.
Los LED modernos pueden ser MUY brillantes y menos de 1 mA debería ser suficiente.

Los pines de puerto PC1 - PC5 están bien como se muestra, pero DEBEN ser programados con pull up / down si se configuran como entradas o deben configurarse como salidas.

R4 = 7 x 10k se ve MUCHO demasiado alto a menos que sea una pantalla inteligente en contacto con una mayor potencia para el suministro actual.

Anon ...