Свой проект

Время: ~30 мин

Цели урока

оформить ТЗ своего проекта по шаблону
пройти маршрут проекта с контрольными точками и не пропустить ревью
проверить проект по критериям «готово к заказу»

Что нужно знать заранее

11.2.5 МК + USB: выпуск и запуск

Два учебных проекта за плечами: в первом ты научился считать тепло и запас по напряжению, во втором — работать с микроконтроллером, USB и иерархической схемой. Теперь — свой проект: идея твоя, решения твои, а этот урок — рамка, чтобы проект дошёл до заказа и не застрял на середине.

Маршрут проекта

Рис. 11.10. Маршрут собственного проекта. Ромбики — контрольные точки (ревью). Дальше этапа ревью нельзя идти, пока чек-лист не закрыт целиком: ошибка, пойманная на схеме, стоит минуты, пойманная на собранной плате — недели и деньги.

Это тот же маршрут, по которому ты прошёл в проектах 11.1 и 11.2. Главное в нём — контрольные точки. Не начинай топологию, пока не закрыт чек-лист схемы, и не отправляй файлы, пока не закрыт чек-лист платы.

Шаблон ТЗ

Скопируй и заполни. Если какую-то строку заполнить не можешь — это вопрос, который нужно решить до схемы.

Раздел	Что написать	Пример
Назначение	одна фраза: что делает устройство и для кого	«Датчик температуры и влажности для теплицы, раз в минуту отправляет данные по Wi-Fi»
Входы и выходы	что подключается и как: разъёмы, сигналы, уровни	USB-C (питание и прошивка), разъём датчика I²C
Питание	источник, диапазон напряжений, потребление	USB 5 В или Li-ion 3,0–4,2 В; в сне < 50 мкА
Условия работы	температура, влажность, вибрация, корпус	от −10 до +50 °C, корпус 60×40×20 мм
Механика	размер платы, крепёж, положение разъёмов	50×30 мм, 2 отверстия M2, USB на короткой кромке
Ключевые компоненты	основные микросхемы и почему они	ESP32-C3: Wi-Fi, низкое потребление в сне
Проверка	как ты убедишься, что всё работает	измерить ток сна, проверить связь на расстоянии 20 м
Ограничения	бюджет, сроки, производитель, ручная или заводская сборка	до N единиц валюты за 5 плат, сборка своими руками

Идеи для первого своего проекта

По нарастающей сложности:

Плата светодиодного индикатора с транзисторными ключами и кнопками (модуль 3, урок 3.5).
Таймер на NE555 с регулируемой частотой — продолжение темы генераторов (Хоровиц, §5.14).
Зарядное устройство Li-ion на специализированной микросхеме заряда с защитой аккумулятора — тепло, токи, полярность.
Драйвер двигателя на H-мосте — силовые дорожки, полигоны, развязка.
Плата датчиков (температура, влажность, освещённость) на I²C с микроконтроллером.
Беспроводной модуль на ESP32 с готовым модулем-антенной — правила зоны антенны из даташита модуля.
Адаптер-переходник для своего хобби: шилд для Arduino, плата-разветвитель питания, преобразователь уровней 5 В ↔ 3,3 В.
Плата под свой корпус — от механики к электронике: сначала размеры и отверстия, потом схема.

Чек-лист ревью схемы

ТЗ заполнено, каждое требование проверяемо.
Для каждой микросхемы прочитан даташит: питание, типовая схема включения, требования к конденсаторам, abs max.
Нет выводов «в воздухе»: неиспользуемые входы подтянуты или подключены по рекомендации даташита.
Посчитаны: мощность каждого резистора и стабилизатора, токи светодиодов, делители, нагрев.
Защита: переполюсовка, ESD на внешних разъёмах, предохранитель по питанию.
Уровни сигналов между микросхемами совместимы (3,3 В ↔ 5 В).
Компиляция (Validate) без ошибок, все предупреждения разобраны.
Схема читаема: узлы подписаны, сигналы названы, есть примечания с расчётами.

Чек-лист ревью платы

Посадочные места сверены с даташитами, печать 1:1 проверена.
Разъёмы и крепёж на своих местах, 3D-проверка с корпусом.
Силовые дорожки посчитаны по току (урок 5.4), тепловые полигоны есть где нужно.
Развязка у каждого вывода питания, сплошная земля без островов.
Критичные цепи (кварц, USB, аналоговые, силовые) разведены по правилам.
Шелкография: обозначения, полярность, первый вывод, подписи разъёмов, название и версия.
Контрольные точки для отладки.
DRC — 0 нарушений, правила соответствуют нормам производителя.

Критерии «готово к заказу»

Проект можно отправлять на завод, когда выполнены все пункты:

Оба чек-листа закрыты.
Выходные файлы сгенерированы из актуальной версии проекта и проверены в просмотрщике Gerber (урок 10.8).
Предпросмотр на сайте производителя совпадает с твоим.
BOM полный, все позиции есть в наличии у поставщика, есть замены для дефицитных.
Есть план запуска: что и в каком порядке включать, какие напряжения мерить.
Версия проекта зафиксирована (архив или Project Releaser), номер версии — на шелкографии.

🧯 Типичные ошибки

Проект застрял: схема переделывается третий месяц

Почему Нет ТЗ или оно расплывчатое, требования добавляются по ходу.

Как исправить Зафиксируй ТЗ. Новые идеи записывай в список для версии 2.0, а не в текущую плату.

Плата пришла, и разъём не подходит к корпусу

Почему Механику проверили последней или не проверили вовсе.

Как исправить Размеры, крепёж и разъёмы — в ТЗ с самого начала. 3D-проверка с моделью корпуса — в чек-листе платы.

Плата собрана, но отлаживать нечем

Почему Нет контрольных точек и разъёма программирования, сигналы недоступны для щупа.

Как исправить Закладывай контрольные точки на питание и ключевые сигналы и выводи интерфейс программирования и отладки.

Проверь себя

1. Когда можно начинать топологию?Сразу после выбора микросхемКогда схема прошла ревью по чек-листу и компилируется без ошибокПараллельно со схемой
2. Какое требование ТЗ сформулировано проверяемо?«Плата должна быть надёжной»«Потребление в режиме сна — меньше 50 мкА»«Плата маленькая»
3. Что из этого НЕ входит в критерии «готово к заказу»?Файлы проверены в просмотрщике GerberПлата содержит все функции, которые могут понадобиться в будущемВерсия проекта зафиксирована

Практическое задание~60 мин

Выбери идею (свою или из списка) и заполни шаблон ТЗ.
Нарисуй структурную схему, как рис. 11.1 и 11.5.
Составь черновик BOM ключевых компонентов, для каждого — ссылка на даташит.
Пройди маршрут рис. 11.10 до заказа, не пропуская контрольных точек. Удачи — это уже твоя плата.