贸泽电子原创开发板大赛【二等奖作品】|怎样的开发板才能填补市场空缺?

大家好,我们又见面了,这一次我们来走进智能家居。想象一下,进入家居环境的第一步是什么?照明?家电?答错啦!开门才是第一步,也就是智能门锁。
但有没有发现,市面上很难找到一款与智能门锁相对应的,有丰富板载外设的开发板。本届原创开发板大赛中,就有一个选手想到了这个痛点,为了填补市场空缺,李国亮同学制作了一款《智能电子锁以及IoT项目工程开发板》,并且凭借高品质的作品设计摘得二等奖。
在看设计者李国亮的作品介绍前,也给大家出个题目,如果你来设计这样一款开发板,需要实现什么功能?提供怎样的开发平台?开动脑筋,也许你们会不谋而合哦。

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硬件设计

这款板卡提供了一个混合信号开发平台,具有丰富的驱动以及外设,而无须进行过多的外部器件连接,以便智能电子锁以及IoT项目的快速开发,同时也可以评估各器件性能。

实现的功能有电机控制、状态姿态检测、温湿度检测、WiFi联网、强电开关控制、人机交互和数据存储。解决了宽电压输入、混合信号处理、电机驱动、弱电控制强电的问题。

“图1”
图1

硬件框图反映了各器件之间的关系以及各器件在PCB板上的相对位置。背面为AT24MAC402以及相关无源器件。

“图2”
图2

1. 电源输入

电源选择跳线,IO扩展接口1,BSL连接器,IO扩展接口连接器,按键,SAC外接跳线,WIFI 串口外接链接,IO扩展接口2,JTAG接口,强电接口,电机接口逆时针分布在外围。电源转换IC,温湿度检测IC,WIFI module,LED,光传感器,加速器IC,继电器驱动IC,电机驱动IC逆时针对应分布在中间。微控制器MSP430FR2355在中心。

2. 外设资源和接口

  • 德州仪器MSP430FR2355作为主控芯片,应用了此芯片的ADC,SAC,I2C,PWM,SPI等丰富功能接口。作为功能强大的混合信号处理器。

  • 亚德诺半导体LT3045将最高20VDC输入转换成500mA/3。3V输出供开发板使用。纹波小,超高电源噪声抑制比,可抑制输入噪声,为核心电路提供稳定电源。

  • 美信MAX17574将最高60VDC输入转换成5V/3A输出供开发板使用。电压精度高,高效率,输入电压范围大,集成MOSFET,耐高温。

  • 亚德诺半导体ADXL1001加速器超低噪声模拟量输出,可进行水平轴加速度测量,应用于姿态测量等。可与MSP430FR2355高速ADC紧密配合,提供高精度测量,具有不同运行模式以节电运行。

  • 德州仪器TMP1075用于电机或板载器件温湿度测量。

  • 安森美LV8548用于2CHANNEL的电机驱动,具有高驱动电流,低饱和电压以及宽电源电压,STANDBY模式下电流为0。

“图3”
图3

开发环境和上电测试

当接入电源为大于16V时,J120跳线选择1-2,低于5V,高于3.3V时选择2-3。J121跳线选择2-3选用LT3045供电3.3V,备用3.3V电源选择1-2。

“图4”
图4

设计者结语:

和你想象中的开发板一样吗?

这是一款实用性极强,而且简单易用,功能丰富的优异开发板。平台结构简单,但在针对电子锁等智能家居项目开发时功能足够强大并且外设丰富,可以为智能电子锁或者其他智能家居IoT项目提供快速开发参考,同时考虑周到的跳线以及连接口可对各IC提供评估。

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