STM32F103C8 Tabanlı Temassız Termometre Tasarımı ve PCB Tasarım İpuçları
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Temassız termometreler, özellikle sağlık ve endüstriyel uygulamalarda sıcaklık ölçümlerini hızlı ve hijyenik şekilde gerçekleştirmek için tercih edilir. Bu projede, STM32F103C8 mikrodenetleyici kullanılarak, USB-C arayüzü ve RTC (Gerçek Zamanlı Saat) özelliklerine sahip, çok sayıda GPIO pini bulunan bir temassız termometre geliştirilmiştir. Tasarımda düşük güç tüketimi ön planda tutulmuş ve özel olarak 3D baskı ile üretilmiş bir kasa kullanılmıştır.
Donanım Özellikleri
Mikrodenetleyici: STM32F103C8, gömülü sistemlerde yaygın kullanılan, düşük güç tüketimli ve çok sayıda GPIO pinine sahip bir mikrodenetleyicidir.
Sensör: MLX90614 gibi THT (Through-Hole Technology) montajlı kızılötesi sıcaklık sensörleri kullanılmıştır. Bu sensörler farklı açılarda ölçüm yapabilme yeteneğine sahiptir; CI versiyonu noktasal ısı ölçümleri için AA versiyonundan daha uygundur.
Arayüz: USB-C bağlantısı ile cihazın bilgisayara veya diğer cihazlara kolayca bağlanması sağlanmıştır.
RTC: Gerçek zamanlı saat modülü ile ölçümlerin zaman damgası ile kaydedilmesi mümkündür.
Kasa: Proje için özel olarak tasarlanmış ve 3D baskı yöntemiyle üretilmiş bir kasa kullanılmıştır. Bu, cihazın dayanıklılığını ve kullanım kolaylığını artırır.
Ayrıca Bakınız
PCB Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
PCB tasarımı, elektronik cihazların performansı ve güvenilirliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu projede bazı tasarım önerileri ve hatalar üzerine önemli noktalar paylaşılmıştır:
Montaj Delikleri
Montaj deliklerinin unutulması, cihazın sabitlenmesi ve mekanik dayanıklılığı açısından sorun yaratabilir. Projede montaj deliklerinin yeterince düşünülmediği belirtilmiş, kasa yapımı sırasında bu eksiklik fark edilmiştir.
GND Rotası ve Vias Kullanımı
Kristal osilatörün GND hattının vias (delik) üzerinden geçirilmemesi tavsiye edilmiştir. Bunun yerine, GND hattı en yakın mikrodenetleyici pinine doğrudan bağlanmalı ve diğer devrelerden izole edilmelidir. Bu uygulama, kritik osilatör devresinde gürültüyü azaltır.
İz Yönlendirme ve Katman Kullanımı
Çift katmanlı PCB'lerde izlerin yönlendirilmesi önemlidir. Bir katmanda sadece dikey, diğer katmanda ise sadece yatay izler kullanılması önerilir. Bu yöntem, katmanlar arası geçişleri (vias) azaltır ve PCB'nin elektromanyetik uyumluluğunu artırır.
USB Hattı Düzenlemesi
USB hattında iz uzunluklarının eşitlenmesi (length matching) genellikle yüksek hızlı sinyaller için önemlidir. Ancak, çok kısa izlerde bu uygulamanın gereksiz olduğu ve hatta performansı olumsuz etkileyebileceği belirtilmiştir. Bu nedenle, kısa USB hatlarında length matching yapılmaması tavsiye edilir.
İz Bükülmeleri
PCB üzerindeki izlerde gereksiz bükülmelerin azaltılması, hem sinyal bütünlüğü hem de estetik açıdan önemlidir. Projede bazı izlerin gereksiz yere büküldüğü, daha temiz bir tasarım için bu bükülmelerin azaltılabileceği ifade edilmiştir.
Yazılım ve Tasarım Araçları
3D kasa tasarımı için Fusion 360 programı kullanılmıştır. Bu program, karmaşık mekanik parçaların tasarımında yaygın olarak tercih edilen bir CAD yazılımıdır.
Topluluk ve Kaynaklar
Proje dosyaları, PCB ve Gerber dosyaları GitHub üzerinde https://github.com/souptik-samanta/Infrared-gunfor adresinde paylaşılmıştır. Ayrıca, elektronik ve yazılım öğrenimi için Hack Club gibi topluluklara katılmak önerilmektedir.
"GND hattını kristal için vias üzerinden geçirmemek, osilatör devresindeki gürültüyü azaltmak için iyi bir kuraldır."
"Çift katmanlı PCB'lerde bir katmanda sadece dikey, diğer katmanda sadece yatay izler kullanmak, vias sayısını azaltır ve tasarımı temizler."
Bu proje, STM32 mikrodenetleyici tabanlı temassız sıcaklık ölçüm cihazlarının tasarımında dikkat edilmesi gereken donanım ve PCB tasarım prensipleri hakkında önemli bilgiler sunmaktadır. Ayrıca, 3D baskı ile entegre kasa tasarımı ve açık kaynak paylaşımı ile elektronik geliştirme süreçlerine katkı sağlamaktadır.
