Kürzlich bin ich versehentlich auf die Amperka-Website gegangen (im Stil von „Wir haben nach Ersatzteilen für einen Bagger gesucht und sind natürlich auf einer Pornoseite gelandet“) und habe mich daran erinnert, wie ich einmal eine unangenehme Analyse ihres Anzeigemoduls durchgeführt habe. Ich habe mich entschlossen zu sehen, wie die Dinge mit diesem Modul im Moment sind, und war erstaunt, dass sie jetzt ein völlig anderes Gerät anbieten (intern anders, außen genau gleich, wenn auch nicht ganz), das keine Beschwerden über die Funktionsweise hat. Ich weiß nicht, was die Verarbeitung verursacht hat, ich schmeichle mir in der Hoffnung, dass dies meine Kommentare waren.
Ich wäre stolz auf mich und würde zu anderen Websites gehen, aber meine Augen richteten sich auf das Schema des neuen Moduls und es entstand die Idee, dass dieses Gerät hinsichtlich der Entwicklung lehrreich sein könnte. In der Tat können diejenigen, die sich mit einigen einfachen Überlegungen zu diesem Thema vertraut machen möchten, auf eine Schaltfläche klicken.
Wir betrachten das ursprüngliche Schema
Also beginnen wir mit der Analyse. Schieberegister sind auf dem Modul
amperka.ru/product/troyka-quad-display (Verbindung zur Schaltung) installiert. Die Informationen, die in einem sequentiellen Code geschrieben sind (Daten plus ein Strobe, es ist über ein
Bitband möglich, es ist über eine Schnittstelle möglich) und sind über ein drittes Signal an den Ausgängen befestigt. alles klar. Es gibt jedoch zwei weitere Mikroschaltungen auf dem Modul, auf denen ein Taktgenerator und ein Decoder für zwei Ausgänge implementiert sind (dies kann als Wechselrichter bezeichnet werden). Höchstwahrscheinlich war das Modul ursprünglich für einzelne Sieben-Segment-Indikatoren vom Typ KCSA04 geplant, wie aus der Beschriftung im Diagramm hervorgeht. Anschließend wurde es für einen Quad-Indikator mit zwei Steuerelementen überarbeitet. In der Tat werden die Ausgänge der Schieberegister paarweise gemultiplext, indem der Ausgangspuffer des Chips gesteuert wird. Gleichzeitig regt eine der Schlussfolgerungen des Decoders die Anode des Indikators an, die dem enthaltenen Register entspricht - eine dynamische Anzeige mit zwei Phasen.
Warum so?
Betrachten Sie die Frage, warum dies getan wurde. Zunächst fragen wir uns, wie viel der Schieberegister-Chip 4095 kostet. Es scheint eine offensichtliche Antwort zu sein - wir gehen auf die Website des Verkäufers (sei es Platan, ich habe viele Erinnerungen daran, ich bin dort im vierten oder fünften Stock des Gebäudes durch die Allee von der U-Bahn gegangen , so lange ist es her), geben wir den Namen der Komponente in die Suche ein und sehen die Antwort - 11 Rubel (im Folgenden werde ich die Bezeichnung der Währungseinheit weglassen) im Großhandel (wir werden keine Gebühr erheben). Lassen wir die Gelegenheit aus, bei anderen Anbietern zu suchen und glauben, dass 11 der Preis des Chips ist?
Feature kostet Chips
Die vorherige Antwort gilt nur für den sehr unwahrscheinlichen Fall, dass wir mcx in loser Schüttung für den späteren Weiterverkauf im Einzelhandel kaufen. Wenn wir mxx für die Herstellung von Leiterplatten verwenden wollen, müssen wir die Betriebskosten berücksichtigen, was in diesem speziellen Fall dazu führt, dass die Kosten eines Fragmentes einer Leiterplatte zur Aufnahme des mxx und die Kosten für die Installation auf einer Leiterplatte berücksichtigt werden müssen.
Es gibt keine Mehrdeutigkeit mit dem ersten Indikator - häufig (wie in diesem Fall) werden die Abmessungen und die Geometrie der Platine durch die Umgebungsbedingungen bestimmt und stehen nicht in direktem Zusammenhang mit der Schaltungsimplementierung. Im allgemeinen Fall kann jedoch eine solche Verbindung stattfinden, und Sie sollten diese Komponente nicht vollständig vergessen.
Nun der zweite Teil der Kosten - eine Schnellsuche ergibt 0,5 für das SMD-Löten und 1 für den Ausgang. Ich erinnere mich noch an die Zeiten, als die Kosten für das Löten 0,3 betrugen, aber dann war der Dollar völlig anders.
Sarkasmus am Rande des Beitrags:
Im Allgemeinen scheint es, wie ein Wechselkurs die Preise in der Russischen Föderation beeinflussen kann, aber die Korrelation kann hergestellt werden und ist eindeutig. Einige Beobachter gehen sogar noch weiter und ziehen mutige Schlussfolgerungen über das Verhältnis zwischen Inlandspreisen und Weltmarktpreisen für bestimmte Energiearten, aber wir müssen diese abscheulichen Unterstellungen empört ablehnen, da ein wahrer Patriot verstehen sollte, dass das Wohlergehen der Russen ausschließlich von der Weisheit und Einsicht der Führung des Landes abhängt ausgedrückt in "der ständigen Fürsorge der Partei und der Regierung, angeführt von dem persönlich lieben Leonid Iljitsch ..." - Ich habe gestern versehentlich den Fernseher eingeschaltet.
Lassen Sie uns abschweifen und schätzen: 50 Kopeken - ist es viel oder wenig?
Aber zurück zu unseren Berechnungen und versuchen Sie, die erkannten Indikatoren zu überprüfen. Wenn das Löten einer SMD-Komponente mit zwei Anschlüssen 1 kostet und die Anzahl der montierten Komponenten 3 pro Minute beträgt (wir haben keine automatische Leitung oder sogar eine halbautomatische), dann mit der Anzahl der Arbeitstage im durchschnittlichen Monat 21 * 8 = 168 Stunden * 60 = 10080 Minuten * 3 = 30.240 Komponenten * 1 = 30.240 Rubel. Für diese Menge an Arbeit wird von unserem bedingten Installateur ausgeführt. Von diesen wird er meiner Meinung nach 30.240 / 1,2 = 25.200 / 1,4 = 18.000 / 1,13 = 15.930 Rubel pro Monat ziemlich viel erhalten. Und dies ist eine Schätzung von oben, da wir die Fixkosten für die Organisation der Produktion, die Kosten für Verbrauchsmaterialien, Ausrüstung und den „vom Kapitalisten aufgrund des Privateigentums an den Produktionsmitteln angeeigneten Mehrwert“ nicht berücksichtigt haben (so etwas fällt heute direkt ein). Auf der anderen Seite drei Komponenten pro Minute - ich habe es nur zur Bestimmtheit genommen, wenn die Intensität höher ist, ändert sich die endgültige Zahl entsprechend. Trotzdem möchte ich meinen Lebensunterhalt nicht mit der Installation von Leiterplatten verdienen.
Wir überlegen weiter.
Bei diesen Preisen betragen die Kosten für die Installation von vier Indikatoren vom Typ KCSA04 8 (tatsächlich werden sie nur als Siebensegmente bezeichnet) + 1 = 9 -> 14 * 4 = 64 * 0,5 (SMD) = 32. Gleichzeitig benötigt ein wirklich installierter Indikator vom Typ CA04-41 8 + 2 = 10-> 10 * 2 = 20 * 1 (Ausgabe) = 20, was bereits besser als 32 ist. Und wenn wir zum Indikator vom Typ CA56-12 gehen, dann Wir erhalten 8 + 4 = 12-> 12 * 1 = 12, was zu einer Einsparung von 20 Rubel bei verbesserter Qualität führt (eine Kleinigkeit, aber schön). Es ist lustig, dass der Unterschied in den Kosten der letzten beiden Indikatoren genau 8 Rubel beträgt. Wenn man also das Löten berücksichtigt, werden ihre Kosten verglichen (Zufall ... ich glaube nicht). Ja, in diesem Fall müssen wir den Decoder auf 4 einstellen und der Erregungsschaltung zwei Transistoren hinzufügen, aber selbst eine solche Änderung der Schaltung kann akzeptabel sein, obwohl es eine viel bessere Option gibt.
Achten wir auf die Ausrichtungswiderstände in den Segmentketten. Auf den ersten Blick kann ihre Anzahl auch von 4 * 8 = 32 auf 2 * 8 = 16 reduziert werden, indem die Ausgänge der Register paarweise verbunden und Widerstände nach dem Vereinigungspunkt gesetzt werden. Warum dies tun? Wenn Sie nicht daran interessiert sind, 16 zu sparen und gleichzeitig die Qualität zu erhalten, sollten Sie sich nicht mit der Herstellung von Elektronik befassen. Aber Sie sollten auf die letzte Bedingung achten, und in diesem speziellen Fall ist nicht alles so einfach. Wenn wir die Ausgänge des msx direkt anschließen, sind zum Zeitpunkt des Schaltens Durchgangsströme möglich, was nicht erwünscht ist. Daher werden wir vorerst darauf verzichten, die Anzahl der Widerstände zu verringern.
Ein bisschen über Widerstände
Der Wert der Widerstände von 0,510 kΩ sollte als akzeptabel angesehen werden, obwohl die Möglichkeit einer signifikanten Abweichung der Leuchtkraft bei dieser Schaltschaltung zu beachten ist. In der Tat beträgt ein direkter Abfall der LED bei einem Strom von 20 mA 2,0 bis 2,5 V (in der Tabelle sind Werte von 2,1 bis 2,4 angegeben, und hier ist ein Hinweis zur Genauigkeit von 0,1 - aber ich wusste nicht, dass dies möglich ist) und der Strom bei einer Spannung von 1,5 V. wird nicht mehr als 0,1 mA sein.
PNP: Eigentlich ist die letzte Zahl sehr kontrovers, da sie aus der Grafik stammt, aber wir haben überhaupt keine anderen Daten aus dem Wort, außer der Aussage über den Rückstrom bei einer Spannung von -5 Volt, aber das ist überhaupt nicht. Sie können natürlich den Universalwert von 0 mA bei einer Spannung von 0 V annehmen, und wir werden uns definitiv nicht irren, aber der Berechnungsfehler wird zunehmen. Daher ist es besser, genauere Werte zu verwenden, die plausibel aussehen.
Die dargestellten Daten reichen eindeutig nicht aus, um die I - V - Charakteristik des grafischen LED - Segments genau darzustellen (ohne zu zählen), aber es ist durchaus möglich, einen Bereich zum Auffinden möglicher Eigenschaften unter bestimmten plausiblen Annahmen zu konstruieren, insbesondere um den Differenzwiderstand mit zunehmender Spannung am Gerät nicht zu verringern. Nachdem wir einige Vereinfachungen akzeptiert haben, stellen wir fest, dass die Verteilung der Ströme durch die Segmente bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V von (3,3-2,5) / 0,5 = 1,4 mA bis (3,3-2,0) / 0,5 = 2,6 mA oder fast zweimal liegen kann. Bei einer Versorgungsspannung von 5 V verbessert sich das Bild - der Strom ändert sich von 5 mA auf 6 mA, was diejenigen meiner Leser nicht überrascht, die meinen Beitrag über die Auswahl der Parameter des LED-Stromversorgungskreises gelesen haben. Bei der Beurteilung des Unterschieds in der Leuchtkraft sollte auch die mögliche Asymmetrie im Generator von Erregungssignalen berücksichtigt werden, die auf maximal 30 Prozent geschätzt werden kann. Im Allgemeinen ist es für alltägliche Aufgaben akzeptabel, aber alles andere als ideal.
PNP: Im Allgemeinen ist nicht sehr klar, warum all diese Aufregung relativ zur Gleichheit des Stroms durch die Segmente ist, wenn der Indikator zu Beginn des Datums eine mögliche Ausbreitung der Lichtstärke mehr als viermal (von 3000 bis 13000 Mikrokanälen bei 10 mA) anzeigt, die alle übersteigt Möglicherweise ist es nur eine Gewohnheit, zu versuchen, es gut zu machen.
Wir setzen MK und überlegen
Wir setzen das Gespräch über mögliche Schaltungsoptionen fort. Wenn wir zu einem Multiplex-Indikator mit 4 Erregungseingängen wechseln, können wir die Zurückweisung von Registern und des Generators in Betracht ziehen und all dies durch ein kostengünstiges MK ersetzen (Kandidaten für diese Rolle sind STM8, MSP430 oder Padauk). Grundlegende Anforderungen an die Steuerung: 1) Anzahl der Universalklemmen 8 + 4 + 3 = 15, 2) der Nullstrom beträgt mindestens 6 mA, 3) der Strom an msx beträgt mindestens 48 mA, 4) ein Timer ist wünschenswert, 5) SPI ist wünschenswert, 6 ) Eine externe Unterbrechung ist wünschenswert. Alle drei Kandidaten erfüllen diese Anforderungen.
Als nächstes werden wir uns an den Daten von der Platan-Site orientieren. Sie können das Unternehmen nehmen, mit dem Sie vertraut sind. Wir sind nicht an absoluten Werten interessiert (hier ist es unmöglich, mit China zu konkurrieren), sondern relativ. Wir ändern also 4 11er-Register für 48 in MK und erhalten 4 * 11 = 44 <48, und es gibt keinen Vorteil. Berücksichtigt man jedoch die Installationskosten und ändert sich das Bild 4 * (11 + 8) = 76> 1 * (48 + 10) = 58 (-18). Und dann berücksichtigen wir, dass wir 2 Fälle des doppelten TSh 2 * (5 + 3) = 16 (-16) entfernt haben und die Anzahl der Widerstände von 32 auf 8 (-24) reduziert wurde. Unter Berücksichtigung der Einsparungen beim Löten des Indikators haben wir also 20 + 18 + 16 + 24 = 78. Zwei zusätzliche Transistoren 2 * (3 + 2) = 10 müssen von den resultierenden Einsparungen abgezogen werden, aber Sie können das Generatorband 2 * (0 + 1) = 2 hinzufügen, wodurch 78-10 + 2 = 70, mehr als 10% des Verkaufspreises, erhalten werden.
Wir sollten jedoch berücksichtigen, dass das Programm vor dem Löten in MK ausgefüllt werden muss, und nicht vergessen, dass dieses Programm noch entwickelt werden muss. Der erste Teil kann auf 2 Minuten der Arbeit des Installateurs geschätzt werden, was in unseren Zahlen 6 ergibt. Nun, die Entwicklung des Programms wird mindestens (aber nicht mehr) zwei Stunden des Programmierers dauern, was auf 60 * 1,13 * 1,42 * 1,2 / 168 * 2 = geschätzt werden kann 1400, wird auf den ersten 20 Kopien des Gerätes geschlagen. Durch sorgfältige Entwicklung können Sie das Board immer noch einseitig gestalten, was bei unseren Größen eine Preissenkung von 36 auf 18 bedeutet.
Schlussfolgerungen: normaler Flug
Lassen Sie uns abschließend versuchen, die Kosten eines solchen Moduls in einer kleinen Serie abzuschätzen:
Platine (285/8) 36, Anzeige (165 + 12) 177, MK (48 + 10) 58, Widerstände (8 * 1) 8, Transistoren 4 * (7 + 2) 036, Anschlüsse 4 * (0,5+) 1,5) 8, Kondensatoren 2 * (1 + 1) 2. Die Gesamtkosten des Moduls betragen 325. Addieren Sie die Gemeinkosten, den Gewinn des Herstellers und den Verkaufspreis von 690 nicht übermäßig. Mindestens ein Exemplar für sich selbst werden Sie definitiv nicht billiger machen, obwohl es nicht teurer wird, so dass dieser Beitrag nicht missbräuchlich und keine Werbung ist, sondern eher neutral.