Recentemente, acidentalmente, visitei o site da Amperka (no estilo de “fomos procurar peças de reposição para uma escavadeira e, é claro, acabamos em um site pornô”) e lembrei de como uma vez fiz uma análise desagradável do módulo de exibição. Decidi ver como estão as coisas neste módulo no momento e fiquei surpreso ao descobrir que agora eles estão oferecendo um dispositivo completamente diferente (internamente diferente, exatamente o mesmo fora, embora não exatamente), que não tem queixas sobre o funcionamento. Não sei o que causou o processamento; lisonjo-me com a esperança de que esses foram meus comentários.
Eu ficaria orgulhoso de mim mesmo e iria para outros sites, mas meus olhos se fixaram no esquema do novo módulo e surgiu a ideia de que esse dispositivo poderia ser instrutivo em termos de desenvolvimento. De fato, aqueles que desejam se familiarizar com algumas considerações simples sobre esse assunto podem clicar em um botão.
Consideramos o esquema inicial
Então, começamos a análise. Os registros de turnos são instalados no módulo
amperka.ru/product/troyka-quad-display (link para o circuito), a informação na qual é gravada em um código seqüencial (dados mais um strobe, é possível através de uma banda de bits, é possível através de uma interface) e é fixada às saídas por um terceiro sinal, tudo está claro. Mas existem mais dois microcircuitos no módulo, nos quais um gerador de clock e um decodificador para duas saídas são implementados (isso pode ser chamado de inversor). Provavelmente, o módulo foi planejado inicialmente em indicadores individuais de sete segmentos do tipo KCSA04, conforme evidenciado pela inscrição no diagrama, mas depois foi refeito para um indicador quad com controles duplos. De fato, as saídas dos registradores de deslocamento são multiplexadas em pares, controlando o buffer de saída do chip. Ao mesmo tempo, uma das conclusões do decodificador excita o ânodo do indicador correspondente ao registro incluído - uma indicação dinâmica com duas fases.
Porque assim?
Considere a questão de por que isso foi feito. Para começar, nos perguntamos quanto custa o chip de registro de turno 4095. Parece ser uma resposta óbvia - vamos ao site do vendedor (seja Platan, tenho muitas memórias associadas a ele), fui para o quarto ou quinto andar do prédio pela avenida do metrô , isso foi há quanto tempo foi), digitamos o nome do componente na pesquisa e vemos a resposta - 11 rublos (daqui em diante vou omitir a designação da unidade monetária) no atacado (não vamos cobrar uma taxa). Vamos deixar de lado a oportunidade de pesquisar em outros fornecedores e acreditar que 11 é o preço do chip?
Chips de custo de recursos
A resposta anterior é verdadeira apenas no caso muito improvável de comprarmos o mcx a granel para revenda subsequente no varejo. Se vamos usar o mxx para a produção de placas de circuito impresso, devemos considerar o custo de propriedade, que nesse caso específico leva à necessidade de levar em consideração o custo de um fragmento da placa de circuito impresso para colocar o mxx e o custo de instalá-lo na placa.
Não há ambiguidade com o primeiro indicador - geralmente (como neste caso) as dimensões e a geometria da placa são determinadas pelas circunstâncias circundantes e não estão diretamente relacionadas à implementação do circuito. No entanto, no caso geral, essa conexão pode ocorrer e você não deve esquecer completamente esse componente.
Agora, a segunda parte dos custos - uma pesquisa rápida fornece 0,5 para a soldagem SMD e 1 para a saída. Ainda me lembro dos momentos em que o custo da solda era de 0,3, mas o dólar era completamente diferente.
Sarcasmo nas margens do post:
Em geral, ao que parece, como uma taxa de câmbio afeta os preços dentro da Federação Russa, mas a correlação pode ser estabelecida e é inequívoca. Alguns observadores chegam ainda mais longe e tiram conclusões ousadas sobre a relação entre os preços internos e os preços mundiais de certos tipos de energia, mas devemos rejeitar indignadamente essas insinuações vis, porque um verdadeiro patriota deve entender que o nível de bem-estar dos russos depende unicamente da sabedoria e percepção da liderança do país expresso no "constante cuidado do partido e do governo, liderado pelo querido Leonid Ilyich ..." - acidentalmente liguei a TV ontem.
Vamos discordar e estimar: 50 copeques - é muito ou pouco?
Mas voltemos aos nossos cálculos e tente verificar os indicadores detectados. Se a solda de um componente SMD de duas derivações custar 1 e o número de componentes montados for 3 por minuto (não temos uma linha automática ou mesmo semi-automática), então com o número de dias úteis no mês médio 21 * 8 = 168 horas * 60 = 10080 minutos * 3 = 30.240 componentes * 1 = 30.240 rublos. Essa quantidade de trabalho será executada pelo nosso instalador condicional. Destes, ele receberá 30.240 / 1,2 = 25.200 / 1,4 = 18.000 / 1,13 = 15.930 rublos por mês, na minha opinião, bastante. E esta é uma estimativa de cima, porque não levamos em conta os custos fixos de organização da produção, o custo de consumíveis, equipamentos e a “mais-valia apropriada pelo capitalista devido à propriedade privada dos meios de produção” (algo como hoje hoje vem diretamente à mente). Por outro lado, três componentes por minuto - eu apenas tomei por definição, se a intensidade é maior, o valor final muda de acordo. No entanto, eu não gostaria de ganhar a vida instalando placas de circuito impresso.
Consideramos mais.
A esses preços, o custo de instalação de quatro indicadores do tipo KCSA04 será 8 (na verdade, eles são chamados apenas de sete segmentos) + 1 = 9 -> 14 * 4 = 64 * 0,5 (SMD) = 32. Ao mesmo tempo, um indicador realmente instalado do tipo CA04-41 exigirá 8 + 2 = 10-> 10 * 2 = 20 * 1 (saída) = 20, o que é melhor que 32. E se formos a um indicador do tipo CA56-12, então temos 8 + 4 = 12-> 12 * 1 = 12, o que leva a uma economia de 20 rublos com melhor qualidade (um pouco, mas agradável). É engraçado que a diferença no custo dos dois últimos indicadores seja exatamente de 8 rublos, então, levando em consideração a solda, o custo é comparado (coincidência ... acho que não). Sim, neste caso, teremos que definir o decodificador para 4 e adicionar dois transistores ao circuito de excitação, mas mesmo essa alteração no circuito pode ser aceitável, embora exista uma opção muito melhor.
Vamos prestar atenção aos resistores de alinhamento nas cadeias de segmentos. À primeira vista, seu número também pode ser reduzido de 4 * 8 = 32 para 2 * 8 = 16 conectando as saídas dos registradores em pares e colocando os resistores após o ponto de união. Por que fazer isso - se salvar 16 mantendo a qualidade não é do seu interesse, você não deve se envolver na produção de eletrônicos. Mas você deve prestar atenção à última condição e, nesse caso em particular, nem tudo é tão simples. Se conectarmos diretamente as saídas do msx, então, no momento da comutação através das correntes, será possível, o que não é bem-vindo, portanto, por enquanto, evitaremos reduzir o número de resistores.
Um pouco sobre resistores
O valor dos resistores de 0,510 kΩ deve ser considerado aceitável, embora deva ser notada a possibilidade de um desvio significativo da luminosidade com este circuito de comutação. De fato, uma queda direta no LED a uma corrente de 20 mA será de 2,0 a 2,5 V (na tabela eles fornecem valores de 2,1 a 2,4 e aqui está uma observação sobre a precisão de 0,1 - mas eu não sabia que isso é possível) e a corrente a uma tensão de 1,5 V será não mais do que 0.1mA.
PNP: na verdade, o último número é muito polêmico, pois foi retirado do gráfico, mas não temos outros dados, exceto a declaração sobre a corrente reversa na tensão de -5 volts, mas isso não é de todo. Você pode, é claro, assumir o valor universal de 0 mA a uma tensão de 0 V, e definitivamente não vamos nos enganar, mas o erro de cálculo aumentará, portanto é melhor usar valores mais precisos que pareçam plausíveis.
Os dados apresentados claramente não são suficientes para plotar com precisão a característica I-V do segmento gráfico de LED, sem contar), mas é bem possível construir uma área para encontrar possíveis características sob certas suposições plausíveis, em particular, sobre não diminuir a resistência diferencial com o aumento da tensão no dispositivo. Tendo aceitado algumas simplificações, concluímos que a propagação de correntes através dos segmentos pode estar em uma tensão de alimentação de 3,3 V de (3,3-2,5) / 0,5 = 1,4 mA a (3,3-2,0) / 0,5 = 2,6 mA ou quase duas vezes. Para uma tensão de alimentação de 5V, a imagem melhora - a corrente varia de 5mA a 6mA, o que não surpreenderá aqueles dos meus leitores que lerem meu post sobre a escolha dos parâmetros do circuito de fonte de alimentação de LED. Ao avaliar a diferença de luminosidade, deve-se levar em consideração a possível assimetria no gerador de sinais excitantes, que pode ser estimada em no máximo 30%. Em geral, para tarefas diárias, é aceitável, mas longe do ideal.
PNP: geralmente não está muito claro por que todo esse barulho é relativo à igualdade da corrente através dos segmentos, se no início da data o indicador indica uma possível propagação de intensidade luminosa 4 ou mais vezes (de 3000 a 13000 microcanais a 10 mA), que excede todos os possíveis variações atuais, provavelmente, é apenas um hábito tentar se sair bem.
Colocamos MK e consideramos
Continuamos a conversa sobre possíveis opções de circuitos. Se mudarmos para um indicador multiplexado com 4 entradas de excitação, podemos considerar a rejeição de registradores e do gerador e substituir tudo isso por um MK barato (os candidatos a essa função são STM8, MSP430 ou Padauk). Requisitos básicos para o controlador: 1) o número de terminais de uso geral 8 + 4 + 3 = 15, 2) a corrente zero é pelo menos 6 mA, 3) a corrente no msx é pelo menos 48 mA, 4) um temporizador é desejável, 5) o SPI é desejável, 6 ) interrupção externa é desejável. Todos os três candidatos atendem a esses requisitos.
Em seguida, seremos guiados pelos dados do site Platan, você pode levar a empresa que você conhece, não estamos interessados em valores absolutos (aqui é impossível competir com a China), mas em termos relativos. Então, alteramos 4 registros de 11 para MK para 48 e obtemos 4 * 11 = 44 <48 e não há benefício. Mas se levarmos em conta o custo de instalação e a imagem muda 4 * (11 + 8) = 76> 1 * (48 + 10) = 58 (-18). E então levamos em conta que removemos 2 casos da TSh 2 * dupla (5 + 3) = 16 (-16) e o número de resistores foi reduzido de 32 para 8 (-24), portanto, levando em consideração a economia na soldagem do indicador, temos 20 + 18 + 16 + 24 = 78. Dois transistores adicionais 2 * (3 + 2) = 10 terão que ser subtraídos da economia resultante, mas você pode adicionar o gerador de cintas 2 * (0 + 1) = 2, obtendo 78-10 + 2 = 70, mais de 10% do preço de venda.
Mas devemos levar em consideração a necessidade de preencher o programa no MK antes da soldagem e não esquecer que esse programa ainda precisa ser desenvolvido. A primeira parte pode ser estimada em 2 minutos do trabalho do instalador, que em nossas figuras fornece 6. Bem, o desenvolvimento do programa levará pelo menos (mas não mais) duas horas do programador, que pode ser estimado em 60 * 1,13 * 1,42 * 1,2 / 168 * 2 = 1400, será batido nas primeiras 20 cópias do dispositivo. Com um desenvolvimento cuidadoso, você ainda pode tornar a placa unilateral, e isso reduz o preço de 36 para 18 com nossos tamanhos.
Conclusões: vôo normal
Em conclusão, vamos tentar estimar o custo desse módulo em uma pequena série:
Placa (285/8) 36, indicador (165 + 12) 177, MK (48 + 10) 58, resistores (8 * 1) 8, transistores 4 * (7 + 2) 036, conectores 4 * (0,5+ 1,5) 8, capacitores 2 * (1 + 1) 2. O custo total do módulo é 325. Adicione os custos indiretos, o lucro do fabricante e o preço de venda de 690 não parece excessivo. Pelo menos uma cópia para você, você definitivamente não ficará mais barato, embora não funcione mais caro, portanto, este post não é abusivo e não publicitário, mas neutro.