¿Cómo enciendo un dispositivo con un conector de 4 pines de 4 direcciones? Tengo una idea y me gustaría que me indicaras qué tiene de malo.

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Digamos que tengo una matriz de celdas cuadradas de 12.7 mm. Cada celda es un conector al que se puede conectar una pieza pequeña independiente ("pieza pequeña" es un bloque de construcción). En realidad, es un pequeño juego de rompecabezas / arenero (un proyecto de pasatiempo) en el que tienes que construir un circuito de pequeños bloques de construcción como cables, puertas lógicas, sensores, etc.

Cada pequeña pieza tiene 4 contactos conectados: + 5V, CLK, RST, GND. Originalmente quería hacer 4 anillos: el interior es RST, luego CLK, luego + 5V, luego GND.

Estoy planeando hacer las piezas pequeñas como PCB en algún sitio web de creación de prototipos barato o simplemente en casa. Hacer una PCB para la placa conectora es una exageración y será bastante costoso. Podría comprar un poco de perfboard en Aliexpress y soldar todo, pero esto sería demasiado prototípico, OMI. Por otro lado, conectar los 4 anillos o colocar enchufes de clavija en algún recipiente de plástico con orificios es muy complicado, así que decidí cambiar un poco las cosas.

Ahora tengo solo 4 pines. Los pines A, D son ambos = RST, y los pines B y C siempre tienen valores diferentes: CLK y ~ CLK. Por lo tanto, las piezas pequeñas pueden ir en cualquier dirección, y eso es importante. Las pequeñas cosas identificarían qué dos pines son CLK complementarios y cuáles son RST utilizando una puerta XOR. La energía se acumula en un condensador a través de un puente rectificador en caso de que tanto CLK como ~ CLK se agoten o si la pieza necesita una corriente adicional.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esta es la parte interna de una "pequeña pieza":

simular este circuito

Mis preguntas son:

1) ¿Hay formas más fáciles de hacer esto? ¿Hay zócalos o diseños fácilmente disponibles para mi propósito?

2) ¿Qué obstáculos y problemas encontraré al diseñar todo (aparte de las limitaciones de tamaño, aunque puedo hacer que una pequeña pieza ocupe varias celdas)?

3) ¿Cómo elegir los valores R y C correctos para una frecuencia determinada?

    
pregunta int6h

3 respuestas

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1) ¿Hay formas más fáciles de hacer esto? ¿Hay disponibles fácilmente   sockets o diseños para mi propósito?

Los conectores pueden ser difíciles, usualmente buscando un distribuidor como digikey en sección de conectores es la mejor manera de encontrar el conector correcto. Otra cosa que podría ser valiosa es encontrar un catálogo de distribuidores y examinarlo para tener una idea de lo que está disponible.

Incluso un encabezado de 2x2 0.1 "podría ser el mejor para sus propósitos, o 4 encabezados separados de 0.1". La verdadera pregunta es: ¿desea que el conector sea el enlace mecánico o un sujetador?

  

3) ¿Cómo elegir los valores R y C correctos para una frecuencia determinada?

Los filtros RC forman filtros de paso bajo o filtros de paso alto. Los filtros de paso alto bloquean DC, por lo que solo las corrientes de CA pueden pasar a través de ellos. Filtros bloquean las frecuencias.

La frecuencia de corte de cualquiera de los dos filtros está en

$$ cuttoff = \ frac {1} {2 \ pi R C} $$

Si quisiera mantener 10Hz y bloquear todo a más de 100Hz, haría un filtro de paso bajo con un corte en algún punto intermedio. Luego tengo que elegir los valores de RC, digamos que tengo una resistencia de 1k, así que comienzo y resuelvo para C, intento 20Hz. Obtengo un valor de C de 0.8uF pero esos capcitores son difíciles de obtener en un valor como ese, así que lo redondeo a 1uF. Luego resuelvo el corte para una R de 1k y una C de 1uf que me daría 15.9Hz, luego decido si eso sería aceptable para mis requisitos.

    
respondido por el laptop2d
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Le sugiero que diseñe una placa que consiste en conectores polarizados, es decir, conectores que se pueden enchufar solo de una manera, y de esta manera, no es necesario detectar en qué orientación se insertó el bloque funcional.

También sugiero que alimente cada uno de estos bloques con alimentación (es decir, pines de 3.3V y GND) más un conjunto de señales para conectar todos los bloques entre ellos, utilizando cualquier protocolo de comunicación que desee, como el bus CAN. Evita los costosos bloques de comunicación de la luz.

Incluso puede ser más fácil / económico hacer que la placa madre sea responsable de calcular el resultado de un determinado patrón de bloques conectados que hacer que los bloques mismos realicen una tarea en particular. En este escenario, una MCU / FPGA detectaría qué bloques se han conectado y en qué orden y luego emitirá el resultado simulado.

    
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Figura1.LastirasdeencabezadodepinessepuedencortaramedidaysepuedenusarparahacerconectoresdePCB.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 2. Posibles configuraciones de orientación múltiple. La placa de plug-in solo necesita una línea de cuatro pines que se pueden recoger en cualquiera de los anteriores.

La mayor preocupación con este arreglo es evitar que alguien se inserte con un desplazamiento de un pin y destruya su tablero. La forma más sencilla de resolver esto podría ser "clave" una de las conexiones mediante el uso de tres clavijas y una toma en un lado y tres tomas y una clavija en el otro.

    
respondido por el Transistor

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