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自從上次制作了一塊集成了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的最小板之后，我就發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在市場(chǎng)上一塊便宜且功能又多的遙控器都沒(méi)有，于是遂產(chǎn)生了自己畫(huà)一塊的念頭，并且這個(gè)遙控器還可以結(jié)合著我的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板使用，這樣一整套的遙控方案就有了，以后想做什么遙控車(chē)，遙控船，機(jī)器人和遙控飛機(jī)之類(lèi)的項(xiàng)目的話，就可以拿來(lái)直接用了。就會(huì)方便很多，并且便攜和穩(wěn)定性都會(huì)好很多，于是這次我設(shè)計(jì)了一個(gè)遙控器的板子，體積很小，整個(gè)版面只有9.6mm*4.6mm，可以稱的上是掌上遙控器，并且常用功能都不少。
第一部分
首先當(dāng)然是對(duì)整個(gè)遙控器的功能規(guī)劃，先定目標(biāo)，就是我的成品需要達(dá)到什么功能，這樣方便之后設(shè)計(jì)中可以保證我們目標(biāo)的專一以及成品后就可以按照我的目標(biāo)表去一一核對(duì)我的目標(biāo)功能是否全部達(dá)標(biāo)。
1.單片機(jī)選擇
對(duì)于單片機(jī)我還是選擇atmega328，其實(shí)atmega8也可以選擇，而且價(jià)格上比較占優(yōu)勢(shì)，并且兩個(gè)芯片的引腳分部都是一樣的，所以后期可以更換單片機(jī)芯片，而不用改變電路結(jié)構(gòu)，由于atmega8我還未使用過(guò)，于是先考慮用atmega328實(shí)現(xiàn)，下面是Atmega328的引腳圖。
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2018-12-16 14:24 上傳
2.無(wú)線通訊模塊
采用的還是NRF24l01這款無(wú)線模塊，在某寶上有許多版本的NRF24l01，我使用的是采用DIP2*4引腳輸出的這款，據(jù)說(shuō)還有一款加載了功率放大器的板子，接口是兼容的，所以如果后期想增加遙控距離的話可以采用帶功放的模塊。
關(guān)于給它供電的電路，還是使用mic5205的方案，我在許多項(xiàng)目中都會(huì)用到它，體積小巧（采用SOT23-5封裝）并且輸出電流足夠（150ma），外圍電路足夠簡(jiǎn)單，兩個(gè)電容即可。不過(guò)大家在選擇電容的時(shí)候注意它的最大承受電壓，一般商家會(huì)在參數(shù)里面標(biāo)注，我選擇的是耐壓10V的10uf電容。
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2018-12-16 14:25 上傳
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2018-12-16 14:25 上傳
3.搖桿
首先是作為一個(gè)遙控器，該有的比例控制搖桿肯定必須有，這樣我們就可以操控一些比例通道（例如電機(jī)速度，燈的亮度，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度以及所有需要連續(xù)變化的量）。參照市面上的常用設(shè)計(jì)來(lái)看，設(shè)計(jì)兩個(gè)全向搖桿是比較好的選擇(類(lèi)似于PS2手柄上的搖桿)關(guān)于搖桿的原理，我簡(jiǎn)單的介紹一下：
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2018-12-16 14:25 上傳
其實(shí)搖桿的本質(zhì)就是讓搖桿的轉(zhuǎn)軸連接著一個(gè)電位計(jì)，使用電位計(jì)對(duì)搖桿進(jìn)行定位，這樣我們通過(guò)讀取電位計(jì)的電壓值就可以計(jì)算出搖桿的位置。如果是全向搖桿，一般就會(huì)有兩個(gè)電位計(jì)去對(duì)搖桿在X軸和Y軸上的位置進(jìn)行定位，這樣使用單片機(jī)的ADC即可讀取到電壓，從而得知搖桿的位置。
那么每一個(gè)搖桿都有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，兩個(gè)搖桿就有四個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，這樣我就可以用兩個(gè)搖桿去控制四個(gè)比例通道了。
4.按鍵
對(duì)于四個(gè)比例通道的控制顯然不夠用，有些項(xiàng)目也需要開(kāi)關(guān)量的控制（比如燈的開(kāi)關(guān)，模式的切換）于是我設(shè)計(jì)了兩個(gè)額外的按鍵開(kāi)關(guān)，可以用來(lái)控制一些開(kāi)關(guān)量。
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2018-12-16 14:25 上傳
關(guān)于按鍵開(kāi)關(guān)的檢測(cè)電路我在這里直接將按鍵開(kāi)關(guān)的兩個(gè)引腳分別連接到GND和單片機(jī)的引腳，沒(méi)有設(shè)置上拉電阻的原因是我會(huì)使用單片機(jī)內(nèi)部的上拉電阻，所以不再需要外接上拉電阻，這樣也節(jié)省了版面空間。
對(duì)于引腳的連接是需要分外注意的一點(diǎn)，一定要和單片機(jī)的外部中斷引腳連接，這里講解一下原因：如果不使用中斷引腳去檢測(cè)按鍵開(kāi)關(guān)的狀態(tài)話，由于按鍵操作的時(shí)間很短，這容易造成單片機(jī)在運(yùn)行其他程序的時(shí)候錯(cuò)過(guò)按鍵檢測(cè)的程序，這樣按鍵的按下就無(wú)法檢測(cè)到。如果按鍵連接在中斷引腳，這樣無(wú)論單片機(jī)在執(zhí)行什么程序，都可以第一時(shí)間停止執(zhí)行當(dāng)前程序，進(jìn)入中斷服務(wù)程序去執(zhí)行按鍵指令。對(duì)于atmgea328來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)外部中斷引腳，于是我將這兩個(gè)按鍵連接到這兩個(gè)引腳上。
5.boost升壓電路
這一次給atmega328供電的電路是采用E50D方案的升壓電路，最大輸出電流800ma左右，足夠使用了。在這里提醒一句，由于E50D工作頻率在300khz左右，所以大家在布線的時(shí)候注意和低頻線路的隔離。
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2018-12-16 14:26 上傳
6.供電
在遙控器的供電上我好不猶豫選擇了18650鋰電池，這種規(guī)格的電池是市面上最常見(jiàn)的（許多充電寶里面都會(huì)用到）而且內(nèi)阻也低，體型規(guī)整，方便布線以及固定。具體哪個(gè)牌子的18650鋰電效果好，據(jù)說(shuō)松下的電池不錯(cuò)，但是價(jià)格感人。。 所以我用了神火的18650，先試試，不行的話換其他家的。
7.充電電路
充電芯片的話，對(duì)于一節(jié)鋰電池的方案大家還是比較統(tǒng)一的，某寶上搜18650充電板一搜一大把，但是究其使用的充電IC，基本上都是TP4056。不僅便宜而且用起來(lái)反響不錯(cuò)，唯一問(wèn)題就是發(fā)熱有點(diǎn)大。。 。
我放出我的電路圖，大家如果有想設(shè)計(jì)充電電路的也可以借鑒一下。
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2018-12-16 14:26 上傳
R2連接在PROG引腳，用來(lái)設(shè)定充電電流，充電電流的設(shè)定可以參考公式：I=1/R*1200來(lái)設(shè)定，CHRG是充電狀態(tài)指示引腳，當(dāng)充電進(jìn)行時(shí)，為低電平，充電完成后為高阻態(tài)。充電的接口用的就是micro usb,這樣使用手機(jī)充電器就可以充電。
8.電壓檢測(cè)
關(guān)于電池保護(hù)電路我也想過(guò)，但是想到這是遙控器，萬(wàn)一低電量的時(shí)候保護(hù)板把輸出斷開(kāi)了怎么辦？（保護(hù)電路會(huì)在電池低電量的時(shí)候斷開(kāi)輸出電壓）那樣豈不是會(huì)造成失控的后果？于是我放棄了使用保護(hù)電路，改為使用電壓檢測(cè)電路，這樣當(dāng)電池低電壓的時(shí)候，可以維持整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作一段時(shí)間而不會(huì)立刻斷電，從而提醒使用者更換電池。
電壓檢測(cè)電路的話很簡(jiǎn)單，直接連接到atmega328的A0引腳，用ADC采樣電壓值。而關(guān)于報(bào)警電路，我沿用上次設(shè)計(jì)最小板的報(bào)警電路，使用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，可以控制蜂鳴器斷續(xù)鳴叫。
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2018-12-16 14:26 上傳
9.USB轉(zhuǎn)TTL電路
因?yàn)槭褂昧薽icro usb接口，索性再添加一個(gè)USB轉(zhuǎn)TTL電路，這樣燒寫(xiě)程序和充電就可以共用一個(gè)接口了，使用起來(lái)方便了許多。
至于TTL芯片的選用，自然是考慮CH340系列芯片了，使用范圍很廣而且比較穩(wěn)定，在CH340的產(chǎn)品線中也有很多不同型號(hào)的，使用比較多的是CH340G以及CH340C的型號(hào)，但是由于他們使用的是SOIC16的封裝，體積較大，所以我采用了CH340E，是CH340中最小的一款，外圍電路簡(jiǎn)單，十分適合我的項(xiàng)目。
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2018-12-16 14:27 上傳
其中TNOW表示串口正在發(fā)送，高電平有效，于是我接了一個(gè)LED燈來(lái)指示串口的狀態(tài)，這樣的設(shè)計(jì)在一些USB轉(zhuǎn)TTL模塊上也比較常見(jiàn)。
10.預(yù)留接口
由于遙控器上不會(huì)涉及到太多的外接設(shè)備，這一次我僅僅預(yù)留了少許的接口。因?yàn)閍tmega328需要燒寫(xiě)bootloader，所以我預(yù)留了一個(gè)燒寫(xiě)的接口，方便以后燒寫(xiě)。對(duì)于I2C接口我也有預(yù)留，主要是方便以后連接led顯示屏使用
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2018-12-16 14:27 上傳
第二部分
原理圖繪制好了之后就是導(dǎo)出繪制PCB板了，因?yàn)橐殖植僮�，所以�?duì)于外形還是很重要的，我繪制了一個(gè)長(zhǎng)方形的邊框，并把四周倒圓角，這樣摸起來(lái)不會(huì)刮手。
經(jīng)過(guò)一個(gè)多小時(shí)的布線以及擺放元件位置，我完成了設(shè)計(jì)：
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2018-12-16 14:27 上傳
同時(shí)，在板子上我也預(yù)留了四個(gè)安裝孔，這樣方便以后遙控器的固定（比如加一個(gè)外殼之類(lèi)的）
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2018-12-16 14:28 上傳
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總結(jié)
到這里，整個(gè)板子就設(shè)計(jì)完成了，我已經(jīng)發(fā)送廠家打板，板子預(yù)計(jì)本周就會(huì)到貨。下一章里我就會(huì)對(duì)板子焊接、測(cè)試以及做出一些必要的改進(jìn)。如果有什么好的建議，歡迎在下方留言，謝謝。
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