Схематическая критика

Я разработал свой первый проект в области электроники, и я был бы благодарен, если бы вы могли дать мне какой-либо отзыв о нем.

Я специально ищу любые ошибки новичка, что-то не так или неэффективно с моей схемой, и на пути, которым я построил схему.

Проект представляет собой кухонный таймер, управляемый Arduino. Он имеет три таймера, которые могут работать одновременно, и подает звуковой сигнал, когда достигает нуля. Он питается от стены, но при отключении батарея должна работать без перезагрузки таймера.

Первая схема - это блок питания. При подключении к стене, он не должен использовать питание от батареи, но он должен переключиться на батарею, если отсоединен.

Вторая схема содержит микроконтроллер и переключатели и кнопки, используемые для управления таймером.

Третья схема содержит дисплей.

Я понимаю, что оценка схемы очень важна, поэтому я очень благодарен за любые отзывы.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Я очень благодарен всем, кто нашел время, чтобы прокомментировать мою схему. У меня нет друзей-инженеров, поэтому ваши отзывы очень ценны.

Я пытался внести изменения в соответствии с тем, что вы предложили. Я еще не пробовал это на макете, поэтому я не уверен, что все будет работать. Мне все еще нужно сделать несколько тестов, чтобы узнать лучшее значение для R5.

Вот обновленная схема:

Престижность использования refdes (условное обозначение) для (большинства) компонентов. Особенно, если вы хотите обсудить схемы, они необходимы для приличного общения.

Блок питания

• Вы используете ссылки "L1" и "L2" для светодиодов. Не. «L» - стандартное обозначение для индукторов. Используйте «LD» или «LED» или, как я, «D» для диода.
• значение R1 слишком низкое. Он даст светодиод 45 мА, что слишком много для светодиодного индикатора. Увеличьте значение до 560 Ом, и вы получите безопасный 18 мА; они обычно оцениваются в 20 мА. Проверьте таблицу. Кстати, вам действительно нужен этот светодиод? Это всегда будет потреблять энергию.
• C1 и C2 обозначены как «10 мкФ», где я предполагаю, что они должны быть «10 мкФ», это разница в 1000 раз. Скорее всего, это будут электролитические конденсаторы, которые поляризованы. Используйте символ, который указывает на поляризацию и четко указывает, какая сторона является положительной. Также для электролитики хорошей практикой является упоминание напряжения на схеме. C1 должен быть не менее 20 В, C2 10 В.
• Поместите 100 нФ параллельно С1 и С2
• Подведите С2 ближе к выходу регулятора, чем к светодиоду. Электрически это не имеет значения, но именно так вы должны разместить их на печатной плате. 100 нФ должен быть ближе к выходу.

Микроконтроллер

• ATmega328 не имеет контакта VREF. Это должно быть, вероятно, Vcc. Добавьте развязывающий конденсатор 100 нФ между Vcc и землей, как можно ближе к контактам. Всегда отсоединяйте источник питания микросхемы.
• Сброс подключен к земле. Это нормально, если вы используете внутреннюю схему сброса, но не забудьте запрограммировать бит RSTDISBL на «1».
• Вы не можете управлять динамиком напрямую от вывода ввода / вывода. Вам понадобится транзистор там.
• Вы можете сохранить резистор, если используете внутреннее напряжение PC0 и подключаете переключатель к земле. R4 тогда не понадобится. Помните, что логика будет инвертирована.
• то же самое для PB2 до PB5 и переключателей S2 и S4: внутренние подтягивания и переключатели на землю вместо +5 В.
• переключатели S2 и S4 сбивают с толку. У вас есть 2 контакта на нижней стороне и 5 на верхней стороне. Они должны быть переключающими контактами? Если это так, вам это не понадобится: один вход всегда будет дополнять другой, поэтому вам нужен только один. В любом случае самый низкий из понижающих резисторов не работает.
• Я бы использовал более описательные имена для сетей на порте D, например, «Digit1», «Digit2» и т. Д.

Дисплей

• Опять же, отсоедините источник питания с конденсатором 100 нФ.
• значения резистора для R4 слишком высоки. Поменяйте их местами на 150 Ом.
• 5 резисторов R5 можно опустить. Они не выполняют никакой функции.
• $\times$

Заключение
Это длинный список, но я думаю, что вы отлично поработали, учитывая, что это ваш первый проект. Я видел гораздо худшие схемы. Успех!

Отредактируйте обновление вопроса.
Ваша цепь вокруг Q1 и D3 не совсем в порядке: батарея будет питать светодиод, но не остальную часть цепи. Я не уверен, что светодиод как индикатор батареи - это хорошая идея: особенно при питании от батареи вы должны быть экономными, а не тратить энергию на светодиод.

Как насчет этого: сохранить диоды, как в вашей первой версии, но контролировать светодиод от микроконтроллера. Используйте один из свободных выводов для обнаружения присутствия 12 В через стабилитрон 5 В и последовательный резистор. Затем вы можете мигать светодиодом при работе от батареи. Короткая вспышка раз в секунду намного экономичнее.

Я добавлю несколько быстрых мыслей сюда и могу добавить к ним позже.
Список от других в комментариях преуспел бы как объединенный ответ.

Кто-то должен запереть Олина, пока вы не ответите на некоторые из поднятых вопросов :-).

C! & C2 показаны как 10 мФ каждый.
мф = миллифарад = 10000 мкФ.
Если вы имеете в виду 10 микрофарад (как кажется вероятным), то это обычно пишется 10 мкФ.
Вы МОЖЕТЕ записать это как uF, и это было изменено путем замены шрифта на 10 mF (как иногда случается), но это должно быть проверено.

Вы используете одно имя резистора для группы резисторов. например, R4 = 7 х 10 тыс.
Это легко понять, но делает невозможным простое обращение к отдельному резистору или подобному, и не подходит для автоматизации в целях компоновки (поскольку компонент R4 является неопределенным.

Умение легко и однозначно читать обозначения является основной целью проектирования схемы.
Различный внешний вид этикеток в разных местах, кажется, не имеет цели (но может иметь), и некоторые из них трудно на глаз.
Например, ABCD, подключающийся к DA DB DC, DD - это белые черные квадраты. Трудно читать.
Белое на сером внутри компонентов одинаково трудно читать и не нужно.
Серый на сером хуже.

В настоящее время эта схема является функциональным инструктором, но ее невозможно использовать для построения или устранения неисправностей без другого справочного материала (или эйдетической памяти).
Добавление номеров выводов значительно улучшит диапазон использования схемы.

У всех электронов кончится C1 :-).
Не совсем, конечно, но выровняйте его отведения по вертикали согласно C2
Нет ничего плохого в выравнивании конденсаторов по горизонтали там, где это подходит для применения, но нормальное использование при показе конденсатора от горизонтальной линии к земле (например, до и после регулятора напряжения U1) соответствует C2.

Точно так же горизонтальное расположение R2 менее распространено и "не выглядит красиво". Это было сделано для экономии места, но, например, перемещение U1 вверх, чтобы его ввод подавался D1 по горизонтали, а перемещение текста выше U1 позволило бы использовать одно и то же пространство, но L2 и R2 должны быть вертикальными.

SPK1 соединение выглядит немного странно - намерение понятно.

В ряде мест удобочитаемость будет улучшена за счет использования горизонтального соединения с землей или локального символа заземления, а не длинного провода с землей.
например, контакт LE U3,

Регулятором может быть Toshiba TA4805 .
Ток покоя без нагрузки составляет 0,85 мА, наихудший - 1,7 мА.
НО светодиодный индикатор состояния рисует около 3 мА. «Транзисторная батарея PP3 9 В» имела емкость около 600 мАч, поэтому срок службы батареи без нагрузки ~ = 600/5 = 150 часов или около 1 недели в режиме 24/7 при работе без нагрузки.
Современные светодиоды могут быть ОЧЕНЬ яркими и под 1 мА должно хватить.

Контакты порта PC1 - PC5 в порядке, как показано, но ДОЛЖНЫ быть запрограммированы с подъемом / опусканием, если они установлены как входы или должны быть установлены как выходы.

R4 = 7 x 10k выглядят НАМНОГО слишком высокими, если только это не интеллектуальный дисплей на связи с более высокой мощностью для текущего обеспечения.

Скоро ...