¿Cómo simplifico un prototipo basado en un microcontrolador en un circuito de producción sensible?

Primero, un poco de contexto: soy una persona de TI de oficio y me meto en la electrónica como pasatiempo. Tengo una experiencia bastante limitada, aparte de algunos circuitos de juguete, solo he realizado una única instalación de calidad de "producción", un sistema de iluminación para una vitrina . En el frente de los juguetes, he hecho algunos circuitos simples controlados por Arduino y ARM. En general, no estoy tan ansioso por recurrir a la codificación, ya que es algo con lo que ya estoy familiarizado y me gustaría aprender algo nuevo :)

Ahora, la pregunta en sí: me gustaría hacer circuitos más prácticos, similares a la configuración de luces que mencioné anteriormente. Resolver problemas prácticos es una gran fuente de motivación para mí. El problema es que, si bien puedo resolver cómo implementar lo que me gustaría lograr, tengo tremendos problemas para elegir componentes físicos sensibles para colocar en el ensamblaje final.

Por ejemplo, tengo un enchufe controlado por RF (433 MHz). Tengo un circuito simple funcionando, con un botón que activa un Arduino para enviar el comando correcto a través del transmisor de RF para encender y apagar el enchufe. Me gustaría hacer una versión permanente de "producción" de este circuito ahora, una que no incluya un gran escudo Arduino. Diablos, probablemente el AVR en sí mismo sea una exageración para la solución "presione el botón, canalice 24 bits a través de RF".

Otro ejemplo: unos LED activados por imanes como estos . Obtener un prototipo que use un interruptor de lengüeta para pasar de "agitar un imán" a "alternar LED" es simple. Tratar de lograr el mismo efecto en una pequeña superficie de una pieza de modelo de plástico me parece casi imposible.

En resumen: dibujar circuitos es todo diversión y juego, pero ¿cómo paso de "es un prototipo funcional que tiene demasiados cables y PCB" a "es una implementación sensata que no es una exageración y se ajusta al espacio asignado"? Y sin experiencia práctica en este asunto, es difícil obtener esa experiencia práctica: literalmente, no tengo idea de qué tipo de bloques de construcción simples tengo a mi disposición y qué constituye una exageración. Por otro lado, ¿tal vez elegir una solución basada en micro es más barato/simple que tratar de resolver algo sin un microcontrolador solo porque sí?

Supongo que esta pregunta se puede resumir en: ¿Qué debo leer para evitar abofetear un microcontrolador en todas partes? :D

También podría usar el AVR, ya que ya tiene el código. El diseño de arduino está disponible gratuitamente en línea, comenzaría poniendo todo en un solo PCB y haciéndolo para usted. Luego optimizas. Hay microcontroladores AVR que están en pequeños paquetes de 6 PIN
El código es la parte menos importante, es decir, conozco esta parte y puedo rehacerla fácilmente si es necesario. La esencia de la pregunta es si vale la pena molestarse en reemplazar ese código + mcu con algo más simple, quizás más adecuado para el trabajo.

Respuestas (3)

Absolutamente puede intentar mover su diseño de la plataforma de prototipo a una lógica dedicada o una implementación analógica. Esto requerirá rehacer gran parte del trabajo que ya ha hecho de una manera de la que no está seguro. Una MCU agrega un pequeño costo (no mucho) y un poco de dolor de cabeza relacionado con la programación y las pruebas, pero le brinda mucha flexibilidad.

Sin embargo, en general, incluso los proyectos pequeños pueden justificar el costo cada vez menor de la MCU (y los componentes de soporte).

Debe comenzar por decidir qué necesita realmente de sus escudos y arduinos, combinar sus esquemas y tener una buena oportunidad de diseñar la PCB usted mismo. Hágalo fabricar, pruebe, enjuague, repita.

Muchos escudos de arduino y el propio arduino tienen esquemas y diseños de PCB disponibles gratuitamente, por lo que hay una gran cantidad de material de ejemplo para continuar. Este es un desafío decente en sí mismo, así como tratar de descubrir cómo implementar cualquier cambio de diseño que desee.

No tenga miedo de usar una MCU; simplemente use la MCU más pequeña de la misma familia con la que pueda salirse con la suya. Si lo tiene trabajando con un Arduino, entonces mire usando un ATtiny25/45/85 o un ATtiny2313A/4313 . Si lo tiene funcionando con AVR C, mire un ATtiny13 o un ATtiny4/5/9/10. No odies a los MCU porque son "grandes y caros", porque en realidad no lo son.

No te olvides de las increíbles nuevas gamas que han añadido en abril: Tiny441 y similares, baratas e increíblemente versátiles. Pero, sí, siempre tengo un cubo de Tiny10 y una abrazadera de programación para todo lo que necesita 4 pines o menos.
Sí, bastante, de hecho, si @yacoob tiene la intención de ir a producción, probablemente encontrará que una pequeña MCU es bastante razonable en comparación con cosas estúpidas como conectores y receptáculos de cables.
Sí, el '441 y el '841 están bien, pero me parece que son principalmente para controladores de motor/LED controlados por I2C. No es que haya nada de malo en usarlos para otra cosa, por supuesto.
Como dije en la pregunta, honestamente no tengo idea, debido a la falta de experiencia. Para darle un ejemplo, hace algún tiempo encontré una página que describe cómo controlar ese transmisor de RF con un codificador en serie (HT12E). El autor parecía seguro de que funcionaría, mientras que varias personas me dijeron que sería problemático debido al ruido adicional que el autor no tiene en cuenta. Probablemente ambos tengan razón, dependiendo de las circunstancias. Yo, en cambio, estoy confundido en este tipo de situaciones. :D
@yacoob: la resistencia al ruido depende del esquema de codificación y la sofisticación del algoritmo del decodificador, no de las partes elegidas para implementar ese esquema. Algunas soluciones "enlatadas" son un poco más avanzadas que las que podrían implementar los usuarios ocasionales de MCU, pero obviamente otras no lo son.

La forma directa de volver a empaquetar un prototipo existente que se construye a partir de varios subensamblajes, como placas de evaluación de componentes y placas de prueba, es tomar los esquemas de cada subensamblaje, eliminar cualquier circuito que no se esté utilizando en su aplicación y combinarlos para producir un esquema para un solo PCB que contiene solo lo que necesitas. Esto elimina los componentes redundantes y todo el cableado de módulo a módulo. También le brinda la oportunidad de dar forma a la placa de circuito impreso para que se ajuste al empaque que tiene en mente para el producto final.

Tal placa, aunque implementa exactamente la misma funcionalidad exactamente de la misma manera que el prototipo, será más agradable estéticamente y menos costosa de producir en cualquier tipo de volumen.