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伴伴板 (RTL8720DN Accomdemy EVB)

簡介

什麼是伴伴學？

伴伴學 Accomdemy 是由一群來自科技圈、新創圈、教育圈的夥伴們自發性組成的自學組織。Accomdemy = Accompany + Academy，我們希望透過陪伴式學習的線上分享會，讓每個想自學的人在自學的路上有趣又不孤單！
臉書社團：https://www.facebook.com/groups/accomdemy

What is Accomdemy EVB (伴伴板)？

在朱琪 x 伴伴學 x 野生Ameba - 菜鳥工程師朱琪陪你開箱 RTLdruino（RTL8720DN）中，由於這塊模組有太多有趣的地方等待著大家發掘，因此很多maker與開發者投入了這塊模組的二次開發工作。

Since there are so many interesting things to discover about this module, many makers and developers have gone into secondary development of this module.

當時學友們有提到想弄點實體的東西贈送給引導者作為紀念，而其中的一位學友：黑貓的靈機一動，可以將當時引導者分享的那塊BW16(RTL8720DN)重新規劃，變成具有伴伴學靈魂的電路板。經過一段時間討論，由黑貓擔任主導(坑主)並誕生出這份專案。
The engagement mentioned that we can make something as a souvenir. BW16 (RTL8720DN) can be turned into a commemorative module. This is the start of the project.

從七月開始到八月中旬，由黑貓發起這塊伴伴板的開發計畫，在途中很多夥伴熱情加入這個專案：包含由大海繪製PCB電路板、Adam繪製鑰匙圈、Jojoling撰寫的自動上傳程式以及伴伴學的大家給予意見…等、到火腿包辦後續出貨等事宜，截至目前為止，BW16 伴伴學開發板即將製作PCB板並開始訂料，在此感謝大家對於這塊開發板的貢獻。
From July to mid-August, Black Cat started the development project of this companion board, and many partners joined the project enthusiastically along the way: including Hai who drew the PCB, Adam who drew the key ring, Jojoling who wrote the auto-upload program, and everyone from Companionology who gave comments…etc., to the ham who took care of the follow-up shipment, etc. So far, the BW16 companionology development board will be made into a PCB and the order will start.

在此邀請你/妳一同參與本次BW16 Accomdemy EVB開發，如果你有興趣，歡迎在下方參與人員填上你的暱稱，我們每次會在每一次伴伴學的分享後的撥出一點時間討論這塊EVB的事項，並將討論的重點寫在這份共筆下方的討論紀錄。

參與人員

暱稱 備註
黑貓 坑主
Zhu Qi
Sam
我是火腿 PE、SCM、QC
Adam Chen 立體製圖，焊接
大海 PCB繪製

PCB Layout軟體

KiCAD

目前進度

晶片預計先叫回處理，以免到時候太拖時間。

構想 繪圖 細節討論 樣品試產 樣品檢討 生產前確認 叫貨 晶片前處理 分裝 出貨
√ √ √ √ √ √ √ √ Working

V1設計構想

更新日期：2021/7/24 繪圖：黑貓

設計構想(Design By 黑貓)：

目前進度(Layout By 大海)：

  • EVB大小
    • 長：看元件多寡&大小決定，沒有限制
    • 寬：25.5mm (與NodeMCU V2同寬)
  • 特色
    • 解決：原版RTLduino 當初UART接到AT腳，而非LOG腳的問題
    • 解決：原版RTLduino Lay出太多NC腳的問題
    • 加入：Accomdemy Logo)
    • 加入：穩壓電容，避免BW16電抽太多導致模組不夠電而重開 (大海建議，得先做過實驗or查看Ai Thinker當初設計)
    • 加入：貓咪頭造型（利用外殼形式出現）
    • 加入：四角預留 R3 倒角
    • 加入：預留定位孔 3.2mm for M3 螺絲，注意M3螺帽頭要留6mm空間
    • 加入：AutoFlash功能（會利用擴充板的形式出現）
    • 採用：AMS1117 LDO穩壓IC
    • 採用：LOG TX/RX腳拉出，減少體積，後續發貨給想玩的玩家即附送USB-TTL Dongle (馬爸建議)
  • 注意事項
    • 要考慮可以手焊的大小，盡量拉寬一點
    • SMD元件尺寸就0603或0805，太小不好焊，PAD拉大一點（現階段先使用插孔元件。）

討論紀錄

當次伴學完畢後若有討論到相關事項，會將討論的過程寫在下方。

Jul 2, 2021

  1. (黑貓) 第一版的穩壓器可以用AMS1117，後續若要再版，推薦Ti的IC
    • 後續可以補上型號，想知道目前有哪些開發板用這個regulator？
  2. (黑貓) PC燒錄端(USB-TTL)可以用CP2102
  3. (黑貓) Accomdemy Logo
  4. (ZQ) micro USB 5V 供電
  5. (ZQ) RGB LED （其中一顆可以當作User LED), (Sam+) WS2812 I/F(1-Wire Serial)
  6. (ZQ) 顯示電源的 LED
  7. (Sam) LoRa/NBIoT I/F
  8. (Sam) MODbus(Isolation) I/F

Jul 6, 2021

  • 第一版 先畫，先Layout，生出第一版，以可以正常運作爲主（軟體使用KiCAD）
  • 第二版 挑省電一點的元件，可以針對使用情況做最佳化

Jul 11, 2021

  • (黑貓) 將LOG_TX/LOG_RX引腳出來，去除USB_TTL，讓整塊開發版更省電也更小塊。(類似Arduino Pro Mini)

Jul 17, 2021

  1. 決定採用 BW16 Module + CH340 製作 伴伴學 - 學習板
  2. BJT-PNP 作 CH340 Power ON/OFF ( 達到省電的功能 )
  3. (HAM) 建議不要用RGB LED 這樣成本比兩顆SMD單色還要高
  4. (HAM) 若要像黑貓11號說的，可以考慮跟mbed開發版一樣，中間開槽不用可以折掉
    • 黑貓：NUCLEO？
    • HAM：yes

Jul 19, 2021

  • (黑貓) 關於17號的討論，我覺得可以照下面的參考設計
    • 下圖是MSP-EXP430FR2355的照片，我把Debug區塊與Target MCU區塊連接的Jumper圈起來，如果手邊沒有USB-TTL Dongle(比如CP2102)，可以將Jumper拔掉，改接其他模組/MCU。
      MSP-EXP430FR2355
    • 下圖是NUCLEO-G071RB的照片，HAM之前有說到將中間開槽，想要變成最小系統板就可以折掉不用。
      NUCLEO-G071RB

Jul 24, 2021

  • (馬爸) LOG TX/RX腳拉出，減少體積，後續發貨給想玩的玩家即附送USB-TTL Dongle。
  • (大海) 馬爸提到，由於BW16在運行WiFi會瞬間耗掉大量電流。大海建議在AMS1117輸出端加一顆穩壓電容(一般電解電容/鉭質電容皆可)，避免BW16電抽太多導致模組不夠電而重開。
  • (火腿) 加入兩顆LED，一顆Power LED，一顆連到BW16的GPIO。

Jul 27, 2021

  • 要考慮可以手焊的大小
  • SMD元件尺寸抓0603或0805，太小不好焊
  • SMD的PAD要抓大一點
  • 預留定位孔 3.2mm for M3 螺絲，注意M3螺帽頭要留6mm空間
  • 四角預留 R3 倒角
  • 天線擺放要注意
  • PCB送件人 - 火腿, 幫忙人工打件
  • 貓咪頭造型
  • 燒錄板能不能做DTR與RTS接腳，達到一件上傳的功能，參考esp32

Jul 29, 2021

  • （大海）使用KiCad 給BW16設計開發板 （直播從 1:00:28 開始）
  • 前期准備： 下載安裝KiCad
  • 步驟一： 找到模組的 datasheet， 參照 BW16規格書在KiCad中新增零件。
  • 步驟二： 將新增的模組零件放在電路圖，並且加上一些周邊元件。
  • 步驟三： 將畫好的電路圖，指定好每個零件的包裝（Package），然後進行電路板佈局（Layout）。
  • 步驟四： 在電務板佈局中規劃板材尺寸，放置每個輸出入連接器等，然後進行走線。
  • 大海完成的設計檔案：https://github.com/pondahai/BW16-Accomdemy-EVB

Jul 30, 2021

  • 進度：
  • 關於qrcode建議不要，一方面這個面積實在很小，另一方面電路板廠絹印通常無法呈現細節，我上次要放網址的qrcode，要放到2cmx2cm這樣的製造結果才能正常刷碼
  • 後來想到：目前tx rx會有兩處設置連接器，是否有其必要？是否保留連往UART板的的連接器就可以了呢？
  • 下方螺絲孔之銅箔，是否要接地為佳？否則造成靜電累積的孤島，將來會危害到內部電路。
  • 有學友實測過CP2102，發現到內部頻率不夠，無法對BW16做燒錄，必須要用CH340G或FT232等較高內部頻率的TTL IC才可進行燒錄

Jul 31, 2021

aug 2, 2021

  • (design by adam(洛桐)) BW16模組1:1模型檔google drive連結，主要用於kicad之3d模型，後來覺得如果加上伴辦學的logo後用3d列印出來當鑰匙圈，應該也是一個不錯的紀念品。esp32版正在設計中，如果需要其他檔案的模型檔或step檔，請寫mail(chenlotung@gmail.com)給我，我再轉檔給你
  • bw16模組各階段設計圖縮圖:

aug 4, 2021

  • (鴻旗) 要印上 qr code？
    • (大海) PCB製程會有點問題，因為面積太小，印上的圖會糊成一團。
  • (鴻旗) 每個EVB PCB板都特別做處理，寫上每個購買者的名字或者代號。
    • (黑貓) PCB一次製程下去都是5片，10片起跳，要做這類的客製化服務不方便，這樣錢會加很多。
  • (黑貓) 出V2的計畫？
    • (鴻旗) 先解決目前燒錄Flash所遇到的問題即可。
  • (Everyone) 現在版本線路保持不變，AutoFlash會利用擴充板的形式出現。

aug 4, 2021

電路佈局進度

oct 10,2021

本日進度

關於qrcode可以測試看看

oct 11,2021 黑貓

重新改寫了一下表單介紹

oct 17,2021Ham

目前預估總銷量約PCB130組，TTL約60組。
PCB會多備幾組包含TTL，後期作為維修預備品。
若到時沒有用到的話一樣會以材料包方式出貨。

oct 18,2021Ham

目前先以國內為主，海外的等第一批國內處理完再做處理

oct 20,2021Ham

目前已經沒有人在做訂購的動作，目前數量約為：
PCB 124(預購數量)+5(測試人員數量)
TTL 58(預購數量)+5(測試人員數量)
以上數量皆不含海外，表單將於今日晚上下班時間(6:00PM
)結單，隔日(2021/08/21)開始發送匯款通知並在隔周三(2021/08/25)開始購買零件，預計本次最高花費零件為BW16，成本約為台幣11,000元(130顆)

參考價格(RMB)

名稱 價格與連結 價格單位 單塊需求數量 單塊零件價格 購買完成
1. FT232RL 7.49 1個 1個 7.49 70個
2. 排針1x40 0.25 40隻腳 22隻腳 0.14 150條
3. 排針 反彎1x40 0.25 40隻腳 6隻腳 0.05 改成6針排母
4. 10u 0.03 1顆 1顆 0.03 150顆
5. PB 15 100顆 2顆 0.3 200顆
6. BL1117-33 0.13 1顆 1顆 0.13 OK
7. LED 5mm 紅 16 1000顆 1顆 0.016 待數
8. LED 5mm 綠 20 1000顆 1顆 0.02 待數
9. 1N5819 4.1 50顆 1顆 0.09 150顆
10. 220 歐姆 1 100顆 2顆 0.04 300顆
11. 10K 1 100顆 2顆 0.04 300顆
12. 100uF 2.1 100顆 1顆 0.03 200顆
13. 47u 16v 6 100顆 1顆 0.06 200
14. BW16 19.9 1顆 1顆 22 叫140，130可用
15.Mini USB線(一米) 2.2 1條 1條 2.2 70條
16.防靜電袋(10x15) 6.5 50個 1個 0.13 OK
17. PCB 31.84 3片 1片 10.62 150片
總價格(RMB¥) 41.336
預估國內運費 56 預估集運運費 60

測試板問題回報區

  1. LED太亮(JL)

可設定大一點的限流電阻

沒有要改電阻，如果覺得太亮User自己改電阻

  1. 字體太小，要改大(大海)

可參考JLC的提示：線寬0.16mm，字高0.8mm(大海：我改好了)

  1. 拿掉 arduino 接腳數字(火腿)

因測試時Arduino數字腳位無法正常運作，所以全部拿掉(大海：我改好了)

  1. 還沒送出板子的話，要討論一下是否要加入自動燒錄硬體，因為今天（2021 9/17）有成功（問皮爸）

自動燒錄的電路需要紅色板子(下圖)的RTS腳，而RTS腳不在預設的六支排針內，也就是必須自己拉RTS出來，所以即使伴伴板加上自動上傳電路，紅色板子也不能直上，感覺仍不完美，所以建議不改。皮爸

  1. 考慮到插在小型麵包板上不方便的問題，建議上半部(BW16兩側)內縮到排針處。但如此便少了腳位標示，且板子變成非矩形，可以評估看看。或者整塊板子都左右內縮一排，但這樣更動有點大。(皮爸)
  2. 腳位標示的方法，也可以印標籤貼在BW16上面。 (皮爸)

應用參考

https://techatronic.com/blynk-home-automation/

參考資料

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