基于STM32的無線金屬檢測收發(fā)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（1）——發(fā)射端硬件設(shè)計(jì)

最近畢業(yè)在家，閑魚上接了一些單子賺賺外快，其中有一位老板的需求是設(shè)計(jì)制作一款檢測裝置，有六路檢測端對應(yīng)六路LED燈。

當(dāng)發(fā)送端檢測到信號后通過無線裝置進(jìn)行發(fā)送，接收端收到信號后對六路LED對應(yīng)點(diǎn)亮并觸發(fā)蜂鳴器裝置。

在此基礎(chǔ)上，甲方要求無線可以傳輸在一公里左右的距離。

因此本期旨在闡述發(fā)送端的器件選型和原理圖、PCB設(shè)計(jì)。

1、電源選型

由于客戶需求需要12V~36V寬電壓輸入并且指定的檢測裝置工作在12V~24V的電壓區(qū)間，因此電源部分就要選用升降壓芯片，將12V~36V電壓穩(wěn)壓至一固定電壓。

由于存在12V輸入12V輸出的情況，因此單一的降壓芯片是無法滿足的，在此基礎(chǔ)上選擇一款合適的升降壓芯片是必須的。

XL6019具有寬輸入電壓，高轉(zhuǎn)換效率，高輸出電流，外圍電路簡單和成本優(yōu)勢明顯等優(yōu)點(diǎn)。

XL9016僅僅少數(shù)的外圍器件即可實(shí)現(xiàn)寬電壓輸入的升降壓電源的實(shí)現(xiàn)并且單芯片的價(jià)格非常非常的便宜。說實(shí)話我挑了很久很久的升降壓電路方案，但是不是外圍很復(fù)雜，就是芯片的價(jià)格特別特別昂貴，最后和許愿一樣向AI祈禱知道的這塊芯片。

2、主控和無線選型

主控自然是采取STM32F103C8T6這款最最經(jīng)典的芯片，這里就不作過多贅述。

無線模塊采用nRF24L01無線通訊模塊，其工作在2.4GHz頻段，可傳輸1100m左右距離，通訊簡單，采取SPI通訊，是本項(xiàng)目極佳的通訊方式。

由于博主沒有設(shè)計(jì)這種無線通訊的經(jīng)驗(yàn)，因此采用成品模塊并不一體制版，采用即插即用式的設(shè)計(jì)。

3、傳感器處理

模塊的信號輸出端負(fù)載電流最大在100mA，在24V工作電壓情況下，負(fù)載電阻采用10k，其理論OutPut電壓約為4V（這個(gè)值會(huì)在實(shí)際使用中進(jìn)行驗(yàn)證）具體計(jì)算方式是VCC-Io*R，因此可以更具實(shí)際輸入電壓和電阻大小進(jìn)行計(jì)算，提高負(fù)載電阻能降低OutPut電壓，但是為了保險(xiǎn)起見選擇使用光耦芯片進(jìn)行隔離。

雖然很想說，在采用了光耦的方案中，應(yīng)該設(shè)計(jì)雙電源（不共地）實(shí)現(xiàn)真正的電氣隔離，但是甲方希望是單電源的設(shè)計(jì)方案，因此硬著頭皮使用單電源。

4、原理圖及PCB

XL9016原理圖

7805及1117降壓模塊

主控、下載、通訊電路圖

傳感器及光耦電路

最后在無線通訊模塊和主控附近添加幾顆鉭電容用來進(jìn)一步濾波來保證電路的穩(wěn)定性。

總PCB圖

5、歡迎大佬們指正

設(shè)計(jì)上的不足歡迎大佬們評論區(qū)指正