Outro miniaturização e firmware - microcontrolador atmel attiny20uur (wlcsp)

Leonardo Ferreira M · 1 de fevereiro de 2021

Olá, aqui é o Leonardo, de Sp-Sp. Não sou profissional da área de eletrônica, portanto peço desculpas antecipadamente por quaisquer equívocos em minha explicação.

Estou enviando essas informações na esperança de conseguir contato com alguém interessado em trabalhar no desenvolvimento do projeto que necessito.

Criei um produto para o qual foi desenvolvida uma PCB extremamente miniaturizada, cuja função é controlar um pequeno motor de vibração de 3Volts. A versão atual dessa placa foi desenvolvida por um engenheiro que contratei há cerca de um ano.

A PCB mede 12,7mm x 9mm (por gentileza checar as imagens anexadas)

Devido à restrições de espaço no design do produto, necessito substituir os chips utilizados no projeto atual, por outros de menor encapsulamento.

Então basicamente preciso de um novo projeto eletrônico e um novo firmware, visto que o atual precisa de modificações.

Se observarem nas imagens, a placa conta com dois chips no lado "top", sendo o microcontrolador PIC10F322 (encapsulamento SOT-23-6)

https://www.microchip.com/wwwproducts/en/PIC10F322

E o carregador de bateria BQ21040DBVT (encapsulamento SOT-23-6)

https://www.digikey.com/en/products/detail/texas-instruments/BQ21040DBVT/6036280?utm_adgroup=Integrated Circuits&utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=PT_RLSA_Cart Abandoner_Dynamic Search&utm_term=&utm_content=Integrated Circuits&gclid=Cj0KCQiA6t6ABhDMARIsAONIYyxZtWn9llKKKcmAQrrn0a4y_Aw47A2KWQVrAK4oksaYTYGB4mKOMKEaAoGxEALw_wcB

No lado "bottom" está o driver do motor DRV8838 (encapsulamento WSON)

https://www.ti.com/product/DRV8838#product-details

O motivo da alteração que necessito, é o design de meu produto, que exige além da placa extremamente miniaturizada, que todos os seus componentes migrem para o mesmo lado da PCB (top), para que a integração mecânica possa ser realizada da forma esperada.

Para que tal modificação seja possível, os três chips acima citados, precisariam ser substituídos por modelos de menor encapsulamento, assim todos os componentes caberiam no lado "top" da PCB, ficando o lado "bottom" sem nenhum componente.

No lado "bottom", junto ao Driver do motor, encontram-se também dois capacitores e três resistores (encapsulamento 0201), que também precisariam ser transferidos para lado "top" da PCB.

Um profissional com quem conversei recentemente, me indicou o microcontrolador Atmel, modelo ATTINY20UUR (encapsulaento WLCSP), como substituto do PIC utilizado atualmente. Realmente impressionante! Medindo apenas 1,55mm x 1,40mm.

Este modelo, segundo a indicação do profissional, seria o de menor encapsulamento disponível, com memória e outras características adequadas para meu projeto.

https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATTINY20

Já sobre o chip carregador da bateria (BQ21040DBVT) , também me foi informado que existem soluções com menor encapsulamento, porém não tenho nenhuma sugestão em particular neste momento.

E quanto ao driver do motor, é provável que também exista opção com menor encapsulamento, o que ainda não verifiquei.

Pontos importantes do projeto:

- O tamanho e formato da placa está no limite e não pode ser aumentado nem mesmo 1mm;

- Os únicos substitutos aceitáveis para os chips utilizados atualmente, serão aqueles de menor encapsulamento, pois essa é a prioridade;

- O projeto utiliza uma bateria LiPo customizada de 20mAh, que pode ser descarregada continuamente em 4C (80mA). A bateria foi customizada com tal característica de descarga devido ao consumo do motor de vibração, que é de aproximadamente 80mA (carga principal do projeto), e por conta da restrição de espaço para a bateria no design do produto, ela não pode ser substituída por uma maior;

- Assim como a bateria, o motor de vibração não pode ser substituído por outro modelo de menor consumo, sendo o modelo utilizado atualmente no projeto, o único adequado à função esperada do produto;

- O modelo de chave táctil atual também não pode ser substituído. Esta chave foi selecionada especificamente para o produto;

- Os quatro pads de solda (2 da bateria e 2 do motor) devem permanecer o mais próximos possível da disposição em que se encontram atualmente, não podendo migrar para o lado "bottom" da PCB;

- Seria ideal se a programação pudesse ser feita através do conector USB da placa, visto que o mesmo atualmente só é utilizado para recarregar a bateria. Como alternativa, o microcontrolador poderá ser comprado já programado no fornecedor. Pads de programação devem ser desconsiderados para este projeto;

- Só possuo o arquivo HEX, não tenho o código. O engenheiro não me forneceu, porém como pretendo desenvolver um novo firmware, imagino que não seja problema. O Firmware atual utiliza 1K de memória, aproximadamente.

- Como mencionei, a única função dessa placa é controlar de forma específica um motor de vibração de 3V, através de comandos na chave táctil, o que irei descrever em detalhes à seguir:

Operação esperada do motor:

-Acionamento acidental:

Qualquer clique na chave, com duração inferior a 1 segundo e meio, deve ser interpretado como acionamento acidental, e não deve acionar o motor. O sistema deve permanecer em modo deep sleep.

-Sair do modo Deep Sleep e entrar em modo Standby:

Para "acordar" o sistema, o usuário deve pressionar a chave e mantê-la pressionada. Assim que ultrapassar 1 segundo e meio, o sistema deve "acordar" e o motor deve emitir um pulso curto de vibração, como feedback táctil para o usuário, indicando que o sistema entrou em Standby e o motor está agora pronto para ser acionado.

-Retorno Automático ao modo Deep Sleep:

Uma vez em Standby, se nenhum acionamento for feito na chave, após 3 minutos ocioso, o sistema deve voltar automaticamente para o modo deep sleep.

-Ativação do Motor sentido horário

Se, entretanto, o usuário pressionar a chave (um clique) dentro desse período de 3 minutos (standby) o motor deve ser acionado em sentido horário, e permanecer acionado continuamente nesse sentido.

-Pausa do Motor:

Se o usuário pressionar a chave novamente, o motor deverá pausar. Se permanecer pausado por mais de 3 minutos, o sistema deve resetar e retornar ao modo deep sleep.

-Ativação do Motor sentido anti-horário

Pressionando outra vez a chave, o motor é novamente acionado, mas no sentido inverso/anti-horário.

E assim sucessivamente, cada clique na chave ativa, pausa e inverte o sentido da rotação do motor.

-Tempo Máximo de uso Contínuo:

Da mesma forma que o sistema deverá retornar ao modo deep sleep se permanecer ocioso/parado por 3 minutos, como já mencionado, o período máximo que o motor poderá permanecer acionado continuamente (independentemente do sentido) deverá ser também de 3 minutos, sendo pausado(*) automaticamente caso este período se esgote.

*Caso essa pausa automática ocorra, o usuário terá ainda 30 segundos para dar um clique na chave, caso queira religar o motor no mesmo sentido em que estava antes da pausa automática ocorrer. Se, porém, se esgotarem estes 30 segundos sem que a chave seja pressionada, o sistema deverá resetar e voltar ao modo deep sleep.

-Reset Forçado:

- Além das funções acima, o usuário poderá forçar o sistema a resetar, seja durante o uso (com o motor acionado/pausado), quanto no modo standby, bastando pressionar a chave e mantê-la pressionada por 2 segundos. Assim que o tempo atingir 2 segundos, o motor deve emitir dois pulsos curtos de vibração como feedback táctil, indicando o reset do sistema, que deverá voltar ao modo deep sleep.

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*Como mencionei no início da mensagem, não sou engenheiro, por isso peço desculpas caso tenha deixado faltar alguma informação crítica ou feito observações de forma amadora.

Agradeço muito se alguém interessado em trabalhar nesse projeto puder entrar em contato comigo!

Atenciosamente

Leonardo.

.if · 1 de fevereiro de 2021

Olá amigo. Do meu ponto de vista profissional, foi sim muito bem explicado. Pelo que senti e com insights, penso que se remover o conector usb, é possível sim colocar tudo de 1 lado só. Me responda e eventualmente aos colegas interessados:

-você é proprietário do projeto?

-você possui e é proprietário da empresa ?

-você possui o layout com pcb, gerbers, listas, part numbers, e esquema e tudo o +?

Apesar de ser perfeitamente possível te ajudar por aqui, isso tornaria seu projeto algo como open source e não sei se é bom pro seu negócio.

Se não se sentir a vontade em com isso, pode me enviar m.p.

@Leonardo Ferreira M

Leonardo Ferreira M · 1 de fevereiro de 2021

4 horas atrás, .if disse:

Olá amigo. Do meu ponto de vista profissional, foi sim muito bem explicado. Pelo que senti e com insights, penso que se remover o conector usb, é possível sim colocar tudo de 1 lado só. Me responda e eventualmente aos colegas interessados:

-você é proprietário do projeto?

-você possui e é proprietário da empresa ?

-você possui o layout com pcb, gerbers, listas, part numbers, e esquema e tudo o +?

Apesar de ser perfeitamente possível te ajudar por aqui, isso tornaria seu projeto algo como open source e não sei se é bom pro seu negócio.

Se não se sentir a vontade em com isso, pode me enviar m.p.

@Leonardo Ferreira M

Olá. Muito obrigado por ter se dado ao tempo de ler minha mensagem e por sua resposta!

-sim, sou proprietário do projeto

-tenho todos os arquivos que mencionou

Vou te enviar m.p, obrigado!

@.if Tentei enviar m.p, porém não foi permitido! É por eu ser novo no fórum? Se tiver uma solução, agradeço se me orientar!

Ah, esqueci de mencionar na mensagem anterior. Sobre a remoção do micro USB, como você orientou, a ideia seria substituí-lo por um sistema wireless?

De fato foi algo que cogitei desde o início, mas acabei mantendo o conector pois na época que o projeto foi elaborado, eu desconhecia totalmente a existência de soluções de carregamento wireless tão miniaturizadas.

O conector me incomoda sim, por ser algo mecânico que eventualmente apresentará seus defeitos, e a maioria dos telefones que tive não me deixam mentir. Um conector defeituoso inutilizaria o produto.

Novamente, muito obrigado

Abraço!

.if · 1 de fevereiro de 2021

Olá de novo, amigo. Perdão mas onde você leu remoção leia-se colocação do outro lado da pci. De fato ele se faz necessário pro carregamento. E sim concordo que ele danifica com facilidade mas há a vantagem de que todo mundo tem um carregador pra ele. O ideia do wireless é boa mas por enquanto não tem pra aquele tamanho. Portanto ainda estamos na "sua época" kk.

Vou tentar de mandar m.p. pra ver. Até lá, dá uma olhadela nisso...

Coincidência do destino?

Leonardo Ferreira M · 1 de fevereiro de 2021

9 minutos atrás, .if disse:

Olá de novo, amigo. Perdão mas onde você leu remoção leia-se colocação do outro lado da pci. De fato ele se faz necessário pro carregamento. E sim concordo que ele danifica com facilidade mas há a vantagem de que todo mundo tem um carregador pra ele. O ideia do wireless é boa mas por enquanto não tem pra aquele tamanho. Portanto ainda estamos na "sua época" kk.

Vou tentar de mandar m.p. pra ver. Até lá, dá uma olhadela nisso...

Coincidência do destino?

10 minutos atrás, .if disse:

Olá de novo, amigo. Perdão mas onde você leu remoção leia-se colocação do outro lado da pci. De fato ele se faz necessário pro carregamento. E sim concordo que ele danifica com facilidade mas há a vantagem de que todo mundo tem um carregador pra ele. O ideia do wireless é boa mas por enquanto não tem pra aquele tamanho. Portanto ainda estamos na "sua época" kk.

Vou tentar de mandar m.p. pra ver. Até lá, dá uma olhadela nisso...

Coincidência do destino?

Com relação à jogaro USB pro lado oposto....E SE eu te dissesse, sabe, hipoteticamente...Que isso não é uma opção? Sei que soa ambicioso demais e talvez ingênuo de minha parte, mas EU TENHO FÉ que quando você ver o esquema, layout, gerber, vai me dar esperanças!

O pior é que é sério isso. Eu não posso passar o micro USB pro outro lado. Por favor me fala que você gosta de desafios

O que mais me deixa inconformado é que se trata de um projeto com função tão simples, e ainda assim requer uma solução tão miniaturizada...

Sigo agradecendo por cada orientação e pela boa vontade em responder!

Abraço!

.if · 1 de fevereiro de 2021

Olá. Vou deixar mais ideia pública pra ver se alguém tem ideia "menos ruim" que a minha kk

Sabe isso...?

Poizé... a própria pci (placa de circuito) já é o conector. Seria uma alternativa muito lôca pra substituir seu micro conector usb: você conectaria direto na porta usb. Mas não sei se o que sobra de área comporta o resto do circuito. Tenho alguns destes em casa... mais tarde (a noite) dou uma olhadela.

1 hora atrás, Leonardo Ferreira M disse:

Por favor me fala que você gosta de desafios

Os pequenos, tomo no café da manhã. Os maiores só mesmo na sexta num boteco kk

Leonardo Ferreira M · 1 de fevereiro de 2021

1 minuto atrás, .if disse:

Olá. Vou deixar mais ideia pública pra ver se alguém tem ideia "menos ruim" que a minha kk

Sabe isso...?

Poizé... a própria pci (placa de circuito) já é o conector. Seria uma alternativa muito lôca pra substituir seu micro conector usb: você conectaria direto na porta usb. Mas não sei se o que sobra de área comporta o resto do circuito. Tenho alguns destes em casa... mais tarde (a noite) dou uma olhadela.

NUNCA TINHA VISTO ESTE DISPOSITIVO ANTES! QUE INTERESSANTE! EXÓTICO EU DIRIA!!! A IDEIA EM SI É MUITO ELEGANTE, PORÉM RECEIO QUE NÃO SERIA POSSÍVEL IMPLEMENTAR DEVIDO AO DESIGN DO PRODUTO, QUE NÃO PERMITIRIA QUE O ADAPTADOR EM QUESTÃO ALCANÇASSE A PCI NA POSIÇÃO NECESSÁRIA.

1 minuto atrás, .if disse:

Os pequenos, tomo no café da manhã. Os maiores só mesmo na sexta num boteco kk

ENTÃO VIM AO LUGAR CERTO!! BORA PRO BOTECO ENTÃO PORQUE EU TO PENANDO COM ESSE NEGÓCIO!

Thiago Miotto · 2 de fevereiro de 2021

Se a conexão não for mais para configurações e não para uso direto, um flat conectado a placa com um adaptador pra micro USB poderia resolver.

Também cogite a ideia de um rabicho com o USB fêmea

rodrigocirilo · 9 de fevereiro de 2021

Fiquei curioso pra saber o uso desse motorzinho vibrante hehe....

.if · 9 de fevereiro de 2021

Eu sei mas não posso contar ... Caso o autor revisite sua publicação, penso que lhe pode enviar mp.

Off... apesar de sinistro, respeito a decisão do velho amigo autor - ocupado com outras atividades - de não responder email... apesar que sinto que flui certa 'ignorância' - no sentido de ignorar - o que tem certa relevância. Curiosamente convivo com isso na vida real kk

Leonardo Ferreira M · 9 de fevereiro de 2021

5 minutos atrás, .if disse:

Eu sei mas não posso contar ... Caso o autor revisite sua publicação, penso que lhe pode enviar mp.

Off... apesar de sinistro, respeito a decisão do velho amigo autor - ocupado com outras atividades - de não responder email... apesar que sinto que flui certa 'ignorância' - no sentido de ignorar - o que tem certa relevância. Curiosamente convivo com isso na vida real kk

Opa! Primeiramente me desculpe pela ignorada, não foi intencional. Ocorre que nos últimos dias fiquei MUITO RUIM do estômago e mal consegui pensar sobre esse e outros projetos. Me senti inútil ao constatar o quão sensível de fato sou, meu humor foi literalmente pro espaço.

Respondo seu e-mail hoje, já estou bem melhor, mas ainda não 100%

Abraço e novamente obrigado por ser aparentemente a pessoa mais ativa nesse fórum.

rodrigocirilo · 9 de fevereiro de 2021

2 horas atrás, .if disse:

Eu sei mas não posso contar ... Caso o autor revisite sua publicação, penso que lhe pode enviar mp.

Off... apesar de sinistro, respeito a decisão do velho amigo autor - ocupado com outras atividades - de não responder email... apesar que sinto que flui certa 'ignorância' - no sentido de ignorar - o que tem certa relevância. Curiosamente convivo com isso na vida real kk

Minha curiosidade serviu pra desativar o modo off do autor hehe e lhe responder... no fim fiquei na curiosidade ainda..

Ja usei pic 10F em uns projetos, e impressionante como uma coisa daquele tamanho consegue ser programada e rodar um firmware...

.if · 9 de fevereiro de 2021

O amigo @Leonardo Ferreira M pode me responder no contato se posso te contar (mp) visto que ele não consegue enviar mp. Se ele deixar, vou pensar no seu caso

Sobre o 10f, o attiny10 é menor (aquele encapsulamento udfn-8) e "maior" ainda. Mas sim o pic10f200 tem seu lugar na simplicidade da programação. Já o pic10f322 um pouco + avantajado e também bem legal com funções avançadas é o maior "barato" .

rodrigocirilo · 9 de fevereiro de 2021

27 minutos atrás, .if disse:

O amigo @Leonardo Ferreira M pode me responder no contato se posso te contar (mp) visto que ele não consegue enviar mp. Se ele deixar, vou pensar no seu caso

27 minutos atrás, .if disse:

Sobre o 10f, o attiny10 é menor (aquele encapsulamento udfn-8) e "maior" ainda. Mas sim o pic10f200 tem seu lugar na simplicidade da programação. Já o pic10f322 um pouco + avantajado e também bem legal com funções avançadas é o maior "barato" .

A um tempo atras, comprei uns 200 10f222, pra usar num projeto... ***** era gravar esses carinhas... comprei tambem o 10F322 uns 50, ficaram sem uso, pois meu pickit3 nao tem na lista de pics que sejam gravados..

Esse eu adquiri pois queria usar a memoria HEF (High Endurance Flash).

Esse attiny10, acho que pra usar ele, só comprando ja gravado né... pois como grava isso. hehe

.if · 9 de fevereiro de 2021

33 minutos atrás, rodrigocirilo disse:

Esse attiny10, acho que pra usar ele, só comprando ja gravado né... pois como grava isso

Óbvio d+ que até me incomoda responder ... tem que deixar pontos de acesso aos pinos de gravação no layout pcb direcionados à terminais = a qualquer outro sistema icsp

Google attiny10 programmer schematic

http://www.technoblogy.com/show?1YQY

49 minutos atrás, rodrigocirilo disse:

pickit3 nao tem na lista de pics que sejam gravados..

sinistro isso... confirme de novo pfv pois estou pra comprar um programador pro pic10f322... sério...

rodrigocirilo · 9 de fevereiro de 2021

9 minutos atrás, .if disse:

Óbvio d+ que até me incomoda responder ... tem que deixar pontos de acesso aos pinos de gravação no layout pcb direcionados à terminais = a qualquer outro sistema icsp

Google attiny10 programmer schematic

http://www.technoblogy.com/show?1YQY