Проектирование платы

Название проекта: Универсальный IoT контроллер (OpenCPU ML307R)

Версия: 2.0 (Многоцелевой: Автомойка / Контроль доступа)

Основной модуль: OneMO (China Mobile) ML307R

1. Обзор проекта

Разработать компактную печатную плату для телеметрии и управления на основе модуля ML307R LTE Cat.1.

Архитектура: OpenCPU (Без внешнего МК). Вся логика реализована внутри процессора ML307R.

Применение: Плата будет использоваться в двух режимах:

Автомойка/Торговый автомат: Подсчет импульсов от монетных/банкнотных приемников.

Контроль доступа: Чтение RFID-карт через интерфейс Wiegand.

2. Система питания (Критическое требование)

Устройство работает в жестких условиях с перепадами напряжения.

Входное напряжение: 9V ... 30V DC (Номинальное 12V/24V).

Основной регулятор: Синхронный понижающий преобразователь (DC-DC).

Целевой чип: MP1584EN или TPS54331. НЕ используйте LDO.

Выход: Строго 3.8V (VBAT).

Токовая способность: Минимум 2.5A пик.

Стабильность: Требуется танталовый конденсатор (мин 470uF, корпус D/E) или полимерный конденсатор с низким ESR (1000uF) на линии VBAT для предотвращения перезагрузок во время LTE передачи.

Защита: Защита от обратной полярности (Шоттки диод), PTC предохранитель, TVS диод на входе.

3. Входы и интерфейсы

A. Входы для оплаты (Импульс/Переключатель)

Количество: 2 независимых канала (Вход 1, Вход 2).

Тип: Оптоизолированный (PC817 / EL357).

Разъем: Клеммная колодка.

Логика: Обнаружение 12V/24V импульсов от монетных/банкнотных приемников.

B. Вход контроля доступа (Протокол Wiegand)

Количество: 1 интерфейс (Данные 0, Данные 1).

Разъем: 4-контактная клеммная колодка (12V Выход, GND, D0, D1).

Сдвиг уровня (КРИТИЧЕСКИЙ):

Читатели Wiegand выдают 5V логику.

GPIO ML307R принимает максимум 1.8V.

Требование: Реализовать аппаратный сдвиг уровня (на основе MOSFET или логической ИС) для безопасного подключения 5V линий D0/D1 к 1.8V GPIO модема.

Выход питания: 12V проход для питания считывателя (защищен предохранителем).

C. Связь

UART: 2 порта (JST XH 4-контактный) для внешнего дисплея/принтера.

Должны включать сдвиг уровней (1.8V <-> 3.3V/5V).

USB: Type-C (для загрузки прошивки/отладки).

SIM: Слот для Nano-SIM с защитой от ЭСД.

4. Выходы (Управление реле)

Количество: 2 канала.

Тип: Сухой контакт (COM/NO).

Драйвер: MOSFET (2N7002), управляющий небольшим реле или PhotoMOS (твердотельное).

Нагрузка: Способен переключать 12V/24V соленоиды (с защитой от обратного напряжения).

5. Макет печатной платы и форм-фактор

Ссылка: См. приложенные фотографии оригинальной зеленой платы.

Разъемы:

Питание и входы (Импульс/Wiegand) на нижнем крае (клеммные терминалы).

Выходы реле на нижнем крае (клеммные терминалы).

UART на стороне (JST).

Индикаторы (Светодиоды): Питание (3.8V), Состояние сети, Реле 1 активно, Реле 2 активно.

Монтаж: 4 монтажных отверстия (M3).

6. Результаты

Схематическая диаграмма (PDF + Исходный код).

Макет печатной платы (файлы Gerber + Исходный код).

BOM (Список материалов) с номерами деталей LCSC.

Файл Pick & Place (CPL) для сборки.