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Jul 08, 2023

Vea cómo Clem Mayer llevó su exclusivo proyecto de lector de tarjetas USB de idea a prototipo

Cada proyecto/producto tiene que comenzar con una idea, pero pasar de ese paso inicial hasta un prototipo funcional puede ser un proceso muy intimidante, especialmente para los principiantes. Como un

Cada proyecto/producto tiene que comenzar con una idea, pero pasar de ese paso inicial hasta un prototipo funcional puede ser un proceso muy intimidante, especialmente para los principiantes. Como una manera de ayudar a aclarar lo que debe suceder al dar el salto de una idea a un producto tangible, el presentador de element14 Presents, Clem Mayer, emprendió un proyecto para construir su propio lector de tarjetas USB con componentes relativamente comunes y un diseño de PCB de bricolaje.

Antes de que uno pueda siquiera encontrar una idea sobre algo que construir, la innovación y la lluvia de ideas a menudo pueden consistir en observar productos ya existentes e imaginar las formas en que podrían mejorarse. La fuente de inspiración de Mayer fue su antiguo concentrador de tarjetas USB/SD que se desconectaba constantemente debido a conectores defectuosos y era difícil de usar debido a su factor de forma no ideal. Para iterar, pensó en tomar la idea del concentrador USB, aplanar el diseño en una forma de tarjeta delgada y al mismo tiempo agregar funcionalidad USB-C e incluir una tarjeta SD de tamaño completo para facilitar su uso.

Según Mayer, es una buena idea incorporar componentes existentes en un diseño y posiblemente usar circuitos integrados separados para diversas tareas en lugar de monolíticos, al menos inicialmente, para eliminar puntos de falla. En este diseño, optó por un concentrador USB USB2640 + controlador de medios IC de Microchip que combina la funcionalidad USB y la capacidad de leer/escribir tarjetas SD en un solo chip. Además de este componente, Mayer agregó un ESP32-C3 para ajustar la cantidad de corriente proporcionada por el puerto micro USB externo, dos puertos USB-C para datos y energía, y circuitos duales de protección ESD para uso futuro.

Dado que los gabinetes impresos en 3D confiables pueden ser un desafío tanto para el diseño como para la fabricación, Mayer señala que ya existe un gran ecosistema de gabinetes prefabricados disponibles. Con los tamaños conocidos de antemano en sus hojas de datos, los PCB se pueden diseñar para que encajen bien y se pueden fabricar placas frontales personalizadas para aberturas de puertos y protección adicional.

Después de ensamblar su circuito de lector de tarjetas USB, Mayer conectó el puerto USB-C a su PC y descubrió que no se reconocía nada porque el conector no estaba soldado correctamente. Después de una solución rápida, todavía no funcionaba, esta vez debido a que faltaba una resistencia de polarización. Una vez agregado, el sistema operativo finalmente enumeró el chip controlador de medios, pero el chip ESP32 aún no fue reconocido debido, nuevamente, a un reflujo inadecuado debido a demasiados disipadores de calor cercanos.

Todos estos problemas y posibles soluciones son una parte natural del proceso de diseño iterativo, y cada lección a lo largo del camino conduce al final a un producto mucho mejor. Como enfatiza Mayer en su video, leer cuidadosamente la hoja de datos, verificar las huellas y agregar muchos puntos de prueba son pasos importantes para garantizar que todo funcione la primera vez. Para su próxima versión, Mayer planea recurrir a un chip controlador de medios/USB, una ranura para tarjeta SD y un circuito de regulación de voltaje anteriores, ya que son más familiares.

Para ver más sobre cómo se diseñó/construyó este lector de tarjetas USB y los desafíos a lo largo del camino, ¡puede ver el video e14 Presents de Mayer a continuación!