Desk timer

desk-timer

使用 Arduino Nano 制作的桌面计时器，同时用于学习 KiCad 原理图和 PCB 设计。

第一版功能

• 固定计时 25 分钟。
• 6 颗 LED 显示剩余进度。
• 两个按钮分别用于开始／暂停、复位计时。
• 计时结束后由无源压电蜂鸣器提示，可通过程序改变音调。
• 通过 Nano 的 USB 接口供电和下载程序。

元器件清单

当前采用 TDK PS1240P02BT 压电式无源蜂鸣器方案；电阻和两颗电容均采用 1206 贴片封装，其余元件的安装方式见表。

该方案不再使用此前电磁蜂鸣器方案中的 BC337、220Ω 基极电阻、10kΩ 基极下拉电阻和 1N4007 续流二极管。

KiCad 符号与封装

以下条目已在本机 KiCad 10 自带库中找到；电容及 Nano 的最终封装仍须与采购件／实物核对。

上述标准库元件直接引用 KiCad 自带库；当前不需要复制到项目专用库。

蜂鸣器驱动接法

Nano GPIO ── 330Ω ── 1µF ──┬── PS1240P02BT ── GND
                           └── 100kΩ ───────── GND

这是本项目拟采用的 GPIO 驱动方案，并非照搬厂商参考电路：串联电容隔直，100kΩ 电阻提供电荷泄放通路，330Ω 电阻限制切换瞬间的电流；按 5V 电平跳变估算约为 15mA。

程序使用 tone() 输出约 4kHz 方波，停止提示时结束方波输出；实际响度、波形及 GPIO 负载在样机阶段确认。

待确认事项

• 用户现有 Nano 是否为经典款 5V／ATmega328P，以及排针方向、排距和 USB 接口类型。
• 两种电容的实际采购型号；均按 1206、X7R、耐压 ≥16V 选购，容量分别为 1µF 和 100nF。
• 已完成原理图、PCB 布局与布线；尚未生成生产文件或制作样机。

参考资料

• TDK PS 系列数据手册：尺寸、外部激励方式及避免直流偏置的要求
• Kingbright WP7113GD 数据手册
• Omron B3F 系列数据手册

LED 与 GPIO 对应

PCB 上 D1–D6 从左到右排列，分别经 R1–R6 连接 Nano 的 D7、D6、D5、D4、D3、D2；这一顺序用于减少布线交叉。 固件中从左到右的 LED 引脚数组应为 {7, 6, 5, 4, 3, 2}。

PCB 布线配置

• 80 × 50 mm 双层板；保留当前元件布局。
• 默认信号线宽 0.30 mm；5V 和 GND 的 Power 网络类线宽 0.50 mm；铜间距 0.25 mm。
• 过孔直径 0.80 mm、钻孔 0.40 mm；铜到板边至少 0.50 mm。
• 主要连线在顶层；底层两段短跳线，其余以连续 GND 铺铜为主；共 5 个过孔。
• 底层 GND 区采用热焊盘连接，间隙及连接桥宽均为 0.30 mm，并移除孤立铜岛。
• 本次填充铜区后 DRC：0 违规、0 未连接；焊盘网络与原理图一致。