Crítica esquemática

Eu projetei meu primeiro projeto de eletrônica e ficaria agradecido se você pudesse me dar algum feedback sobre ele.

Estou especialmente procurando por erros para iniciantes, qualquer coisa errada ou ineficiente com o meu circuito e no caminho que construí o esquema.

O projeto é um cronômetro de cozinha controlado por um Arduino. Possui três temporizadores que podem funcionar ao mesmo tempo e emite um sinal sonoro quando chega a zero. Ele é alimentado pela parede, mas quando é desconectado, a bateria deve assumir, sem reiniciar o temporizador.

O primeiro esquema é a fonte de alimentação. Se conectado à parede, ele não deve usar energia da bateria, mas deve mudar para a bateria se desconectado.

O segundo esquema contém o microcontrolador e os interruptores e botões usados ​​para controlar o timer.

O terceiro esquema contém a exibição.

Entendo que avaliar um esquema é pedir muito, por isso estou muito agradecido por qualquer feedback.

EDITAR

Sou muito grato a todos que se dedicaram a comentar o meu esquema. Eu não tenho nenhum amigo engenheiro por perto, então seu feedback é altamente valioso.

Tentei fazer as alterações de acordo com o que você sugeriu. Ainda não tentei na tábua de pão, então não tenho certeza se tudo vai funcionar. Ainda preciso fazer alguns testes para descobrir o melhor valor para o R5.

Aqui está o esquema atualizado:

Parabéns pelo uso de um refdes (designador de referência) para a maioria dos componentes. Especialmente se você quiser discutir um esquema, eles são necessários para uma comunicação decente.

A fonte de energia

• você usa os refdes "L1" e "L2" para os LEDs. Não. "L" é o designador padrão para indutores. Use "LD" ou "LED" ou, como eu, "D" para diodo.
• o valor de R1 é muito baixo. Isso dará ao LED 45 mA, o que é demais para um LED indicador. Aumente o valor para 560 Ω e você terá 18 mA seguros; eles geralmente são classificados em 20 mA. Verifique a folha de dados. A propósito, você realmente precisa desse LED? Sempre consumirá energia.
• C1 e C2 são indicados como "10 mF", onde eu presumo que eles devem ser "10 µF", que é uma diferença de fator 1000. Provavelmente serão capacitores eletrolíticos polarizados. Use um símbolo que indique a polarização e indique claramente qual é o lado positivo. Também para eletrolíticos, é uma boa prática mencionar a tensão no esquema também. C1 deve ser pelo menos 20 V, C2 10 V.
• Coloque um paralelo de 100 nF para C1 e C2
• aproxime C2 da saída do regulador que o LED. Eletricamente, não faz diferença, mas é assim que você deve colocá-los no PCB. Os 100 nF devem estar mais próximos da saída.

O microcontrolador

• o ATmega328 não possui um pino VREF. Provavelmente deveria ser o Vcc. Adicione um capacitor de desacoplamento de 100 nF entre Vcc e o terra, o mais próximo possível dos pinos. Sempre desacople a fonte de alimentação de um IC.
• A redefinição está conectada ao terra. Tudo bem se você usar o circuito de redefinição interna, mas não se esqueça de programar o bit RSTDISBL para "1".
• você não pode dirigir um alto-falante diretamente de um pino de E / S. Você precisará de um transistor lá.
• você pode salvar um resistor se usar o pull-up interno do PC0 e conectar o switch ao terra. R4 não será necessário então. Lembre-se de que a lógica será invertida.
• o mesmo para PB2 a PB5 e comutadores S2 e S4: pull-ups internos e comutadores para aterramento em vez de +5 V.
• interruptores S2 e S4 são confusos. Você tem 2 contatos no lado inferior e 5 no lado alto. Eles deveriam ser contatos de troca? Nesse caso, você não precisará disso: uma entrada será sempre complementar à outra, portanto, você precisará apenas de uma. De qualquer forma, o menor dos resistores pull-down não serve para nenhuma função.
• Eu usaria nomes mais descritivos para as redes na porta D, como "Digit1", "Digit2" etc.

A tela

• Novamente, desacople a fonte de alimentação com um capacitor de 100 nF.
• os valores do resistor para R4 são muito altos. Troque-os por 150 Ω tipos.
• os 5 resistores R5 podem ser descartados. Eles não servem para nenhuma função.
• $\times$

Conclusão
Esta é uma lista longa, mas acho que você fez um bom trabalho, considerando que é seu primeiro projeto. Eu já vi esquemas muito piores. Sucesso!

editar Re a atualização da pergunta
Seu circuito em torno de Q1 e D3 não está bem: a bateria alimentará o LED, mas não o restante do circuito. Não tenho certeza se o LED como indicador de bateria é uma boa idéia: especialmente com a energia da bateria, você precisa ser econômico e não desperdiçar energia com um LED.

Que tal isso: mantenha os diodos como na sua primeira versão, mas controle o LED do microcontrolador. Use um dos pinos livres para detectar a presença de 12 V através de um diodo zener de 5 V e um resistor em série. Em seguida, você pode piscar o LED quando estiver usando a bateria. Um flash curto a cada segundo é muito mais econômico.

Vou colocar algumas reflexões rápidas aqui e adicionar mais tarde.
A lista de outras pessoas nos comentários funcionaria bem como uma resposta combinada.

Alguém deve prender o Olin até você abordar alguns dos pontos levantados :-).

C! & C2 são mostrados como 10 mF cada.
mF = milli-Farad = 10.000 microFarad.
Se você quer dizer 10 microFarad (como parece provável), isso geralmente é escrito 10 uF.
Você PODE ter escrito isso como uF e foi alterado pela substituição da fonte para 10 mF (como às vezes acontece), mas isso deve ser verificado.

Você está usando um nome de resistor para um grupo de resistores. por exemplo, R4 = 7 x 10k.
Isso é fácil de entender, mas torna impossível a referência fácil a um resistor individual ou similar e não é adequado para a automação para fins de layout (pois o componente R4 é incerto.

A capacidade de ler designações com facilidade e sem ambiguidade é um dos principais objetivos de um esquema.
A aparência visual diferente dos rótulos em lugares diferentes não parece ter um objetivo (mas pode ter) e alguns são difíceis de ver.
por exemplo, o ABCD conectado ao DA DB DC DD é branco em quadrados pretos. Difícil de ler.
O branco no cinza dentro dos corpos dos componentes é igualmente difícil de ler e desnecessário.
Cinza em cinza é pior.

Atualmente, este diagrama é um instrutor funcional, mas é impossível usá-lo para construção ou solução de problemas sem outro material de referência (ou uma memória eidética).
A adição de números de pinos melhoraria bastante a variedade de usos que o diagrama pode ter.

Todos os elétrons ficarão sem C1 :-).
Não realmente, é claro, mas alinhe seus leads verticalmente conforme C2.
Não há nada errado em alinhar capacitores horizontalmente onde ele se adequa à aplicação, mas o uso normal ao mostrar um capacitor de uma linha horizontal para o terra (como antes e depois do regulador de tensão U1) é como C2.

Da mesma forma, o arranjo horizontal do R2 é menos comum e "não parece bonito". Isso foi feito para economizar espaço, mas, por exemplo, mover U1 para cima, de modo que sua entrada seja alimentada horizontalmente por D1 e mover o texto acima de U1 permitiria o mesmo espaço, mas L2 e R2 seriam verticais.

A conexão SPK1 parece um pouco estranha - a intenção é clara.

Em vários locais, a legibilidade seria melhorada pelo uso de uma conexão horizontal ao terra ou de um símbolo local do solo, em vez de um longo fio ao terra.
por exemplo, pino LE do U3,

O regulador pode ser Toshiba TA4805 .
A corrente quieta descarregada é típica de 0,85 mA e, no pior caso, 1,7 mA.
MAS o indicador de status do LED consome cerca de 3 mA. Uma 'bateria de transistor' PP3 9V tinha capacidade de cerca de 600 mAh, portanto a vida da bateria descarregava ~ = 600/5 = 150 horas ou cerca de 1 semana de 24/7 em operação sem carga.
Os LEDs modernos podem ser MUITO brilhantes e menos de 1 mA devem ser suficientes.

Os pinos da porta PC1 - PC5 estão OK, conforme mostrado, mas DEVEM ser programados com puxões para cima / baixo, se configurados como entradas ou devem ser configurados como saídas.

R4 = 7 x 10k parece MUITO alto demais, a menos que seja uma tela inteligente em contato com uma potência mais alta para a provisão atual.

Anon ...