Kroky pri výrobe základnej dosky Project PM CS Open CourseWare
Variant Atmel AVR ATmega16
POZOR! Kroky uvedené v tomto výučbe vás prevedú realizáciou dosky a NEPREDSTAVUJÚ VŠETKY POSTUPY, ktoré treba dodržať, až do najmenších detailov, aby bola funkčná doska VŠETKY SPOJENIA prítomné v elektronickej schéme MUSIA BYŤ VYROBENÉ (vrátane GND na GND).
Súčiastky sa kupujú (určité veci sa môžu líšiť, napríklad zástrčka zdroja napätia, ktorý máte k dispozícii, farba súčiastok, veľkosť univerzálnej platne s otvormi, ktoré si vyberiete). Na obrázku nižšie sú všetky časti, ktoré potrebujete na zostavenie projektu.
Používate nasledujúce nástroje: letcon, multimetr, stripovacia pasta (Sacâz) a fludor, kliešte na rezanie drôtu
Skôr ako začnete s lepením, zvážte nasledujúce pravidlá:
Ak (zatiaľ) neviete, ako používať multimetr, postupujte podľa nižšie uvedeného návodu:
Výroba dosky (Usporiadanie dielov a lepenie)
Letcon je aktívnym prvkom v procese lepenia. Poskytuje teplo potrebné na roztavenie cínu. Musí mať nízky výkon (20 - 30 W), aby nedošlo k prehriatiu častí a aby nebol príliš veľký.
Fluór vyzerá ako drôt, ale v skutočnosti je to cínová trubica (cín + olovo) naplnená stripovacou pastou. Pri vystavení vzduchu meď oxiduje (mení farbu z lesklej medi na matnú hnedú). Tento oxid zabraňuje priľnutiu medeného cínu. Na odstránenie použite stripovaciu pastu (vrece).
Ak sa chcete dozvedieť, ako vyrobiť správne spájky, postupujte podľa nižšie uvedeného tutoriálu:
Ako je vysvetlené v tutoriále vyššie, prilepte kúsky pomocou letónu podľa nasledujúceho postupu:
Sériové konektory majú číslovanie napísané na plastovej strane.
Programovacie rozhranie
Programovacie rozhranie je prvým krokom pri vybavení vašej projektovej dosky. Jeho schéma zapojenia je uvedená nižšie:
Vložte konektor DB9-matka na okraj testovacej dosky s kolíkmi 6,7,8,9 na čistej strane (bez medi) a zvyšok na boku s medenými podložkami, pričom dbajte na to, aby boli kolíky blízko otvorov, ako na obrázku.
Pripojte kolíky 6 a 7 zo zásuvky a rezistor 4,7k R5 na bezšvovej strane (pozri obrázok nižšie). Potom prilepte ďalší odpor 4,7 K (R6) na svorku 4 zástrčky. Ďalej prilepte Zenerove diódy (D1 a D2) na druhé konce rezistorov. Dávajte pozor na polaritu, katóda diód je označená čiernou čiarou.
Spájkujte anódy diód spolu s pinom 5 zo sériovej zástrčky, ako na obrázku nižšie. Tento bod predstavuje montážnu hmotu.
Pokračujte v spájkovaní rezistora R3 (15K) s jedným koncom k zemi (diódové anódy) a druhým koncom k základni tranzistora BC547. Tiež na základňu tranzistora prilepte kontakt rezistora R2 (10K), ako na obrázku nižšie. Emitor tranzistora musí byť tiež pripojený k zemi a kolektor musí byť zatiaľ voľný.
Druhý kontakt R2 musí dosiahnuť svorku 3 sériovej zástrčky. Aby ste to dosiahli, musíte si vyrobiť remienok s kúskom izolovaného drôtu odobratým z UTP kábla, ako je uvedené nižšie:
Napájací modul
Súpravu môžete napájať dvoma spôsobmi. Prvým (a najjednoduchším) je použitie 5 stabilizovaných voltov z USB portu. Potrebujete na to iba zástrčku USB typu A a predlžovací kábel. Zásuvka pre USB konektor je nasledovná:
Ak zvolíte napájanie USB, máte nevýhodu, že váš držiak nebude schopný spotrebovať viac ako 500 mA, čo je hodnota, okolo ktorej je port obmedzený. Ak chcete vo svojom projekte použiť komponenty s vysokou spotrebou prúdu (žiarovky, motory, vykurovacie články, relé), môžete pristúpiť k extrémnym opatreniam alebo môžete použiť externý zdroj napájania z adaptéra. Pre toto napájanie potrebujete stabilizátor napätia (LM7805). Jeho úlohou je odoberať napätie z adaptéra (minimálne 6,5-7 voltov) a poskytovať stabilizované výstupné napätie, v našom prípade 5 voltov. Pinout pre LM7805 je nasledovný:
Prilepte LM7805 spolu s kondenzátorom C11 (100nF) v ľavom dolnom rohu dosky, ako na obrázku. Pin 3 na 7805 bude dodávať 5 voltové napätie uvedené na schéme Vcc.
Pokračujte LED diódy napájania a odporu R4 (1K). Dávajte pozor na polaritu LED, dlhší pin je anóda a prilepíte ho na Vcc. Chystáte sa vyrobiť dlhší remienok na pripojenie stola zo zdroja napájania k stolu z programovacieho rozhrania. Bolo by dobré, keby ste pre signál používali kábel rovnakej farby, napríklad modrý pre stôl a oranžový pre Vcc. Nakoniec by to malo vyzerať na obrázkoch nižšie:
Potom pripojte k adaptéru a prvýkrát napájajte dosku. Adaptér, ktorý používate, musí mať výstupné napätie najmenej 7 voltov. Na pripojenie budete potrebovať konektor zodpovedajúci typu zástrčky v adaptéri. Najjednoduchším riešením by bolo odrezať zástrčku od adaptéra a priamo spojiť vodiče. Toto neodporúčam, hlavne ak sa jedná o nabíjačku pre váš mobilný telefón:)
Zmerajte polaritu pomocou multimetra a pripojte zástrčku k zvyšku dvojvodičovej zostavy, ako na obrázku nižšie:
Ak chcete vyskúšať, čo ste doteraz robili, pripojte napájanie na adaptér a pomocou multimetra skontrolujte výstupné napätie, ktoré musí byť okolo 5V. Ak sa LED rozsvieti, je všetko v poriadku a môžete pokračovať. V opačnom prípade (stabilizátor sa veľmi zahrieva, dym vyteká alebo niečo exploduje), skontrolujte, či ste správne umiestnili polaritu napájacieho zdroja, kontinuitu spojenia s multimetrom alebo či ste správne umiestnili LED diódu.
Mikrokontrolér
Ďalším krokom je prilepenie základne pre mikrokontrolér. Nájdite čo najcentrálnejšiu pozíciu a na diagonále dočasne nalepte iba dva kolíky, aby zostali pevné, ale aby sa dali ľahko odstrániť v prípade, že chcete zmeniť jej polohu na doske.
Po nalepení základne pokračujte kremeňom a dvoma kondenzátormi 15pF (na schéme C1 a C2). Kremenné špendlíky nalepíte priamo na špendlíky 12 a 13 základne, ako je to na obrázku nižšie:
Konce C1 a C2 priviažte remienkom o stôl.
Pripojte rezistor R1 (10K) medzi piny 9 (reset) a 10 (Vdc) zo zásuvky. Signál Reset z kolektora tranzistora z programovacieho rozhrania na pin 9 a Vcc zo stabilizátora na pin 10 preneste cez dva remene.
Prilepte kondenzátor C5 (100 nF) medzi kolíky 30 a 31 a C6 (100 nF) medzi kolíky 31 a 32. Spojte kolíky 11 a 31 jedným pásikom a 10 a 30 druhým.
Pripojte zvyšné signály z programovacieho rozhrania k pinom zásuvky (PB5, PB6 a PB7) cez niektoré pásky. Dávajte pozor, aby ste si nepomýlili signály.
Pripojte LED D7 k svorke 21 (PD7) ovládača a potom odpor R7 k zemi pomocou pásky. Dbajte na polaritu LED (najdlhší pin je anóda). Peter tlačidlo, kolíky, ktoré sú na tej istej strane, sú tie, ktoré neprichádzajú do kontaktu. Prilepte gombík na stôl. Všetko by malo vyzerať ako na obrázku nižšie:
Sériové rozhranie
Rozhranie využíva integrovaný obvod MAX232 na prevod úrovní napätia na sériovej linke počítača, ktoré sú +12 V a –12 V na logické úrovne 0 - 5 V (TTL), s ktorými pracuje sériové rozhranie mikrokontroléra.
Vložte druhú zástrčku DB9 do okraja dosky a prilepte ju, ako je to znázornené.
Pripojte integrovaný obvod MAX232 k pinom 2 a 3 (Rx a Tx) sériového konektora. Pripojte integrované kolíky 11 a 12 ku kolíkom 15 a 14 pripútaného mikrokontroléra. Piny 15 a 16 na MAX232 sú napájacie piny a musia byť pripojené k zemi a Vcc, ako na obrázku nižšie
Posledným krokom je prilepenie kondenzátorov 10uF na kolíky MAX232. Opäť musíte na schéme sledovať polaritu, pričom dlhšia časť kondenzátora je „+“.
Realizácia sériového kábla (programovanie a prenos dát)
Aby ste mohli programovať mikrokontrolér ATmega16, budete musieť dosku pripojiť k počítaču pomocou sériového kábla. Sériový kábel musí mať na jednom konci konektor DB9 (ktorý sa pripája k sériovému portu počítača) a na druhom konci konektor DB9 (ktorý sa pripája k programovacím rozhraniam na doske - pozri bod 2.1). Na výrobu kábla potrebujete zástrčku DB9, zástrčku DB9 a 1 - 2 metre UTP kábla. Pripojenie pinov medzi 2 zásuvkami sa uskutoční 1: 1 (tj. Pin 1 z materskej zásuvky na pin 1 z otcovskej zásuvky, pin 2 na pin 2 atď. Na pin 8. Pin 9 zostane nezapojený). Každý pin na 2 zástrčkách má vedľa seba napísané číslo. Rovnaký kábel použijete na programovanie mikrokontroléra aj na prenos údajov na sériovom rozhraní, ale keď ho použijete na prenos dát, kábel prepojí sériový port počítača so sériovým rozhraním na doske (pozri bod 2.4).
Reprezentatívny diagram zapojenia kolíkov 2 zástrčiek nájdete na obrázku nižšie:
USB rozhranie
Pridanie USB rozhrania vám pomôže programovať kartu pomocou bootloaderu. Toto rozhranie možno použiť aj na napájanie zdroja napájania.
Odporúča sa umiestniť USB konektor blízko portu D, presnejšie blízko pinov PD2 a PD3. Na pripevnenie USB konektora k doske musia byť pre upevňovacie kolíky (2 sú väčšie) otvory (alebo 2 existujúce otvory). Potom prilepte konektor. Na obrázku nižšie sú uvedené typické pripojenia USB (Vcc, zem, D + a D-).
Na nasledujúcom obrázku je znázornený spôsob ukladania dielikov:
Umiestnite rezistory 100R tak, aby sa dali ľahko pripojiť k PD2 a PD3, respektíve k D + a D-. Na nasledujúcom obrázku je znázornené spájkovanie:
Nakoniec pripojte Vcc a zem k zvyšku zostavy. Môžete napríklad vziať Vcc na pin 3 stabilizátora LM7805 a uzemniť na pin 2.