Az alaplap PM CS Open CourseWare elkészítésének lépései
Atmel AVR ATmega16 változat
FIGYELEM! Az ebben az oktatóanyagban bemutatott lépések végigvezeti Önt a tábla megvalósításán, és NE KÉPEZZE MINDEN KÖVETKEZŐ LÉPÉST a legapróbb részletekig annak érdekében, hogy működőképes tábla legyen, MINDEN CSATLAKOZÁST el kell készíteni az elektronikus rendszeren (beleértve a GND-t a GND-ig).
Az alkatrészeket megvásárolják (bizonyos dolgok eltérhetnek, például a meglévő feszültségforrás csatlakozója, az alkatrészek színe, a választott furatokkal ellátott univerzális lemez mérete). Az alábbi képen látható az összes alkatrész, amelyre szükség van a projekt összeszereléséhez.
A következő eszközöket fogja használni: letcon, multiméter, csupaszító paszta (zsák) és fludor, huzalvágó fogó
A ragasztás megkezdése előtt vegye figyelembe a következő szabályokat:
Ha (még) nem tudja, hogyan kell használni a multimétert, kövesse az alábbi oktatóanyagot:
A lemez készítése (alkatrészek elrendezése és ragasztása)
A Letcon az aktív elem a ragasztási folyamatban. Ez biztosítja az ón megolvadásához szükséges hőt. Kis teljesítményűnek kell lennie (20-30 W), hogy ne hevítse túl az alkatrészeket és ne legyen túl nagy.
A fluor drótnak tűnik, de valójában egy óncső (ón + ólom), amely csupaszító pasztával van megtöltve. Levegő hatására a réz oxidálódik (fényes rézről matt barnára változik). Ez az oxid megakadályozza a réz ón tapadását. Az eltávolításhoz használjon sztriptíz pasztát (zsákot).
A helyes forrasztások elkészítéséhez kövesse az alábbi oktatóanyagot:
Amint azt a fenti bemutatóban kifejtettük, ragasszuk a darabokat a letconra a következő eljárás után:
A soros csatlakozók számozása a műanyag oldalon található.
Programozási felület
A programozási felület a projekt tábla felszerelésének első lépése. A kapcsolási rajzát az alábbiakban adjuk meg:
Helyezze a DB9-anya csatlakozót a tesztlap szélére úgy, hogy a tiszta oldalon 6,7,8,9 csapok vannak (réz nélkül), a többit pedig az oldalon rézpárnákkal, ügyelve arra, hogy a csapok a furatok közelében legyenek, mint a képen.
Csatlakoztassa a 6 és 7 érintkezőket az aljzatból és a 4,7 k R5 ellenállást a forrasztás nélküli oldalon (lásd az alábbi képet). Ezután ragassza a másik 4,7 K ellenállást (R6) a dugó 4. kapcsaira. Ezután ragassza a Zener diódákat (D1 és D2) az ellenállások másik végére. Ügyeljen a polaritásra, a diódák katódját fekete vonallal jelölik.
Forrasztja össze a diódák anódjait a soros csatlakozó 5. tűjével együtt, az alábbi ábra szerint. Ez a pont képezi a rögzítőasztalt.
Folytassa az R3 ellenállás (15K) forrasztását úgy, hogy az egyik vége a testhez (dióda anódok), a másik vége pedig a BC547 tranzisztor aljához kerül. A tranzisztor tövénél is ragasszon egy R2 (10K) ellenállás érintkezőjét, az alábbi képen látható módon. A tranzisztor emitterét szintén fel kell kötni a földre, és egyelőre szabadon kell hagynia a kollektort.
Az R2 másik érintkezőjének el kell érnie a soros csatlakozó 3. kapcsait. Ehhez hevedert kell készítenie egy darab szigetelt huzallal, amelyet az UTP-kábelből vettek ki az alábbiak szerint:
Tápegység modul
Kétféle módon kapcsolhatja be az összeszerelést. Közülük az első (és a legegyszerűbb) az USB-port 5 stabilizált voltának használata. Ehhez csak USB A típusú csatlakozóra és hosszabbító kábelre van szüksége. Az USB csatlakozó kivezetése a következő:
Ha az USB tápellátást választja, akkor az a hátránya, hogy a tartó nem képes 500 mA-nél többet fogyasztani, ez az az érték, amely körül a port korlátozott. Ha nagy áramfogyasztású alkatrészeket (izzók, motorok, fűtőelemek, relék) szeretne használni a projektben, extrém intézkedésekhez folyamodhat, vagy használhat külső tápegységet, egy adapterről. Ehhez a tápegységhez feszültségstabilizátorra van szükség (LM7805). Feladata az adapter feszültségének levétele (minimum 6,5-7 volt) és stabilizált kimeneti feszültség biztosítása, esetünkben 5 volt. Az LM7805 pinoutja a következő:
Ragassza össze az LM7805-öt a C11 kondenzátorral (100nF) a kártya bal alsó sarkában, mint a képen. A 7805 3. tűje táplálja a Vcc diagramon feltüntetett 5 voltos feszültséget.
Folytassa az R4 tápellátás és ellenállás LED-del (1K). Ügyeljen a LED polaritására, a hosszabb tű az anód, és a Vcc-hez fogja ragasztani. Hosszabb hevedert fog készíteni, hogy az asztalt a tápegységről a programozói felületről csatlakoztassa. Jó lenne, ha ugyanazt a színű kábelt használja a jelhez, például kék az asztalhoz és narancs a Vcc-hez. Végül úgy kell kinéznie, mint az alábbi képeken:
Ezután csatlakoztassa az adapterhez, és először kapcsolja be a kártyát. Az Ön által használt adapter kimeneti feszültségének legalább 7 voltnak kell lennie. A csatlakoztatáshoz az adapter dugaszának megfelelő csatlakozóra lesz szükség. A legegyszerűbb megoldás az lenne, ha levágná a csatlakozót az adapterről, és közvetlenül összekötné a vezetékeket. Ezt nem ajánlom, főleg ha a mobiltelefonod töltője:)
Mérje meg a polaritást a multiméterrel, és csatlakoztassa a dugót a kétvezetékes szerelvény többi részéhez, az alábbi kép szerint:
Az eddig végzett tevékenységek teszteléséhez kapcsolja be az adapter szerelvényét, és ellenőrizze a multiméterrel a kimeneti feszültséget, amelynek 5 V körül kell lennie. Ha a LED kigyullad, minden rendben van, és folytathatja. Ellenkező esetben (a stabilizátor nagyon felmelegszik, füst keletkezik vagy valami felrobban) ellenőrizze, hogy helyesen helyezte-e be az áramellátás polaritását, a multiméterrel való kapcsolatok folytonosságát, vagy helyesen helyezte-e a LED-et vagy a 7805-öt.
Mikrovezérlő
A következő lépés a mikrokontroller alapjának ragasztása. Keressen egy pozíciót a lehető legközelebbi helyen, és ideiglenesen csak két csapot ragasszon az átlóra, hogy rögzített maradjon, de könnyen eltávolítható legyen, ha meg akarja változtatni a lemezen való helyzetét.
Az alap ragasztása után folytassa a kvarccal és a két 15pF kondenzátorral (C1 és C2 az ábrán). A kvarccsapokat közvetlenül az alap 12. és 13. csapjára fogja ragasztani, az alábbi ábra szerint:
A C1 és C2 végeket kösse össze egy hevederrel az asztalhoz.
Csatlakoztassa az R1 (10K) ellenállást a 9 (Reset) és a 10 (Vdc) csapok közé az aljzatból. Vigye a Reset jelet a tranzisztor kollektorától a programozási felületről a 9. érintkezőhöz, és a Vcc-t a stabilizátortól a 10. csaphoz két hevederen keresztül.
A C5 (100nF) kondenzátort ragasztja a 30. és 31. érintkező közé, és a C6 (100nF) kondenzátort a 31. és 32. érintkező közé.
Csatlakoztassa a programozó interfész többi jelét az aljzat csapjaihoz (PB5, PB6 és PB7) néhány hevederen keresztül. Vigyázzon, ne keverje össze a jeleket egymással.
Csatlakoztassa a D7 LED-et a vezérlő 21. kapocsjához (PD7), majd az R7 ellenállást egy hevederen keresztül a földeléshez. Ügyeljen a LED polaritására (a leghosszabb csap az anód). Peter nyomógomb, az azonos oldalon lévő csapok nem érintkeznek. Ragassza a gombot az asztalra. Mindennek úgy kell kinéznie, mint az alábbi képen:
Soros interfész
Az interfész a MAX232 integrált áramkört használja a számítógép soros vonalának feszültségszintjeinek + 12V és –12V átalakítására 0 - 5V logikai szintekre (TTL), amelyekkel a mikrovezérlő soros interfésze működik.
Helyezze be a másik DB9 anya dugót a tábla szélébe, és ragassza az ábra szerint.
Csatlakoztassa a MAX232 integrált áramkört a soros aljzat 2. és 3. érintkezőjéhez (Rx és Tx). Csatlakoztassa az integrált 11. és 12. érintkezőket a hevederes mikrovezérlő 15., illetve 14. csapjához. A MAX232 15. és 16. csapja tápkábel, amelyeket a földhöz és a Vcc-hez kell csatlakoztatni, ahogy az alábbi képen látható
Az utolsó lépés a 10uF kondenzátorok ragasztása a MAX232 csapokhoz. Ismét meg kell figyelnie a diagram polaritását, a kondenzátor hosszabbik lába "+".
Soros kábel megvalósítás (programozás és adatátvitel)
Az ATmega16 mikrovezérlő programozásához soros kábel segítségével csatlakoztatnia kell a kártyát a számítógéphez. A soros kábel egyik végén kell lennie egy DB9 aljzatnak (amely a számítógép soros portjához csatlakozik), a másik végén pedig egy DB9 aljzathoz (amely csatlakozik a kártya programozási felületéhez) lásd a 2.1. pontot). A kábel elkészítéséhez szüksége van egy DB9 anya dugóra, egy DB9 dugóra és 1-2 méter UTP kábelre. A csapok összekötését a 2 aljzat között 1-től 1-ig kell kötni (azaz az anya aljzatból az 1. lábat az apa aljzatba, a 2. tűt a 2. csapba, stb. A 8. csaphoz kell csatlakoztatni). A 2 csatlakozó minden egyes gombjához egy szám tartozik. Ugyanazt a kábelt fogja használni mind a mikrovezérlő programozásához, mind az adatátvitelhez a soros interfészen, de amikor adatátvitelre használja, a kábel összeköti a számítógép soros portját a kártya soros interfészével (lásd a 2.4. Pontot).
Az alábbi képen bemutatja a 2 dugó csapjainak összekapcsolásának reprezentatív diagramját:
USB interfész
Az USB interfész hozzáadása segít a kártya programozásában egy bootloader használatával. Ez az interfész az áramellátás áramellátására is használható.
Javasoljuk az USB-csatlakozó elhelyezését a D port közelében, pontosabban a PD2 és PD3 érintkezők közelében. Az USB-csatlakozónak a táblához való rögzítéséhez 2 nagyobb lyukat (vagy 2 meglévő lyukat) kell biztosítani a rögzítési csapokhoz (vastagabbak). Ezután a csatlakozót ragasztják. Az alábbi ábra a tipikus USB csatlakozásokat (Vcc, ground, D + és D-) azonosítja.
Az alábbi ábra a darabok elhelyezésének módját mutatja:
Helyezze a 100R ellenállásokat úgy, hogy könnyen csatlakoztathatók legyenek a PD2-hez és a PD3-hoz, illetve a D + és a D- -hez. Az alábbi ábra a forrasztást mutatja:
Végül csatlakoztassa a Vcc-t és a földet a szerelvény többi részéhez. Például felveheti a Vcc-t az LM7805 stabilizátor 3. tűjére, és földelheti a 2. tűre.