Mikrokontrolery - Jak zacząć?

... czyli zbiór praktycznej wiedzy dot. mikrokontrolerów.

niedziela, 10 kwietnia 2011

Płytka stykowa - zasady praktyczne


Autor: Dondu

Płytka stykowa to super rozwiązanie dla początkujących:
  • nie musisz wykonywać płytek drukowanych (z miedzią) i ich trawić, 
  • nie musisz niczego lutować, 
  • możesz z tych samych elementów zrobić wiele różnych projektów, 
  • łatwo i szybko projektujesz nowe układy, 
  • na płytce stykowej wszystko pięknie widać (trudno popełnić błąd), 
  • jak coś nawali wymieniasz jedynie dany element na nowy,
  • płytki można łączyć ze sobą.

Jednak końcowy projekt powinieneś budować w oparciu o płytkę drukowaną
ze względu na pewność połączeń elektrycznych.



Czemu układ mi nie działa?

Początkujący są niecierpliwi więc popełniają często proste błędy w połączeniach, które mogą skutkować nawet uszkodzeniami elementów elektronicznych. Oto parę zasad:
  • używaj kabelków kolorowych,
  • zarezerwuj kolor niebieski dla VDD (masa), a czerwony dla VCC (+),
  • staraj się unikać długich kabelków (lepiej krótkie i płasko na płytce),
  • nie krzyżuj kabelków jeśli nie jest to konieczne,
  • łącz zewnętrzne szyny zasilające (patrz czerwona strzałka na zdjęciu poniżej),
  • nie stosuj zbyt cienkich przewodów, bo mogą źle stykać,
  • nie stosuj zbyt grubych przewodów, bo niszczą sprężynki w gniazdach płytki.


W prostych projektach patrząc na płytkę z góry 
powinieneś widzieć prawie dokładnie swój schemat




Zamiast robić tak

Rys. 1 - Tak nie rób :-)



prowadź przewody tak

Rys. 2 - Ideał, miodzio!
Zasilanie (strzałka czerwona).
Uchwyty łączenia płytek (strzałki żółte).

lub co najmniej tak


Rys. 3 Porządek i przejrzyście.


Jeżeli będziesz przestrzegał tych zasad nie będziesz wysadzał układów w powietrze :-)





Połączenia w płytce stykowej

Kupuj tylko płytki z dwoma szynami zasilającymi po obu jej dłuższych stronach. To istotne, ponieważ bardzo przydaje się w projektach z mikrokontrolerami.

Typowe połączenia styków wewnątrz płytki


Płytka z rozdzielonymi szynami zasilania

W projektach na mikrokontrolery często spotykamy takie działające z dwoma napięciami np.:
  • mikrokontroler (3V) + przekaźniki (6V) lub silniki (12V)
  • mikrokontroler (5V) + karta SD (3,3V)

Wtedy przydają się płytki z podziałem na dwa regiony z rozdzielonymi szynami zasilania (widoczna przerwa w  liniach czerwonych i niebieskich):


Uwaga!!!
W przypadku większości projektów dwunapięciowych, masy muszą być połączone.

Czasami niestety w projekcie, gdzie używasz jednego napięcia na całej płytce, można zapomnieć o tych przerwach, co może być przyczyną łysienia ze względu na własnoręczne rwanie włosów głowy, z powodu nie działania projektu. Przekonał się o tym kol. HollowMen:

HollowMen
Aj! przepraszam już wiem o co chodzi Ale wpadka aż wstyd :/
Już poprawiam dzięki wielkie :-)
...
Wcześniej wgrywałem tego hex'a, ale nie miałem podpiętej masy na wszystkich szynach.

Czasami człowiek patrzy i nie widzi. Ale od tego są koledzy na forum, by pomóc w biedzie  :-)

Pierwsza moja płytka - jaka?
Jako pierwszą kup taką, która ma co najmniej 800 pól, po dwie szyny zasilające z obu dłuższych stron i szyny są podzielone na dwa regiony (jak opisałem powyżej).


Przewody połączeniowe

Warto sobie dorobić sporo przewodów połączeniowych o długościach od 4cm do 15cm, w różnych kolorach, ale najwięcej niebieskich i czerwonych (zasilanie). Na końcach przylutujesz golpiny i zabezpieczysz je koszulką termokurczliwą - będą Ci długo służyć :-)

Warto także rozdzielić przewody kolorami koszulek termokurczliwych. Czyli np przewody zielone rozdzielić dodatkowo innymi kolorami koszulek. Wtedy zielony od zielonego będzie się różnił końcówkami - ułatwia to sprawdzanie połączeń.

Wyjątek - przewody niebieskie i czerwone - te pozostaw z jednym kolorem koszulek (np. czarne), bo to zasilanie i ma się wyróżniać!






Jak podłączyć programator do płytki?


Kliknij by powiększyć
Atmel i jego AVRy
Jedną z metod jest wykorzystanie tzw. goldpinów jedno- i dwurzędowych. Na zdjęciu po prawej możesz zobaczyć jak przygotować sobie konwerter za pomocą goldpinów.

Jeden z pinów goldpinu dwurzędowego usuń, a w goldpinie jednorzędowym jeden z pinów (nr 2) wygnij jak na zdjęciu po prawej (kliknij je).

Teraz trzeba je złożyć i zlutować. Kolorami zaznaczyłem połączenia tak, by nie było wątpliwości jak zlutowane są poszczególne piny.

W ten sposób otrzymasz prosty konwerter pozwalający podłączyć taśmę programatora bezpośrednio do płytki stykowej.

Zaznacz sobie kolorem czerwonym pin nr 1 (MOSI) oraz przewód nr 1 w taśmie, by nie pomylić się przy wkładaniu konwertera do wtyku na taśmie. TO BARDZO ISTOTNE ponieważ nie ma innego zabezpieczenia przed pomyłką!!!

Kliknij by powiększyć

Ta wersja konwertera nie obsługuje pinu zasilania dostarczanego przez programator (pierwszy widoczny pin po lewej na goldpinie dwurzędowym na zdjęciu powyżej). Ale nic nie stoi na przeszkodzie, byś wykonał sobie konwerter z dodatkowym pinem zasilania, jeżeli masz programator, który potrafi tę możliwość wykorzystać.

Innym sposobem jest wykonanie taśmy z przylutowanymi goldpinami w taki sposób:


Taśma programatora USBasp do wpinana bezpośrednio do płytki stykowej.
Taśma po modyfikacji lub taśma dodatkowa.



Microchip i jego PICe
Na przykładzie programatora PICKIT3, którym możesz programować mikrokontrolery firmy Microchip, możesz zobaczyć jak wykonać sobie prostą taśmę z dwoma zakończeniami w postaci jednorzędowych golpinów z zaznaczonym przewodem nr 1.

 

Wtyki od strony lutowanych pinów i taśmy możesz zabezpieczyć za pomocą kleju dwuskładnikowego POXIPOL lub pistoletu klejowego na gorąco. Może uzyskana w ten sposób wtyczka nie wygląda pięknie, ale za to nie musisz się martwić o urywanie się przewodów :-)




Oba rodzaje konwerterów wykorzystuję z powodzeniem :-)





Jak podłączyć kartę SD do płytki?


Jest wiele prostych sposobów, by podłączyć kartę SD do płytki stykowej. Kilka z nich pokazałem w tym artykule: Karta SD





Opisy wyprowadzeń mikrokontrolerów (sticker'y)

Aby ułatwić sobie pracę można nakleić na mikrokontroler naklejkę z opisanymi podstawowymi funkcjami pinów mikrokontrolera.

Radykalnie zmniejsza to możliwość pomyłki przy podłączaniu mikrokontrolera co zmniejsza straty czasowe na szukanie błędów i oszczędza wydatki na wymianę uszkodzonych przez pomyłkę :-)

Sticker'y możesz wykonać we własnym zakresie. Możesz także pobrać stąd:




Więcej na temat płytek stykowych możesz zobaczyć tutaj:




Spore projekty na takiej płytce mogą być kłopotliwe




... chyba, że robi się to porządnie:

Strona projektu: Lazarus-64 Retro Game System

Oceń artykuł.
Wasze opinie są dla nas ważne, gdyż pozwalają dopracować poszczególne artykuły.
Pozdrawiamy, Autorzy
Ten artykuł oceniam na:

19 komentarzy:

  1. O płytce stykowej to trzeba powiedzieć, że jak już się z nią oswoi to niewątpliwą zaletą jest szybkość składania, testowania i poprawiania układów, w czym ograniczeniami są tylko rozmiar dostępnych płytek i dostępność części przewlekanych i gotowych modułów z wyprowadzeniami. Dla mnie bez takich płytek elektronika nie była by taką zabawą.

    OdpowiedzUsuń
  2. Witam, kupiłem programator na USB i chce dorobić do niego adapter wraz z płytką testową oparty na płytce prototypowej. Ma ktoś może jakiś schemat?

    OdpowiedzUsuń
  3. Pisząc cyt. ".... na płytce prototypowej..." masz na myśli stykową?

    OdpowiedzUsuń
  4. No płytka prototypowa i stykowa to jest to samo ;]

    OdpowiedzUsuń
  5. No niestety nie wszyscy pod pojęciem płytki prototypowej rozumieją płytkę stykową. Spotykane jest używanie nazwy płytka prototypowa przez producentów płytek PCB z przylutowanymi elementami elektronicznymi.

    Odpowiadając na Twoje pytanie, w niniejszym artykule pokazane są sposoby podłączania programatora do płytki stykowej w przypadku programowania ISP. Chyba, że masz coś innego na myśli, ale opisz to proszę dokładniej.

    OdpowiedzUsuń
  6. Myślę, że płytka stykowa może być określana jedynie jako testowa. Składamy na niej zaprojektowany układ i dobieramy eksperymentalnie niektóre elementy.
    Jako prototyp może chyba posłużyć płytka uniwersalna. Wielkością i kształtem można ją dopasować do naszego projektu jeszcze przed finalną, seryjną produkcją:)

    OdpowiedzUsuń
  7. Witam.

    Co zrobić jeśli posiadam płytkę stykową bez rozdzielonych szyn zasilania, a chcę wykonać projekt uc + silniki DC?

    OdpowiedzUsuń
  8. Ponieważ nie pokazałeś schematu, to przypuszczać mogę jedynie, że zapewne optoizolacji nie stosujesz. W takim przypadku masy zarówno po stronie zasilania mirkonkotrolera oraz części sterującej silnika, będą połączone. Czyli jeden problem masz z głowy - masa będzie wspólna.

    Natomiast napięcia (Vcc) zasilania części sterującej silnika i mikrokontrolera będą jak słusznie zauważasz rozdzielone. W takim przypadku na części płytki po prostu wydziel sobie fragment płytki stykowej (nie szyny zasilającej), która będzie krótką szyną zasilnia silnika.

    Innym rozwiązaniem jest przeznaczenie jednej szyny czerwonej na Vcc silnika, a drugiej na Vcc mikrokontrolera (masy nadal wspólne).

    Mam nadzieję, że odpowiedziałem wystarczająco zrozumiale :-)

    OdpowiedzUsuń
  9. Oczywiście, że zrozumiale ;) Dziękuje za pomoc.

    OdpowiedzUsuń
  10. To się cieszę i życzę powodzenia w realizacji projektu :-)
    Pamiętaj o eliminacji zakłóceń, gdzie się tylko da - to ważne w projektach z silnikami.

    OdpowiedzUsuń
  11. Osobiście proponuję ładniejsze rozwiązanie. Trzeba kupić goldpin 6x1 (można uciąć z większego) oraz gniazdo męskie 2x5. Do tego 12 zacisków żeńskich na goldpiny (takie małe złote cosie do zaciskania). Bierzemy 6 żył w skrętce i zaciskamy kombinerkami zaciski na końcach. Potem łączymy nimi gniazdo z listwą goldpin. Warto to jakoś zabezpieczyć, lutując, ewentualnie klejąc. Jeśli kable są różnej długości, to można je skręcić.

    OdpowiedzUsuń
  12. Ten komentarz został usunięty przez autora.

    OdpowiedzUsuń
  13. Masz na myśli gniazdo ISP?
    Pokaż proszę ten sklejony jpg.

    OdpowiedzUsuń
  14. Źle widzę? Jakby nie podłączyć mosi będzie pod miso albo vcc

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Nie jest tak jak piszesz.

      Jeżeli programator ma gniazdo z wycięciem, a wtyczka ma pasujące do wycięcia fragment nie pozwalający na odwrotne włożenie i prawidłowo taśmę zaciśnięto (czerwonym przewodem po stronie pinu nr 1), to problemu po tej stronie taśmy nie ma.

      Druga wtyczka taśmy może zostać założona na dwa sposoby. Dlatego w niektórych sklepach można spotkać różnie założone wtyki.

      Istotne jest więc położenie czerwonego przewodu to względem obu wtyczek. Dlatego też na powyższym konwerterze jest zaznaczony farbą pin nr 1, czyli MOSI. Zauważ, że przewód czerwony jest po stronie zaznaczonej czerwoną farbą.

      Za parę chwil postaram się dodać zdjęcie całego przewodu z dodatkowym przewodem zasilającym.

      Usuń
    2. Guzik z pętelką ... córka zabrała mi mój aparat z funkcją makro i pojechała na dwa tygodnie w świat :-( Ale w artykule który także przeglądałeś, jest zdjęcie taśmy: ISP - Co to takiego?

      Usuń
    3. Napisałeś "Druga wtyczka taśmy może zostać założona na dwa sposoby. Dlatego w niektórych sklepach można spotkać różnie założone wtyki." Czyli na to tez trzeba uważać? Najlepiej sprawdzę połączenia w taśmie miernikiem i dobrze opiszę zanim podłączę.

      Usuń
    4. To ma znaczenie, gdy w płytce którą programujesz także jest gniazdo z wycięciem, a wtyczka taśmy po tej stronie ma odpowiedni element pasujący do wycięcia. Zobacz sobie tę taśmę z linku powyżej. Tam są założone wtyczki których w gniazdach nie umieścisz odwrotnie.

      Ja natomiast mam na taśmie po stronie programatora wtyczkę z elementem nie pozwalającym włożyć jej inaczej, a na drugiej stronie taśmy mam wtyczkę bez tego elementu.

      Najważniejszy jest pin nr 1 gniazda i czerwony przewód, jeżeli są po tej samej stronie wtyczki i gniazda, to połączenie będzie prawidłowe.

      Sprawdź oczywiście multimetrem, wtedy rozwiejesz swoje wątpliwości :-)

      Usuń

Działy
Działy dodatkowe
Inne
O blogu




Dzisiaj
--> za darmo!!! <--
1. USBasp
2. microBOARD M8


Napisz artykuł
--> i wygraj nagrodę. <--


Co nowego na blogu?
Śledź naszego Facebook-a



Co nowego na blogu?
Śledź nas na Google+

/* 20140911 Wyłączona prawa kolumna */
  • 00

    dni

  • 00

    godzin

  • :
  • 00

    minut

  • :
  • 00

    sekund

Nie czekaj do ostatniego dnia!
Jakość opisu projektu także jest istotna (pkt 9.2 regulaminu).

Sponsorzy:

Zapamiętaj ten artykuł w moim prywatnym spisie treści.