میکروکنترلرها در آردوینو (ATmega328, 168, 2560) در میان سایر رابط ها از یک رابط سریال (UART) پیاده سازی شده با سخت افزار استفاده می کنند. ATmega2560 MK (Arduino Mega) چهار UART را همزمان پیاده سازی می کند. رابط از دو سیم - RX (دریافت) و TX (انتقال) استفاده می کند که در آن سیگنال دیجیتال مقادیر بیت "0" و "1" را با ولتاژ روی سیم رمزگذاری می کند. مقدار "0" مربوط به 0V است و مقدار "1" مربوط به ولتاژ کاری مدار مجتمع (5V یا 3.3V، بسته به مدل و حالت عملکرد MK) است. این نوع کدگذاری منطق ترانزیستور ترانزیستور (TTL) نیز نامیده می شود. ولتاژ روی سیم به طور مستقیم بر وضعیت (باز / بسته) ترانزیستورهایی که دریافت و انتقال سیگنال دیجیتال را ارائه می دهند تأثیر می گذارد.

پورت سریال کامپیوتر (درگاه COM) که به ندرت در مدل های مدرن کامپیوترهای فشرده دیده می شود، مطابق با استاندارد قدیمی مخابراتی RS232 عمل می کند، که در آن رمزگذاری سیگنال متفاوت است: مقدار "0" با ولتاژ از + 3 ولت تا + کدگذاری می شود. 25 ولت و "1" - ولتاژ منفی از -3 ولت تا -25 ولت. در پورت های COM رایانه های شخصی معمولاً ولتاژهای +13 و 13- ولت یافت می شود.

اختلاف ولتاژ زیاد باعث می‌شود اتصال RS232 در برابر تداخل مقاوم‌تر باشد، با این حال، در دستگاه‌های دیجیتال مدرن، بیشتر از یک پورت سریال سازگار با TTL یا USB استفاده می‌شود - یک رابط بسیار مدرن‌تر و با سرعت بالا.

برای مقایسه، شکل زیر سیگنال های سریال TTL و RS 232 را نشان می دهد که هنگام انتقال مقدار یک بایت گرفته شده است.

برای تبدیل سیگنال RS232 به TTL و بالعکس، باید آن را معکوس کنید (البته این کار در نرم افزار قابل انجام است) و ولتاژ را تبدیل کنید. معمولاً برای این کار از ریز مدارهایی مانند MAX232 استفاده می شود. گاهی اوقات آنها از مدارهای خانگی ساده شده استفاده می کنند که وارونگی سیگنال و تبدیل ولتاژ را فراهم می کند، یا به راه حل های نرم افزاری و سخت افزاری متوسل می شوند (وارونگی نرم افزار، تغییر ولتاژ سخت افزار).

در مورد آردوینو (Uno، Mega و غیره)، یک کنترلر سریال USB-TTL استفاده می شود که کار با MK را از طریق یک رابط سریال سازگار با TTL فراهم می کند. در مدل های قدیمی تر، تراشه FTDI FT232 برای این مورد استفاده شد، در مدل های جدید - ATmega8U یا ATmega16U. پین های رابط سریال MK نیز برای اتصال مستقیم در دسترس هستند. برای Uno، اینها پین‌های D0، D1 هستند و مدل مگا چندین رابط سریال به طور همزمان دارد. شما نمی توانید پورت RS232 را به این پین ها وصل کنید - به دلیل نوع دیگری از کدگذاری نمی تواند به درستی کار کند و ولتاژ بالا می تواند به MK آسیب برساند.

برای اتصال به یک پورت سریال سازگار با TTL از رایانه، استفاده از آداپتور سریال USB-TTL راحت است. با این حال، آداپتورهای سریال USB-TTL همه منظوره فقط در فروشگاه های تخصصی و اغلب با قیمت غیرمنطقی بالا فروخته می شوند. در عین حال، آداپتورهای USB-RS232 بسیار محبوب تر (و ارزان تر) هستند. در بررسی دقیق تر، هر آداپتور USB-RS232 شامل دو جزء اصلی است - تراشه های آداپتور سریال USB-TTL و مبدل سریال RS232-TTL.

من یک آداپتور USB-RS232 پیدا کردم که مدار آن در یک محفظه کانکتور DB9 که به راحتی جدا می شود پنهان شده بود (گاهی اوقات محفظه ریخته می شود و دسترسی به مدار دشوارتر است). معلوم شد که آداپتور بر روی تراشه های محبوب Prolific PL2303 (آداپتور سریال USB-TTL) و Zywyn ZT213 (آداپتور RS232-TTL) ساخته شده است. با نگاهی به مشخصات PL2303، متوجه شدم که به پین ​​های 1 (TX) و 5 (RX) نیاز دارم، که سیم ها را بدون تغییر مدار به هیچ وجه به آن ها لحیم کردم (بنابراین قسمت RS232 فعال باقی ماند). من زمین را از پایه 5 DB9 گرفتم تا به پایه 7 ریز مدار دست نزنم.

نتیجه یک آداپتور سریال USB-TTL ارزان و عصبانی است. در تصویر: مانیتور سریال Arduino IDE از طریق USB و realterm مستقیماً از طریق آداپتور سریال USB-TTL به D0,D1 متصل می شود.

شنیده‌ام که بسیاری از کابل‌های داده برای تلفن‌های همراه دارای کنترل‌کننده‌های سریال USB-TTL هستند، اگرچه مدل‌های مدرن‌تر و بیشتر مستقیماً بدون نیاز به آداپتورهای ویژه به رابط USB متصل می‌شوند. بسیاری از میکروکنترلرها مجهز به یک رابط USB هستند، به ویژه ATmega8U و ATmega16U که توسط آردوینو به عنوان کنترلرهای سریال USB-TTL استفاده می شود و دسترسی به ATmega328 را فراهم می کند که رابط USB ندارد.

PL2303HX یک مبدل USB به سریال کوچک با فرستنده گیرنده داخلی RS232 (رابط UART) است. ریز مدار یک پورت COM مجازی روی رایانه ایجاد می کند که از طریق آن می توانید میکروکنترلرها را فلش کنید و همچنین روترها و جعبه های تنظیم را بازیابی کنید.

مشخصات فنی

ولتاژ تغذیه: 5 ولت (از USB)
رابط 1: USB
رابط 2: TTL (0 تا 5، Rx و Tx)
ولتاژ خروجی، V: 3.3 و 5 (خروجی های جداگانه)
ابعاد: 50mm x 15mm x 8mm
پشتیبانی از سیستم عامل: Windows XP / 7 / 8 / 8.1 / 10.

اطلاعات کلی در مورد PL2303HX

تراشه اصلی هر ماژول PL2303HX است که تا سال 2012 توسط Prolific Technology تولید می شد. در واقع، این یک مبدل رابط USB به UART با سطوح منطقی TTL، CMOS (0 V ... +5 V) است. از یک طرف، یک کانکتور USB برای اتصال به کامپیوتر، و از طرف دیگر، یک کانکتور UART پنج پین (RX، TX و خروجی های برق برای + 5 ولت و + 3.3 ولت)، برای حفاظت از اتصال کوتاه، ماژول قرار داده شده است. در یک لوله شفاف حرارتی، نمودار مدار PL2303HX در تصویر زیر نشان داده شده است.

هدف از LED ها:
P (Power) - قدرت (روشن)
R (RxD) - داده های دریافتی
T (TxD) - داده های منتقل شده

از نمودار الکتریکی می توان دریافت که خروجی +5 ولت مستقیماً از درگاه USB و بدون عناصر محافظ تغذیه می شود و خروجی +3.3 ولت از تثبیت کننده داخلی PL-2303 تغذیه می شود که می تواند جریان تا 150 میلی آمپر را تحمل کند. درایورهای رسمی Prolific برای ویندوز 7، 8 و 10 از آن زمان کار نمی کنند. اصالت تراشه PL-2303 را بررسی می کند، اما با مشاهده این مطلب می توان همه چیز را برطرف کرد.

آزمایش کردن

برای تست میتونید استفاده کنید ترمینال1_9_b"، می توانید این برنامه را در این مقاله دانلود کنید.

نصب درایور
راه اندازی می کنیم "Terminal1_9_b"از طرف مدیر
در گوشه بالا، " پورت COM" (در مدیریت دستگاه قابل مشاهده است) و کلیک کنید " اتصال»

در زیر، یک مقدار دلخواه را وارد کنید و روی " کلیک کنید -> ارسال کنیدبا هر بار فشار دادن، LED TxD برای مدت کوتاهی روشن می شود.
پین های TxD و RxD را کوتاه کرده و فشار دهید "-> ارسال"، دو LED TxD و RxD با هر بار فشار دادن به طور خلاصه روشن می شوند و برنامه دستور ارسال شده را نمایش می دهد.
ولتاژ 3.3 ولت و 5 ولت را می توان با یک مولتی متر معمولی بررسی کرد

پیوندها
مستندات PL2303HX
درایور برای

من مجبور شدم داده های بسته های GGA و VTG را به LCD خروجی بدهم، که با توجه به حداکثر اندازه بسته 80 کاراکتری، خیلی راحت نیست.

هنگام اشکال زدایی، باید داده های بسته های GGA و VTG را به LCD خروجی می دادم که با حداکثر اندازه بسته 80 کاراکتر چندان راحت نیست.

چنین شرمساری به خاطر این واقعیت بود که من داشتم، که استفاده از آن ناخوشایند بود، که در آن چیزی همیشه کوتاه بود و پورت گران قیمت COM را روی رایانه شخصی من تهدید می کرد. میخواستم یه جورایی جدید و خوشگل بسازم تو کیف ناز و با سیم کشی زیبا :) یه روسری حک شده بود که سیم کشیش رو میتونید در انتهای یادداشت دانلود کنید.

بعلاوه، این برد از ST Microelectronics (یک آنالوگ کامل) نصب شده بود، اما چند hryvnia ارزان تر بود. البته، من به ماکسیم احترام می گذارم، اما مطلقاً دوست ندارم برای چیزهای بی اهمیت پول بیش از حد بپردازم. خازن ها در مهار 1uF 16V تانتالیوم، نوع A تنظیم شده است.


بعلاوه، تمام این خانواده را به داخل ساختمانی که من از 13 سالگی دور آن بیکار دراز کشیده بودم رانده شدند. با یک گره ساده از بیرون کشیدن سیم ها محافظت کردم. یک کابل نرم با کانکتور برای پورت COM از یک ماوس قدیمی قرض گرفته شده است.


برچسبی با نام سیم کشی چاپ شد و روی کیس چسبانده شد تا دائماً به خاطر نداشته باشید که مزیت کجاست و کجا منفی :). لایه ای از نوار چسب آن را از سایش محافظت می کند. اکنون مبدل مقداری قابلیت استفاده را به دست آورده است و استفاده از آن راحت شده است. روز خوبی داشته باشید.

تقریباً همه میکروکنترلرها دارای یک پورت سریال هستند - UART. طبق یک پروتکل سریال استاندارد کار می کند، به این معنی که می توان آن را به راحتی به رایانه متصل کرد COMبندر. اما یک مشکل در اینجا وجود دارد - واقعیت این است که کامپیوتر RS232او برای سطوح منطقی می گیرد +/- 12 ولت، الف UARTدر سطح پنج ولت کار می کند. چگونه آنها را ترکیب کنیم؟ برای این، چندین گزینه برای مدارهای مبدل سطح وجود دارد، اما محبوب ترین آنها هنوز روی یک مبدل خاص است. RS232-TTL. این یک ریزتراشه است MAX232و آنالوگ های آن
تقریباً هر شرکتی مبدل خود را می سازد، بنابراین در اینجا جا می شود ST232، و ADM232، و HIN232. مدار به سادگی سه پنی است - ورودی، خروجی، قدرت و لوله کشی پنج خازن. معمولاً خازن ها قرار می گیرند 1uFالکترولیت ها، اما در برخی تغییرات 0.1uFسرامیک. همه جا را لحیم کردم 0.1uFسرامیک و معمولا همین کافی بود. :) مانند یک ساعت کار می کند. اگر در سرعت های بالا از کار بیفتد، باید ظرفیت را افزایش دهید.

اتفاقاً وجود دارد MAX3232این همان است، اما در خروجی آن 5 ولت TTL نیست، بلکه 3.3 ولت TTL دارد. برای کنترل کننده های ولتاژ پایین استفاده می شود.

من خودم یک چنین طناب جهانی ساختم تا راحت بتوانم به کنترلرها بچسبم UART. برای فشردگی کلی، من کل مدار را مستقیماً در کانکتور قرار دادم، زیرا من داشتم ST232در مورد soic نتیجه یک دستمال بود که بیشتر از یک سکه روبلی نبود. از آنجایی که هیچ خازن کوچک SMD در دسترس نبود، مجبور شدم کندرها را از بالا لحیم کنم، هر کسی در چه مقدار بود. چیز اصلی کار می کند، اگرچه خیلی زیبا به نظر نمی رسید.

اگر شک دارید که در چنین نصب کوچکی موفق خواهید شد، من برد را برای شما به یک کیس استاندارد PDIP تقسیم کرده ام. اندازه یک قوطی کبریت خواهد بود، اما نیازی به آسیاب کردن ندارید.

پس از مونتاژ، به سادگی بررسی می شود:
به پریز وصل می شود COMبندر. 5 ولت برق به مدار بدهید و سپس ببندید Rxبر روی Tx(سیم سبز و زرد دارم).

سپس شما حداقل هر ترمینال را باز می کنید هایپرترمینال، به پورت بچسبید و شروع به ارسال بایت کنید، آنها باید بلافاصله برگردند. اگر این اتفاق نیفتاد، مدار را بررسی کنید، جایی که گیر کرده است.

اگر کار کند، پس همه چیز ساده است. سیمی که از پین 9 تراشه می آید MAX232این هست انتقال خروجی، او را روی پایش بگذارید RxDکنترل کننده و یکی از پای 10 - دریافت، با خیال راحت او را در مورد نتیجه گیری قرار دهید TxDکنترل کننده

با چند دستکاری ساده (توضیحات آن بیشتر برای habr مناسب است)، هم بوت لودر و هم آرک روی کارت حافظه نصب شد و دستگاه روشن شد. با این حال، پس از بارگذاری، منتظر یک صفحه سیاه و یک LED سبز در حال سوختن روی "نارنجی" بودم.

خوب، مشکلی نیست، فکر کردم. UART روی "نارنجی" لحیم شده است، من با ترمینال به آن وصل خواهم کرد و ببینم چه می شود. قطعات و سیم لازم خریداری شد و چنین کابلی لحیم شد (تصویر زیر اسپویلر)

گزینه کابل نوبی

هرکسی که در این موضوع باشد بلافاصله متوجه می شود که من با ساختن چنین کابلی چه اشتباهی داشتم و بیش از نیمی از کسانی هستند که می خوانند. بعد از اینکه کراکوزیابری را دیدم که "نارنجی" من به داخل ترمینال تف کرد، مشکوک شدم چیزی اشتباه است. این درک علت احمقانه ترین اشتباه من بود که مرا وادار به انجام اقداماتی کرد که در زیر توضیح داده شده است.

1. تفاوت UART و RS232 چیست؟

اختلاف سطح رابط سریال پیاده‌سازی شده در Orange Pi و سایر دستگاه‌های مشابه بر اساس منطق TTL است، یعنی یک بیت صفر مربوط به سطح ولتاژ صفر است و یک بیت به سطح 5+ V. RS232 از سطح ولتاژ بالاتر استفاده می‌کند. به 15 ولت، و یک واحد مربوط به - 15 ولت و صفر + 15 ولت است. برای افزایش مصونیت صوتی کانال، هر سطح ولتاژ زیر 3 ولت مدول به عنوان صفر درک می شود. پروتکل انتقال داده در سطح توالی مقادیر منطقی برای UART و RS232 کاملاً یکسان است. همه اینها با نمودار انتقال بایت زیر نشان داده شده است.

چگونه می توانستم آن را فراموش کنم؟ زمانی که در پژوهشکده لوکوموتیو الکتریک کار می کردم، این چیزها را می دانستم. و سپس به دلایلی حماقت یخ زد. به طور کلی، مشخص شد که یک مبدل سطح معین با وارونگی سیگنال مورد نیاز است. انتخاب در جهت اتصال کل خانواده به پورت COM، که روی مادربرد کامپیوتر خانگی من است، افتاد. البته شما می توانید در جهت UART نگاه کنید<->USB، زیرا رابط سریال قدیمی به طور پیوسته ارتباط خود را از دست می دهد. با این حال، تمایل من به راه حل های ساده تر برنده شد و چنین دستگاهی به عنوان کاندیدای خرید ظاهر شد

در همان علی به قیمت 464 روبل فروخته شد. در اصل، این را می‌توان در فروشگاه‌ها یا در بازار رادیو شهر من یافت، اما خارش انجام کاری با دستانم از قبل بیدار شده بود. بنابراین من ایده خرید یک برد رابط را رد کردم و تصمیم گرفتم خودم آن را بسازم.

باید بگویم که من در واقع با آهن لحیم کاری دوست هستم. در مدرسه و دانشگاه، قبل از خرید اولین کامپیوتر، لحیم کردن انواع چیزهای مفید و نه چندان مزخرف سرگرمی اصلی من بود. اما من در روستا زندگی می کردم، دهه نود بود. پول زیادی وجود نداشت، اجزاء با از بین بردن آشغال های رادیویی که در معرض دید قرار گرفتند به دست آمد. منبع اطلاعات کتاب های کتابخانه منطقه بود - آن زمان همه «اینترنت» نداشتند. ساز غنی هم وجود نداشت. تکستولیت فویل و کلرید آهن یک معجزه افسانه ای بود. در کل سخت بود.

پس از خرید یک کامپیوتر، تمام اشتیاق به آن تغییر کرد. و مهارت لحیم کاری تقویت کننده های گیرنده کوچک در قفسه قرار می گیرد. پس من یک قوری هستم. بنابراین، بسیاری از مواردی که در زیر خواهم نوشت، از شما می خواهم که با اغماض رفتار کنید. و این مقاله، به طور کلی، برای همان "دومکی ها" مانند من است.

2. انتخاب طرح دستگاه و شبیه سازی کامپیوتری آن

یک نمودار از چنین وسیله ای را در شبکه پیدا کنید تا فقط تف کنید. از این قبیل طرح ها زیاد است. انتخاب روی این افتاد

قلب کل دستگاه یک ریز مدار از نوع MAX232 است - یک مبدل سطح که بر اساس اصل "پمپ شارژ" کار می کند. افزایش ولتاژ از 5 ولت با شارژ متناوب خازن های خارجی C4 و C5 انجام می شود. در لحظه صدور سیگنال به RS232، این خازن ها به صورت سری متصل می شوند و ولتاژ انباشته شده در آنها جمع می شود. در طول انتقال معکوس، ریز مدار به عنوان یک تقسیم کار می کند. در هر دو جهت انتقال سیگنال، معکوس است.

دیود VD1 نقش "حفاظت از احمق" را بازی می کند - هنگامی که ولتاژی با قطبیت اشتباه اعمال می شود، مدار برق را قفل می کند.

قبل از ادامه ساخت دستگاه، تصمیم گرفتم ببینم همه اینها چگونه کار می کند، بنابراین با مدل سازی دستگاه آینده در محیط پروتئوس شروع کردم. برای آزمایش مدار، یک پایه مجازی مونتاژ شد

اولین کاری که می خواستم انجام دهم این بود که همه چیز از جمله مدارهای قدرت را شبیه سازی کنم، زیرا به تأثیر دیود بر عملکرد مدار علاقه مند بودم. به طور پیش‌فرض، در پروتئوس، پایه‌های پاور روی ریزمدارها پنهان شده و تا حد مطلوب سطح و زمین بالا کشیده می‌شوند. برای باز کردن قفل آنها، ابتدا باید پین های مخفی را نمایش دهید. برای انجام این کار، به منوی Template -> Set Design Colors بروید و کادر Show hidded pins را علامت بزنید.

که در آن چک باکس های Draw body و Draw Name را قرار می دهیم. پس از آن، کل ریز مدار، از جمله متنی که نتیجه گیری ها با آن امضا شده اند را انتخاب کنید، و روی منو کلیک راست کرده، Make Device را انتخاب کنید. از ما خواسته می شود که یک نام برای دستگاه جدید انتخاب کرده و آن را ذخیره کنیم. همه چیز، پس از آن مدارهای قدرت به طور صریح در فرآیند شبیه سازی گنجانده می شود.

علاوه بر این، ما چیزی معنادار را از طریق UART منتقل می کنیم، به عنوان مثال، حرف "A" رمزگذاری شده در ASCII با کد 65 در سیستم اعداد اعشاری یا دنباله 01000001b به صورت باینری. علاوه بر این، برای شروع یک انتقال، ارسال یک بیت شروع با سطح "0" و برای تکمیل انتقال، یک یا دو بیت توقف با سطح "1" ارسال می شود. بنابراین، نمودار زمان بندی یک فریم که از طریق UART ارسال می شود به این شکل خواهد بود

برای تشکیل چنین سیگنالی، از منبعی به نام Digital Pattern Generator (DPATTERN) با تنظیمات فرم استفاده می کنیم.

عرض پالس 104 میکروثانیه مربوط به 9600 باود است. شکل موج توسط یک الگوی رشته ای داده می شود که در آن "L" به معنای کم و "F" به معنای زیاد است. بر این اساس، خط ما شبیه "FLFLLLLLFLF" خواهد بود. ما داده های دریافتی در RS232 را توسط یک ترمینال مجازی کنترل می کنیم و آن را به این صورت پیکربندی می کنیم

ما از بیت برابری استفاده نخواهیم کرد و از یک بیت توقف استفاده خواهیم کرد. علاوه بر این، بیایید بگوییم که سیگنال اعمال شده به ترمینال معکوس است، که مطابق با پروتکل RS232 است. با اجرای شبیه سازی مدار، یک اسیلوگرام از سیگنال ها به دست می آوریم و به یک ترمینال مجازی خروجی می دهیم.

کانال A سیگنال خروجی را به پورت COM می رساند. در کانال B - سیگنال TTL ورودی. حرف گرامی "A" در ترمینال نمایش داده می شود. بنابراین، ما متقاعد شده ایم که طرح پیشنهادی کاملاً کارآمد است. در تئوری.

3. انتخاب و خرید قطعات

از نزدیک‌ترین فروشگاه‌ها به محل زندگی من که می‌توانید قطعات رادیویی را در اختیار داشته باشید، دو فروشگاه قابل توجه وجود دارد: فروشگاه قطعات رادیویی در خیابان بودنوفسکی (این شهر روستوف-آن-دون است) و فروشگاه قطعات رادیویی 1000 در ناگیبینا. خیابان، روبروی مرکز خرید ریو. مورد دوم به خوبی با این واقعیت مقایسه می شود که او یک سایت دارد، هرچند کاملاً قدیمی، و ظاهراً با تنبلی به روز شده (و ساخته شده در جوملا ...). با خزیدن در لیست قیمت، فهرستی از آنچه را که باید بخرم برداشتم.

فوراً باید بگویم که به دلیل بی تجربگی از اجزای SMD با دقت اجتناب کردم. به همین دلیل است که من MAX232CPE را از طریق سوراخ نصب کردم. من همان الکترولیت ها و یک دیود را گرفتم. با این حال، در محل معلوم شد که فقط تراشه MAX232CWE در دسترس است - همان چیزی، فقط ... SMD! پس از یک لحظه فکر کردن، با پیشنهاد فروشنده موافقت کردم - ما باید یک بار شروع کنیم ... هیچ خازن 15 ولتی وجود نداشت، اما خازن های 100 ولتی با همان ظرفیت و همان ابعاد وجود داشت. باشه، هیچی هم به جای یک کانکتور نر DB-9، یک ماده به من پیشنهاد شد. این منجر به لیست زیر شد

کلرید فریک، لاک زاپون و تکستولیت البته به طور کامل استفاده نشد. علاوه بر این، من ابزار خریداری شده را در این لیست قرار ندادم: یک ایستگاه لحیم کاری ساده (چون قبل از آن فقط یک آهن لحیم کاری 40 واتی با نوک مسی داشتم)، برش های جانبی و انبردست های کوچک، قیچی فلزی برای برش تکستولیت، مایع رزین-الکل شار LTI-120 خوب و غیره. به طور کلی، این حماسه برای من حدود 3000 روبل هزینه داشت.

به طور کلی، قطعات خریداری شده و به خانه آورده شده است. پدهای 40 پین PLS به تعداد صحیح پین بریده شدند. یکی از مخاطبین به منظور اطمینان از منحصر به فرد بودن اتصال خارج می شود. سوراخ در سوکت مربوط به پین ​​حذف شده با پلی اتیلن مهر و موم شده است.

4. مونتاژ دستگاه روی تخته نان و بررسی عملکرد

در اصل، برای چنین دستگاه ساده، این ضروری نیست. اما من یک "قوری" هستم، بنابراین قبل از ساختن یک تخته، تصمیم گرفتم مدار را در کار واقعی بررسی کنم.

سخت ترین چیز با ریز مدار بود. برای لحیم کردن آن به تخته نان، مجبور شدم با لحیم کردن دوازده پایه به هادی های مسی منحرف شوم. هیولای عنکبوتی با دوازده پا بیرون آمد

در آن لحظه متوجه دو چیز شدم: خوب است که هنوز یک ایستگاه لحیم کاری خریدم. و بدی این است که من باید با این چیز کوچک خیلی سر و کله بزنم. به طور کلی، اجزاء به " تخته نان" لحیم شدند، مدار با یک تخته "نارنجی" مونتاژ شد. برق +5 ولت گرفته شده از "نارنجی" - پین دوم روی بلوک پین 40 پین دو ردیفه

برای اتصال به دستگاه از ترمینال putty استفاده شده است که در لینوکس نیز موجود است و برخلاف مینی کام دارای خروجی رنگی است و برای وارد کردن کاراکترها از صفحه کلید به ترمینال نیازی به تنظیمات اضافی ندارد.

به طور کلی، برد کار می کرد - خطوط گزارش بوت در سراسر صفحه ترمینال می چرخید: ابتدا از u-boot و سپس از هسته لینوکس.

ناگفته نماند، من خوشحال شدم: اولا، این طرح به درستی کار می کند، و ثانیا، لینوکس روی "نارنجی" به درستی نصب شده است، به طور معمول در حالت چند کاربره کار می کند

بنابراین، اتصال ناکارآمد HDMI و عدم وجود رابط اترنت به دلیل پیکربندی خود توزیع است. این مشکلات البته حل خواهد شد و این مربوط به آنها نیست. پس بیایید به مرحله بعدی برنامه برویم.

5. طرح PCB

در Altium Designer ساخته شده است. چیدمان برد بهتر است پس از خرید قطعات انجام شود. ممکن است لازم باشد، مانند مورد من، کتابخانه های اجزای اضافی برای Altium نصب شود. ابعاد اجزا و توپولوژی ردپا برای هر یک باید با قطعات واقعی موجود مطابقت داشته باشد. در اینجا من بدون یک نظارت ناگوار نبودم، اما در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح دادم.

فوراً می گویم - از سیم کشی خودکار استفاده نکنید. شاید این قابل تنظیم باشد، اما سیم کشی خودکار تلاش کرد تا یک مسیر را بین پایه های خازن ها بکشد، که با فاصله 2 میلی متر بین آنها، مسیر را حدود یک چهارم میلی متر عرض می کند، که برای من خیلی سرد بود. به عنوان "قوری". بله، و شهود نشان داد که اجتناب از چنین چیزهایی مطلوب است. بنابراین، من از مسیریابی دستی (بر اساس نتایج خودکار) استفاده کردم و عرض جاده ها را در قوانین مسیریابی 0.5 میلی متر قرار دادم (طراحی -> قوانین -> مسیریابی -> عرض)

همچنین Altium فرض می کند که برد به طور پیش فرض دو لایه است. برای اینکه آن را مجبور به سیم کشی تخته یک طرفه در قوانین سیم کشی کنید، باید سیم کشی را در یک لایه مشخص کنید، مثلاً در لایه بالا.

این طرح در ویرایشگر طرح تایپ شد

هنگام انجام این کار، باید این واقعیت را در نظر گرفت که ورودی های بدون لحیم کاری میکرو مدار (پایه های 8 و 10) باید به زمین کشیده شوند، در غیر این صورت Altium شماتیک را برای انتقال آن به ویرایشگر PCB جمع آوری نمی کند.

در نتیجه با چیدن مستقل در برنامه و درس های الکسی سابونینهدف محقق شد و حق الزحمه طلاق گرفت

تمام قطعات با نصب از طریق سوراخ ها در سمت تمیز textolite قرار دارند و ریز مدار به دلیل نسخه SMD در کنار مسیرها قرار دارد. برای چاپ طرح مدار، باید در پروژه دستگاه یک فایل به اصطلاح Output Job ایجاد کنید.

که به صورت زیر پیکربندی شده است. در لیست گزینه های پیکربندی، Documentation Output را انتخاب کنید و روی Add New Documentation Outpu کلیک کنید و از منوی ظاهر شده PCB Prints و پروژه PCB مربوط به دستگاه ما را انتخاب کنید.

نام آیتم مستنداتی که ظاهر می‌شود را تغییر می‌دهیم، اجازه دهید آن را LUT بنامیم، با توجه به نویسه‌گردانی فناوری (LUT)، که می‌خواهیم از آن برای انتقال الگوی تخته به مس استفاده کنیم. روی LUT کلیک راست کرده و از منوی زمینه Configure را انتخاب کنید. در تنظیمات لایه‌هایی که قرار است چاپ شوند، فقط دو مورد را باقی می‌گذاریم: Top Layer و Multi-layer و چک باکس‌ها را همانطور که در تصویر نشان داده شده است مرتب می‌کنیم.

چک باکس Mirror مخصوصاً برای انعکاس تصویر روی پرینت مورد نیاز است. این مهم است، در غیر این صورت، هنگام انتقال الگو به مس، تصویری آینه ای از آهنگ های خود دریافت می کنیم، اما به آن نیازی نداریم. علاوه بر این، باید تنظیمات صفحه را بررسی کنید

برای انتخاب سایز کاغذ و توجه به ضریب مقیاس (Scale). در اولین چاپ به دلایلی برابر با 1.36 بود اما باید برابر با یک باشد.

اکنون روی Print کلیک کنید. من چاپگر خودم را ندارم، بنابراین با استفاده از Foxit Reader در PDF چاپ کردم و سپس فایل حاصل را روی یک درایو فلش USB به نزدیکترین "sharashka" بردم، که در آن نقاشی را روی کاغذ عکس براق چاپ کردم. در نهایت این چیزی است که اتفاق افتاد

اندازه تخته 62 * 39 میلی متر بیرون آمد، یک تکه تکستولیت با قیچی فلزی به این اندازه بریده شد. من قبلاً تکسولیت را با اره برقی می دیدم و اغلب (یا بهتر بگوییم همیشه) به طرز وحشتناکی ظاهر می شد. با قیچی به طور یکنواخت و بدون آوار و آسیب به لایه رسانا خارج می شود.

6. ساخت PCB

روش LUT (فناوری اتو لیزری) به دلیل سادگی و در دسترس بودن آن انتخاب شد. به عنوان راهنمای عمل خدمت کرد. سعی کردم این فناوری را نقض نکنم: من از طریق مس با صفر قدم زدم، آن را چربی زدایی کردم، البته نه با استون، زیرا نتوانستم کجا آن را بخرم، اما با یک چربی زدای جهانی بر اساس روح سفید، که در Lerua Merlin خریداری شده بود. با دقت و تلاش یک ساندویچ ساخته شده از تکستولیت و یک طرح با آهن را در حداکثر دما اتو کردم. یا به این دلیل که من در جایی اشتباه کردم، یا به این دلیل که اجازه ندادم قطعه کار خنک شود، یا فقط در "sharashka" آنها تونر را روی چاپگر ذخیره می کنند، به طور کلی، خیلی خوب کار نکرد

با این حال، من با احتیاط یک نشانگر دائمی Edding 404 را تهیه کردم، که بدون کمک همسر عزیزم (با مهارت پمپاژ در کشیدن مژه و کشیدن الگوهای روی ناخن)، تمام مسیرها را دور زد.

سپس محلول 6 آبی کلرید آهن به میزان حدود 180 گرم در هر 300 میلی لیتر آب رقیق شد (من آب گرم را از شیر آب گرفتم) و تخته را در یک کووت اچینگ انداخته تا خورده شود. برای اینکه تخته را ترشی کند و همسرش را همزمان مسموم نکند، این عمل در غروب آفتاب در بالکن انجام شد.

"خلونیاک" ناامید نشد، شایعاتی وجود دارد که آنها اغلب موارد بی کیفیت را می فروشند. حکاکی 13 دقیقه طول کشید، آخرین جزایر مس درست جلوی چشمان ما باقی ماند. نکته اصلی این است که فراموش نکنید که به طور دوره ای تخته را با موچین در امتداد کووت لگد بزنید و روند را نظارت کنید. به محض از بین رفتن مس اضافی، تخته را با اورژانس بیرون آورده و با جریان آب فراوان آبکشی می کنیم.

پس از شستن و مسح و خشک شدن لحظه حقیقت فرا می رسد. شما باید پوشش محافظ را بردارید. سعی کردم با روح سفید این کار را انجام دهم

اما اوضاع بد پیش می رفت. سپس همسرم لاک پاک کننده ناخن خود را به او پیشنهاد داد - این اکسیر معجزه آسا فوراً روکش را از بین برد (من هنوز از این که زنان ما از چه معرف هایی استفاده می کنند وحشت دارم. زیبایی نیروی وحشتناکی است!)

نشانگر ناامید نشد - همه آهنگ ها زنده ماندند

پس از تمیز کردن پوشش محافظ، می توانید سوراخ کاری را شروع کنید. و اینجا یک اشتباه تاسف بار مرتکب شدم - مته 0.5 میلی متری نداشتم و به جای اینکه موضوع را به فردا موکول کنم با خرید مته مناسب ، عجله کردم و با توجه به اینکه مناسب است ، یک میلی متری برداشتم. در نتیجه، من بسیاری از پدهای تماسی را آسیب دیدم، خوشبختانه نه خیلی و نه غیرقابل برگشت. اما با این حال، هرگز عجله نکنید. همانطور که دوستم مارک از آزمایشگاه دپارتمان مکاترونیک در دانشگاه مونیخ، جایی که دوره کارشناسی خود را در آنجا انجام دادم، گفت: "دیمیتری، ابزار مناسب برای هر شغل را انتخاب کن." و هزار بار حق داشت.

7. لحیم کاری تخته و لحیم کاری

نقاط لحیم کاری قطعات باید با یک لایه نازک و براق از لحیم کاری پوشانده شود. این شرط اصلی موفقیت کار است. من کل آهنگ ها را سرهم نکردم. اولاً می ترسیدم آنها را تار کنم و ثانیاً هنوز می خواستم تخته زاپون را با لاک بپوشانم. بنابراین من فقط نقاط لحیم کاری را تحت تابش قرار دادم. برای این کار، فلاکس رزین-الکل LTI-120 را با برس روی آنها می زنیم و با آهن لحیم کاری 250-300 درجه که از نوک آن یک قطره ریز لحیم آویزان شده است، در امتداد نقاط لازم آن را می کشیم. هیئت مدیره با افزایش کشش سطحی شار، لحیم کاری روی لنت های دقیق پخش می شود.

پس از آن، "تخته نان" جدا شد، سیم کشی از ریز مدار خارج شد و اول از همه لحیم شد. ریز مدار را به آرامی با دست یا موچین مطابق با پینوت در جای خود قرار دهید تا هر پا ناحیه خودش را بگیرد. سپس ردیف پاها را با فلاکس روغن کاری می کنیم. با حرکات کوتاه و دقیق، تمام پاها را به نوبه خود لمس می کنیم، فراموش نمی کنیم که لحیم را روی نوک آهن لحیم جمع کنیم (اما نه زیاد، یک قطره کوچک کافی است). اگر همه چیز به درستی انجام شود، پاها خیلی سریع و دقیق به محل لحیم می شوند، بدون "نخ" و همسایگان پل زدن. کمتر از یک دقیقه طول کشید تا تراشه را ببندم و این اولین بار است که این کار را انجام می دهم. به من انگیزه داد تا این کار را انجام دهم چنین ویدئوییکه من از نویسنده آن بسیار سپاسگزارم. همه چیز واقعاً چندان ترسناک نبود.

به همین ترتیب، بقیه جزئیات را فهمیدم. نکته اصلی در اینجا این است که سرب قطعات را با دقت به طول مورد نظر برش دهید - من بیش از یک میلی متر از سرب را در بالای مسیر باقی نگذاشتم و در صورت لزوم آنها را به درستی و با دقت خم کردم. مهم است، بسیار مهم است که در جایی عجله نکنید و همه چیز را با تفکر انجام دهید. در نهایت چه اتفاقی افتاد

دور شدن از "پنجه" ممکن نبود، اما برای اولین بار کاملاً قابل تحمل بود، اگرچه احتمالاً مورد انتقاد قرار خواهم گرفت.

8. بررسی مدارها و یک اشتباه آزاردهنده دیگر

پس از لحیم کاری، تمام شار را با الکل می شوییم، یک مولتی متر برمی داریم و همه مدارها را صدا می کنیم تا رسانایی و انطباق آنها با نمودار مدار را بررسی کنیم. و در اینجا بایاکا به طور نامحسوس خزید. معلوم شد که کانکتور پورت COM آینه ای شده است! "زمین" به جای پای پنجم روی پای اول نشست، Rx - به جای پای دوم روی پای چهارم. و من هنوز نمی فهمم چگونه، زیرا هنگام سیم کشی در Altium همه چیز درست بود. این برای من یک راز باقی مانده است. هیچ رمز و رازی - فقط داشتن کانکتور "مادر" در واقع، هنگام تشکیل مدار در Altium، هنوز از "پدر" استفاده می کرد. از این رو سیم کشی آینه، که در نتیجه معلوم شد. خوشبختانه، من این مشکل را با لحیم کردن مناسب کابلی که برای اتصال دستگاه به پورت COM کامپیوتر طراحی شده بود، حل کردم. اما به دلیل این خطا، COM روی برد بسیار "اختصاصی" بود.

در غیر این صورت، نصب درست بود و با جدا کردن کابل های اتصال و مرتب کردن محل کار، یک برد کاملاً جدید را به "نارنجی" و کامپیوتر وصل کردم.

خطوط ورود به سیستم بوت دوباره از پنجره ترمینال عبور کردند. خوشحال بودم!

9. آوردن "زیبایی"

به منظور محافظت از تماس ها در برابر اکسیداسیون و دادن ظاهری "صنعتی" به دستگاه، تخته با لاک سبز رنگ آمیزی شد. تمام علائم اعمال شده قبل از نصب با یک نشانگر دائمی توسط همین لاک شسته شده است. خب باشه... اینم عکس محصول نهایی به همراه ست کابل

اکنون می توانید به اصلاح بیشتر نرم افزار برای "نارنجی" ادامه دهید. حالا من کور و خنگ نخواهم بود، بلکه می توانم سیستم را از طریق یک ترمینال سریال راه اندازی کنم.

نتیجه

جالب بود. برای من جالب است، زیرا برای اولین بار است. اولین دستگاهی که بر روی کامپیوتر طراحی شده و با دستان شما روی برد مدار چاپی مونتاژ شده است. و اگر کسی به طنز لبخند می زند، پس به یاد داشته باشد که او نیز یک بار برای اولین بار این کار را انجام داده است ... افزودن برچسب