Μάλλον κάποιος έχει ήδη διαβάσει τα μηνύματα στο φόρουμ μας exmortis σχετικά με την κατασκευή ενός καλωδίου USB-TTL από αυτοσχέδια μέσα.

Αποφασίσαμε να το εκδώσουμε ως ξεχωριστό άρθρο-οδηγό. Ευχαριστώ exmortis για το υλικό που παρέχεται.

Σημείωση: Αυτό το άρθρο είναι μια προσθήκη στη σειριακή διεπαφή, την οποία συνιστάται να διαβάσετε πρώτα.

Όπως γνωρίζετε από το παραπάνω άρθρο, το πρόθεμα Ritmix RZX-50 μπορεί να συνδεθεί σε υπολογιστή μέσω uart ttl, αλλά επειδή τα σήματα τάσης δεν ταιριάζουν με το πρότυπο rs-232, απαιτείται προσαρμογέας. Ως έτοιμη λύση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ειδικό μετατροπέα, για παράδειγμα, ή ακόμα και αυτόν.

Η δυσκολία είναι ότι τέτοιες λύσεις μπορεί να μην είναι πάντα διαθέσιμες, και εάν είναι διαθέσιμες, η δηλωμένη τιμή μπορεί να είναι αρκετά υψηλή.

Ωστόσο, μπορείτε να τοποθετήσετε ένα κανονικό καλώδιο προσαρμογέα usb-rs232 (com), το οποίο πωλείται σε οποιοδήποτε κατάστημα υπολογιστών. Για παράδειγμα, όπως αυτό:

Καλώδιο Gembird usb-rs232 uas111. Είναι βολικό επειδή το χειριστήριο είναι κρυμμένο σε ένα τακτοποιημένο κουτί. Είναι αλήθεια ότι είναι σφραγισμένο, οπότε για να το ανοίξετε, θα πρέπει είτε να το πριονίσετε είτε να κόψετε το πλαστικό με ένα κολλητήρι.

Κατ 'αρχήν, οποιοδήποτε άλλο παρόμοιο καλώδιο θα κάνει, ωστόσο, πρέπει να δώσετε προσοχή στην ευκολία πρόσβασης στην πλακέτα με τον ελεγκτή. Σε ορισμένα καλώδια, είναι κρυμμένο στο βύσμα rs-232, το οποίο είναι δύσκολο να ανοίξει, ενώ σε άλλα μπορεί να υπάρχει ένα microchip-drop, στο οποίο δεν είναι εύκολο να κολλήσετε. Στο τέλος, ένα τέτοιο καλώδιο μπορεί να βασίζεται σε κάποιο εξωτικό τσιπ.

Τσιπ pl2303. Πρώτα απ 'όλα, τα σκέλη 1 (TXD) και 5 (RXD) παρουσιάζουν ενδιαφέρον, η αρίθμηση των ποδιών πηγαίνει αριστερόστροφα από τη γωνία που σημειώνεται στο ίδιο το τσιπ με μια κουκκίδα.

Πίσω πλευρά με τσιπ max213. Το σήμα από το 1ο σκέλος του pl2303 έρχεται στο 6ο σκέλος του max και το σήμα από το 5ο σκέλος πηγαίνει στο 19ο σκέλος του "maxima".
Κατ 'αρχήν, αυτό το τσιπ δεν χρειάζεται για το uart-ttl, μπορεί ακόμη και να παρέμβει. Επομένως, πρέπει να συγκολληθεί προσεκτικά και τόσο πιο εύκολα θα συγκολληθεί στα μαξιλάρια επαφής.

Το τσιπ max213 είναι συγκολλημένο. Το κόκκινο καλώδιο είναι συγκολλημένο στο σήμα TXD, το κίτρινο καλώδιο είναι συγκολλημένο στο σήμα RXD, το μαύρο καλώδιο είναι γείωση. Στη συνέχεια, μπορείτε να συνδεθείτε σύμφωνα με το σχέδιο Antony, συνδέοντας τα καλώδια "σταυρωτά", δηλ. RXD του ελεγκτή σε TXD του αποκωδικοποιητή και TXD σε RXD, αντίστοιχα.

Πινέζες διασύνδεσης Ritmix RZX-50.

Το δεύτερο σημαντικό μέρος είναι η απευθείας σύνδεση με τον υπολογιστή και η ρύθμιση της σύνδεσης.
Παρακάτω θα εξετάσουμε μια συγκεκριμένη κατάσταση όταν το W7 x64 είναι εγκατεστημένο σε έναν υπολογιστή (φορητός υπολογιστής) και το Xubuntu 11.10 x32 είναι εγκατεστημένο στην εικονική μηχανή VirtualBox. Όλα όσα περιγράφονται παρακάτω ισχύουν επίσης για οποιαδήποτε διανομή linux.

Το καλώδιο που συγκολλήθηκε όπως παραπάνω είναι συνδεδεμένο στον υπολογιστή (ενώ το rzx-50 ΔΕΝ είναι συνδεδεμένο). Φυσικά, το πρόγραμμα οδήγησης δεν θα εγκατασταθεί από το σύστημα, αλλά αυτό δεν απαιτείται. Φορτώνουμε το xubuntu σε μια εικονική μηχανή, προωθούμε τη συνδεδεμένη συσκευή μέσα (θα πρέπει να αναφέρεται ως Prolific Technology Inc. USB-Serial Controller). Στη συνέχεια, φορτώστε την κονσόλα και πληκτρολογήστε dmesg. Μία από τις τελευταίες γραμμές θα πρέπει να είναι ο ορισμός της συνδεδεμένης συσκευής (pl2303) και η αντανάκλασή της στο σύστημα αρχείων - σε αυτήν την περίπτωση είναι το /dev/ttyUSB0. Θυμόμαστε αυτό το όνομα.

Τώρα πρέπει να εγκαταστήσουμε το minicom. Η εντολή είναι τυπική: "sudo apt-get install minicom". Εκτελέστε το setup: "sudo minicom -s" και μπείτε στο μενού διαμόρφωσης. Στη ρύθμιση σειριακής θύρας ορίστε το /dev/ttyUSB0 ως σειριακή συσκευή, ο ρυθμός ροής έχει οριστεί σε 56700 8N1, ο Έλεγχος ροής υλικού και λογισμικού είναι απενεργοποιημένος (Όχι). Στη συνέχεια, στο Μόντεμ και την κλήση, πρέπει να διαγράψετε τις γραμμές Init String και Reset String.

Βγαίνουμε από το setup και ξεκινάμε το minicom σε κανονική λειτουργία (sudo minicom). Τώρα μπορείτε να δοκιμάσετε το καλώδιο βραχυκυκλώνοντας τα καλώδια από τα σήματα TXD και RXD. Εάν, όταν πατάτε οποιοδήποτε πλήκτρο στο minicom, εμφανίζονται τα αντίστοιχα σύμβολα στην οθόνη, τότε το καλώδιο λειτουργεί.

Τώρα μπορείτε να συνδέσετε τον αποκωδικοποιητή στα καλώδια με τον τρόπο που υποδεικνύεται παραπάνω και να τον ενεργοποιήσετε, απολαμβάνοντας την έξοδο στο παράθυρο του εξομοιωτή τερματικού. Όταν σας ζητηθεί να εισαγάγετε έναν κωδικό πρόσβασης, πληκτρολογήστε "root". Εάν κατά την είσοδο και την έξοδο εμφανίζονται περιοδικά σκουπίδια ή ξένοι χαρακτήρες, τότε κάτι δεν πάει καλά με το έδαφος (πιθανότατα σπασμένο). Στην ιδανική περίπτωση, το έδαφος δεν θα πρέπει επίσης να βραχυκυκλώνεται με τα σήματα TXD και RXD με κανέναν τρόπο.

Από τον Συντάκτη: Προσωπικά θυμήθηκα αμέσως το τέλος της δεκαετίας του '90, όταν ξεκίνησε η εποχή των Palm. Εκείνη την εποχή, ήμουν περήφανος ιδιοκτήτης του Handspring Visor Deluxe, του πιο ισχυρού PDA εκείνη την εποχή (η λέξη «tablet» δεν είχε ακόμη εφευρεθεί). Έτσι, λόγω έλλειψης θυρών USB (ναι! ναι!) έπρεπε να φτιάξω μόνος μου το καλώδιο RS232-TTL. Επιπλέον, επειδή το Visor είχε σήματα τριών βολτ και το τσιπ Maxim που παρείχε το επιθυμητό επίπεδο σήματος ήταν σπάνιο, έπρεπε να κρεμάσω ένα διαιρέτη τάσης από 5 έως 3,3 V στο πόδι "εξόδου" για να μην καεί η συσκευή.

Τώρα όλα είναι πολύ πιο απλά και μπορείτε να εστιάσετε σε πιο ουσιαστικές δραστηριότητες, όπως να κάνετε μια εφικτή συμβολή στη δημιουργία ενός εναλλακτικού υλικολογισμικού για το RZX-50 🙂

Όλα ξεκίνησαν από το γεγονός ότι αγόρασα στον εαυτό μου ένα Orange Pi, υποκύπτοντας στο διαφημιστικό σλόγκαν «ανάλογα με το Rasberi Pi μόνο για $15». Η συσκευή παραγγέλθηκε στο aliexpress και έφτασε σε δεκαπέντε μέρες τον Φεβρουάριο. Ταυτόχρονα, αγοράστηκαν όλα τα απαραίτητα πρόσθετα εξαρτήματα: ψύκτρα για επεξεργαστή, τροφοδοτικό 15 watt, κάρτα micro SD 32 GB, καλώδιο HDMI για σύνδεση οθόνης. Λόγω έλλειψης χρόνου, μάζευε σκόνη σε ένα συρτάρι μέχρι τον Ιούνιο. Και τελικά έφτασα στον έλεγχο της απόδοσής του.

Στο τυπικό υλικολογισμικό που προσφέρεται στον επίσημο ιστότοπο, η απόδοση δεν προκάλεσε παράπονα. Αλλά το τυπικό υλικολογισμικό δεν μου ταιριάζει για το λόγο ότι έτσι είμαι τακτοποιημένος - κάθε συσκευή που πέφτει στα χέρια μου πρέπει να προσαρμοστεί πλήρως. Ως εκ τούτου, λήφθηκε υπόψη το U-boot, οι πηγές του οποίου λήφθηκαν από το επίσημο FTP, καθώς και το build Arch Linux για ARM. Αυτό το εγχειρίδιο για το Banana Pi λήφθηκε ως εγχειρίδιο αναφοράς και ως σημείο εκκίνησης για το σκάψιμο.

Μέσω κάποιων απλών χειρισμών (η περιγραφή των οποίων είναι πιο κατάλληλη για το habr), εγκαταστάθηκαν τόσο ο bootloader όσο και το τόξο στην κάρτα μνήμης και η συσκευή ενεργοποιήθηκε. Ωστόσο, μετά τη φόρτωση, περίμενα μια μαύρη οθόνη και ένα αναμμένο πράσινο LED στο "πορτοκαλί".

Λοιπόν, κανένα πρόβλημα, σκέφτηκα. Το UART είναι κολλημένο στο "πορτοκαλί", θα το συνδέσω με ένα τερματικό και θα δω τι θα γίνει. Αγοράστηκαν τα απαραίτητα εξαρτήματα και σύρμα και συγκολλήθηκε ένα τέτοιο καλώδιο (εικόνα κάτω από το σπόιλερ)

Επιλογή καλωδίου Nubian

Όποιος ασχοληθεί με το θέμα θα καταλάβει αμέσως τι έκανα λάθος που έφτιαξα ένα τέτοιο καλώδιο και είναι περισσότεροι από τους μισούς από αυτούς που διαβάζουν. Υποψιαζόμουν ότι κάτι δεν πήγαινε καλά αφού είδα το krakozyabry που το "πορτοκαλί" μου έφτυσε στο τερματικό. Ήταν η κατανόηση της αιτίας του πιο ανόητου λάθους μου που με ώθησε να κάνω τις ενέργειες που περιγράφονται παρακάτω.

1. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ UART και RS232

Διαφορά επιπέδου. Η σειριακή διεπαφή που υλοποιείται στο Orange Pi και σε άλλες παρόμοιες συσκευές βασίζεται στη λογική TTL, δηλαδή, ένα bit μηδέν αντιστοιχεί σε ένα επίπεδο μηδενικής τάσης και ένα σε ένα επίπεδο +5 V. Το RS232 χρησιμοποιεί υψηλότερο επίπεδο τάσης, πάνω στα 15 V, και μια μονάδα αντιστοιχεί σε - 15 V, και μηδέν +15 V. Για να αυξηθεί η ατρωσία θορύβου του καναλιού, οποιοδήποτε επίπεδο τάσης κάτω από το modulo 3 V γίνεται αντιληπτό ως μηδέν. Το πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων στο επίπεδο της ακολουθίας λογικών τιμών ​​είναι απολύτως το ίδιο τόσο για το UART όσο και για το RS232. Όλα αυτά απεικονίζονται από το παρακάτω διάγραμμα μεταφοράς byte.

Πώς θα μπορούσα να το ξεχάσω; Όταν δούλευα στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Ηλεκτρικής Ατμομηχανής, ήξερα αυτά τα πράγματα. Και τότε για κάποιο λόγο πάγωσε η βλακεία. Γενικά, κατέστη σαφές ότι χρειαζόταν ένας μετατροπέας ορισμένου επιπέδου με αντιστροφή σήματος. Η επιλογή έπεσε στην κατεύθυνση της σύνδεσης ολόκληρου του νοικοκυριού στη θύρα COM, η οποία βρίσκεται στη μητρική πλακέτα του οικιακού μου υπολογιστή. Αν και φυσικά θα μπορούσατε να κοιτάξετε προς την κατεύθυνση του UART<->USB, επειδή η παλιά σειριακή διεπαφή χάνει σταθερά τη συνάφεια. Ωστόσο, η τάση μου για απλούστερες λύσεις κέρδισε και μια τέτοια συσκευή εμφανίστηκε ως υποψήφια προς αγορά

Πωλήθηκε στον ίδιο Ali για 464 ρούβλια. Κατ 'αρχήν, αυτό μπορούσε να βρεθεί σε καταστήματα ή στην αγορά του ραδιοφώνου στην πόλη μου, αλλά η φαγούρα να κάνω κάτι με τα χέρια μου είχε ήδη ξυπνήσει. Έτσι απέρριψα την ιδέα να αγοράσω έναν πίνακα διασύνδεσης και αποφάσισα να προσπαθήσω να φτιάξω έναν μόνος μου.

Πρέπει να πω ότι είμαι πραγματικά φίλος με ένα κολλητήρι. Στο σχολείο και στο πανεπιστήμιο, πριν αγοράσω τον πρώτο υπολογιστή, το να κολλάω κάθε λογής χρήσιμο και όχι πολύ ανοησία ήταν το κύριο χόμπι μου. Αλλά έμενα στο χωριό, ήταν δεκαετία του ενενήντα. Δεν υπήρχαν πολλά χρήματα, τα εξαρτήματα αποκτήθηκαν με την αποσυναρμολόγηση των σκουπιδιών του ραδιοφώνου που εμφανίστηκαν. Η πηγή πληροφοριών ήταν βιβλία από τη βιβλιοθήκη της περιφέρειας - δεν είχαν όλοι τότε το «Ίντερνετ». Δεν υπήρχε ούτε πλούσιο όργανο. Ο φυλλόλιθος και ο χλωριούχος σίδηρος ήταν ένα θρυλικό θαύμα. Γενικά ήταν δύσκολο.

Μετά την αγορά ενός υπολογιστή, όλος ο ενθουσιασμός μεταπήδησε σε αυτόν. Και η ικανότητα συγκόλλησης των μικρών ενισχυτών δεκτών τοποθετείται στο ράφι. Είμαι λοιπόν τσαγιέρα. Ως εκ τούτου, πολλά από αυτά που θα γράψω παρακάτω, σας ζητώ να τα αντιμετωπίσετε επιεικώς. Και αυτό το άρθρο, γενικά, είναι για τα ίδια «ανδρείκελα» σαν εμένα.

2. Επιλογή σχήματος συσκευής και προσομοίωση της σε υπολογιστή

Βρείτε ένα διάγραμμα μιας τέτοιας συσκευής στο δίχτυ απλά για να φτύσετε. Υπάρχουν πολλά τέτοια σχήματα. Η επιλογή έπεσε σε αυτό

Η καρδιά ολόκληρης της συσκευής είναι ένα μικροκύκλωμα τύπου MAX232 - ένας μετατροπέας στάθμης που λειτουργεί με την αρχή μιας "αντλίας φόρτισης". Η αύξηση της τάσης από 5 V πραγματοποιείται με εναλλάξ φόρτιση των εξωτερικών πυκνωτών C4 και C5. Τη στιγμή της έκδοσης σήματος στο RS232, αυτοί οι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά και η τάση που συσσωρεύεται σε αυτούς προστίθεται. Κατά την αντίστροφη μετάδοση, το μικροκύκλωμα λειτουργεί ως διαχωριστικό. Και στις δύο κατευθύνσεις μετάδοσης του σήματος, είναι ανεστραμμένο.

Η δίοδος VD1 παίζει το ρόλο της "προστασίας των ανόητων" - κλειδώνει το κύκλωμα ισχύος όταν εφαρμόζεται μια τάση λανθασμένης πολικότητας.

Πριν προχωρήσω στην κατασκευή της συσκευής, αποφάσισα να δω πώς θα λειτουργούσε όλο αυτό, οπότε ξεκίνησα μοντελοποιώντας τη μελλοντική συσκευή στο περιβάλλον του Proteus. Για τη δοκιμή του κυκλώματος, συναρμολογήθηκε μια εικονική βάση

Το πρώτο πράγμα που ήθελα να κάνω ήταν να προσομοιώσω τα πάντα, συμπεριλαμβανομένων των κυκλωμάτων ισχύος, αφού με ενδιέφερε η επίδραση της διόδου στη λειτουργία του κυκλώματος. Από προεπιλογή, στο Proteus, οι ακροδέκτες τροφοδοσίας στα μικροκυκλώματα είναι κρυμμένοι και τραβηγμένοι στο συν του επιθυμητού επιπέδου και γείωσης. Για να τα ξεκλειδώσετε, πρέπει πρώτα να εμφανίσετε τις κρυφές καρφίτσες. Για να το κάνετε αυτό, μεταβείτε στο μενού Πρότυπο -> Ορισμός χρωμάτων σχεδίασης και επιλέξτε το πλαίσιο Εμφάνιση κρυφών καρφιτσών

Στα οποία βάζουμε τα πλαίσια ελέγχου Σχέδιο σώματος και Σχέδιο Όνομα. Μετά από αυτό, επιλέξτε ολόκληρο το μικροκύκλωμα, συμπεριλαμβανομένου του κειμένου με το οποίο υπογράφονται τα συμπεράσματα, και κάντε δεξί κλικ στο μενού, επιλέξτε Δημιουργία συσκευής. Θα μας ζητηθεί να επιλέξουμε ένα όνομα για τη νέα συσκευή και να την αποθηκεύσουμε. Όλα, μετά από αυτό τα κυκλώματα ισχύος θα συμπεριληφθούν ρητά στη διαδικασία προσομοίωσης.

Επιπλέον, θα μεταδώσουμε κάτι σημαντικό μέσω του UART, για παράδειγμα, το γράμμα "A" που κωδικοποιείται στο ASCII από τον κωδικό 65 στο σύστημα δεκαδικών αριθμών ή την ακολουθία 01000001b σε δυαδικό. Επιπλέον, για να ξεκινήσετε μια μεταφορά, είναι απαραίτητο να στείλετε ένα bit έναρξης με επίπεδο "0", και για να ολοκληρώσετε τη μεταφορά, στείλτε ένα ή δύο bit τερματισμού με επίπεδο "1". Έτσι, το διάγραμμα χρονισμού ενός πλαισίου που μεταδίδεται μέσω UART θα μοιάζει με αυτό

Για να σχηματίσουμε ένα τέτοιο σήμα, χρησιμοποιούμε μια πηγή που ονομάζεται Digital Pattern Generator (DPATTERN) με ρυθμίσεις της φόρμας

Ένα πλάτος παλμού 104 μικροδευτερόλεπτα αντιστοιχεί σε 9600 baud. Η κυματομορφή δίνεται από ένα μοτίβο συμβολοσειράς όπου "L" σημαίνει χαμηλό και "F" σημαίνει υψηλό. Αντίστοιχα, η γραμμή μας θα μοιάζει με "FLFLLLLLFLF". Θα ελέγξουμε τα δεδομένα που λαμβάνονται στο RS232 από ένα εικονικό τερματικό, διαμορφώνοντάς το έτσι

Δεν θα χρησιμοποιήσουμε το bit ισοτιμίας και θα χρησιμοποιήσουμε ένα bit διακοπής. Επιπλέον, ας πούμε ότι το σήμα που εφαρμόζεται στο τερματικό είναι ανεστραμμένο, το οποίο αντιστοιχεί στο πρωτόκολλο RS232. Εκτελώντας την προσομοίωση του κυκλώματος, λαμβάνουμε ένα παλμογράφημα σημάτων και έξοδο σε ένα εικονικό τερματικό

Το κανάλι Α μεταφέρει το σήμα εξόδου στη θύρα COM. Στο κανάλι Β - είσοδος σήματος TTL. Το αγαπημένο γράμμα "A" εμφανίζεται στο τερματικό. Έτσι, είμαστε πεπεισμένοι ότι το προτεινόμενο σύστημα είναι αρκετά αποτελεσματικό. Θεωρητικά.

3. Επιλογή και αγορά εξαρτημάτων

Από τα καταστήματα που βρίσκονται πιο κοντά στο περιβάλλον μου, όπου μπορείτε να αποκτήσετε εξαρτήματα ραδιοφώνου, υπάρχουν δύο άξια προσοχής: το κατάστημα Radio Parts στη Budenovsky Prospekt (αυτή είναι η πόλη του Rostov-on-Don) και το κατάστημα 1000 Radio Parts στη Nagibina Λεωφόρος, απέναντι από το εμπορικό κέντρο του Ρίο. Το τελευταίο συγκρίνεται ευνοϊκά με το γεγονός ότι έχει έναν ιστότοπο, αν και αρκετά αρχαίο, και προφανώς ενημερωμένο νωχελικά (και φτιαγμένο στο Joomla...). Αναζητώντας τον τιμοκατάλογο, πήρα μια λίστα με αυτά που πρέπει να αγοράσω.

Πρέπει να πω αμέσως ότι απέφυγα προσεκτικά τα εξαρτήματα SMD λόγω της απειρίας μου. Γι' αυτό επέλεξα τη βάση στήριξης MAX232CPE. Πήρα τους ίδιους ηλεκτρολύτες και μια δίοδο. Ωστόσο, στη θέση του αποδείχθηκε ότι μόνο το τσιπ MAX232CWE είναι διαθέσιμο - το ίδιο πράγμα, μόνο ... SMD! Αφού σκέφτηκα για λίγο, συμφώνησα με την πρόταση του πωλητή - πρέπει να ξεκινήσουμε κάποια στιγμή ... Δεν υπήρχαν πυκνωτές 15 V, αλλά υπήρχαν πυκνωτές 100 V της ίδιας χωρητικότητας και των ίδιων διαστάσεων. Εντάξει, τίποτα επίσης. Αντί για αρσενικό σύνδεσμο DB-9, μου πρότειναν ένα θηλυκό. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την ακόλουθη λίστα

Το χλωριούχο σίδηρο, το βερνίκι zapon και ο textolite, φυσικά, δεν χρησιμοποιήθηκαν πλήρως. Επιπλέον, δεν συμπεριέλαβα το εργαλείο που αγόρασα σε αυτήν τη λίστα: απλό σταθμό συγκόλλησης (γιατί πριν είχα μόνο ένα συγκολλητικό σίδερο 40 watt με χάλκινη άκρη), πλαϊνούς κόφτες και μικρές πένσες, μεταλλικό ψαλίδι για κοπή textolite, υγρό κολοφώνιο-αλκοολική ροή LTI-120 καλά και ούτω καθεξής. Γενικά, αυτό το έπος μου κόστισε περίπου 3000 ρούβλια.

Γενικά, τα εξαρτήματα αγοράστηκαν και μεταφέρθηκαν στο σπίτι. Τα μαξιλαράκια PLS 40 ακίδων κόπηκαν στον σωστό αριθμό ακίδων. Μία από τις επαφές αφαιρείται για να εξασφαλιστεί η μοναδικότητα της σύνδεσης. Η οπή στην υποδοχή που αντιστοιχεί στον πείρο που αφαιρέθηκε σφραγίζεται με πολυαιθυλένιο.

4. Συναρμολόγηση της συσκευής στο breadboard και έλεγχος λειτουργίας

Κατ 'αρχήν, για μια τόσο απλή συσκευή, αυτό δεν είναι απαραίτητο. Αλλά είμαι "τσαγιέρα", οπότε πριν φτιάξω μια σανίδα, αποφάσισα να ελέγξω το κύκλωμα σε πραγματική δουλειά.

Το πιο δύσκολο ήταν με το μικροκύκλωμα. Για να το κολλήσω στο breadboard, έπρεπε να διαστρεβλώσω με τη συγκόλληση δώδεκα ποδιών σε χάλκινους αγωγούς. Βγήκε το τέρας αράχνη με τα δώδεκα πόδια

Εκείνη τη στιγμή, συνειδητοποίησα δύο πράγματα: είναι καλό που αγόρασα ακόμα ένα σταθμό συγκόλλησης. Και το κακό είναι ότι πρέπει να ασχοληθώ αρκετά με αυτό το μικρό πράγμα. Γενικά, τα εξαρτήματα συγκολλήθηκαν στο "breadboard", το κύκλωμα συναρμολογήθηκε με "πορτοκαλί" πίνακα. Ισχύς +5 V που λαμβάνεται από το "πορτοκαλί" - 2ος πείρος σε μπλοκ ακίδων δύο σειρών 40 ακίδων

Για τη σύνδεση με τη συσκευή χρησιμοποιήθηκε το τερματικό putty, το οποίο είναι επίσης διαθέσιμο σε Linux και, σε αντίθεση με το minicom, έχει έγχρωμη έξοδο και δεν απαιτεί πρόσθετη διαμόρφωση για την εισαγωγή χαρακτήρων στο τερματικό από το πληκτρολόγιο.

Σε γενικές γραμμές, ο πίνακας λειτούργησε - οι γραμμές του αρχείου καταγραφής εκκίνησης διέτρεχαν την οθόνη του τερματικού: πρώτα από το u-boot και μετά από τον πυρήνα του Linux

Περιττό να πω ότι χάρηκα: πρώτον, το σχήμα λειτουργεί σωστά και δεύτερον, το Linux στο "πορτοκαλί" είναι σωστά εγκατεστημένο, λειτουργεί κανονικά σε λειτουργία πολλών χρηστών

Η ανενεργή υποδοχή HDMI και η έλλειψη διεπαφής Ethernet, επομένως, οφείλονται στη διαμόρφωση της ίδιας της διανομής. Αυτά τα προβλήματα, φυσικά, θα λυθούν και δεν πρόκειται για αυτά. Ας προχωρήσουμε λοιπόν στο επόμενο βήμα του προγράμματος.

5. Διάταξη PCB

Το έφτιαξε στο Altium Designer. Η διάταξη της πλακέτας γίνεται καλύτερα μετά την αγορά των εξαρτημάτων. Μπορεί να χρειαστεί, όπως στην περίπτωσή μου, να εγκαταστήσω πρόσθετες βιβλιοθήκες στοιχείων για το Altium. Οι διαστάσεις των εξαρτημάτων και η τοπολογία του αποτυπώματος για το καθένα πρέπει να ταιριάζουν με τα πραγματικά διαθέσιμα μέρη. Εδώ δεν έμεινα χωρίς μια ατυχή παράβλεψη, αλλά περισσότερα για αυτό παρακάτω.

Θα πω αμέσως - μην χρησιμοποιείτε αυτόματη καλωδίωση. Ίσως αυτό μπορεί να ρυθμιστεί, αλλά η αυτόματη καλωδίωση προσπάθησε να σύρει μια διαδρομή ανάμεσα στα πόδια των πυκνωτών, γεγονός που, με απόσταση 2 mm μεταξύ τους, κάνει το κομμάτι πλάτος περίπου ένα τέταρτο του χιλιοστού, κάτι που ήταν πολύ ωραίο για μένα ως «τσαγιέρα». Ναι, και η διαίσθηση πρότεινε ότι είναι επιθυμητό να αποφευχθούν τέτοια πράγματα. Επομένως, χρησιμοποίησα χειροκίνητη δρομολόγηση (βάσει των αποτελεσμάτων της αυτόματης), θέτοντας το πλάτος των δρόμων στα 0,5 mm στους κανόνες δρομολόγησης (Σχεδίαση -> Κανόνες -> Δρομολόγηση -> Πλάτος)

Επίσης, το Altium υποθέτει ότι η πλακέτα είναι διπλής στρώσης από προεπιλογή. Για να το αναγκάσετε να καλωδιώσει μια πλακέτα μονής όψης στους κανόνες καλωδίωσης, πρέπει να καθορίσετε την καλωδίωση σε ένα στρώμα, ας πούμε στο επάνω στρώμα

Το σχήμα πληκτρολογήθηκε στον επεξεργαστή σχήματος

Όταν το κάνετε αυτό, πρέπει να λάβετε υπόψη το γεγονός ότι οι ελεύθερες μη συγκολλημένες είσοδοι του μικροκυκλώματος (πόδια 8 και 10) πρέπει να έλκονται στο έδαφος, διαφορετικά η Altium δεν θα συντάξει το σχηματικό για τη μεταφορά του στον επεξεργαστή PCB.

Ως αποτέλεσμα, με ανεξάρτητη επιλογή στο πρόγραμμα και Τα μαθήματα του Alexey Sabuninο στόχος επετεύχθη και η αμοιβή χώρισε

Όλα τα εξαρτήματα με τοποθέτηση μέσα από τις οπές βρίσκονται στην καθαρή πλευρά του textolite και το μικροκύκλωμα, λόγω της έκδοσης SMD, βρίσκεται στο πλάι των τροχιών. Για να εκτυπώσετε τη διάταξη του κυκλώματος, πρέπει να δημιουργήσετε ένα λεγόμενο αρχείο εργασίας εξόδου στο έργο της συσκευής

Το οποίο έχει διαμορφωθεί ως εξής. Στη λίστα επιλογών διαμόρφωσης, επιλέξτε Έξοδος τεκμηρίωσης και κάντε κλικ στο Προσθήκη νέας εξόδου τεκμηρίωσης, επιλέγοντας από το μενού που εμφανίζεται το PCB Prints και το έργο PCB που σχετίζεται με τη συσκευή μας.

Μετονομάζουμε το στοιχείο τεκμηρίωσης που εμφανίζεται, ας το ονομάσουμε LUT, σύμφωνα με τη μεταγραφή της τεχνολογίας (LUT), την οποία θα χρησιμοποιήσουμε για να μεταφέρουμε το σχέδιο του πίνακα σε χαλκό. Κάντε δεξί κλικ στο LUT και επιλέξτε Configure από το μενού περιβάλλοντος. Στις ρυθμίσεις των στρώσεων που πρόκειται να εκτυπωθούν, αφήνουμε μόνο δύο στοιχεία: Top Layer και Multi-layer και τακτοποιούμε τα πλαίσια ελέγχου όπως φαίνεται στο στιγμιότυπο οθόνης

Το πλαίσιο ελέγχου Mirror είναι απαραίτητο, ειδικότερα, για να αντικατοπτρίζει την εικόνα στην εκτύπωση. Αυτό είναι σημαντικό, διαφορετικά, όταν μεταφέρουμε το σχέδιο σε χαλκό, θα έχουμε μια κατοπτρική εικόνα των κομματιών μας, αλλά δεν τη χρειαζόμαστε. Επιπλέον, θα πρέπει να εξετάσετε το Page Setup

Για να επιλέξετε το μέγεθος του χαρτιού και να δώσετε προσοχή στον συντελεστή κλίμακας (Κλίμακα). Στην πρώτη εκτύπωση, αποδείχθηκε ότι ήταν ίσο με 1,36 για κάποιο λόγο, αλλά θα έπρεπε να είναι ίσο με ένα

Τώρα κάντε κλικ στην επιλογή Εκτύπωση. Δεν έχω δικό μου εκτυπωτή, επομένως εκτύπωσα σε PDF χρησιμοποιώντας το Foxit Reader και μετά πήγα το αρχείο που προέκυψε σε μονάδα flash USB στο πλησιέστερο "sharashka", στο οποίο εκτύπωσα το σχέδιο σε γυαλιστερό φωτογραφικό χαρτί. Τελικά αυτό έγινε

Το μέγεθος της σανίδας βγήκε 62 x 39 mm, ένα κομμάτι textolite κόπηκε σε αυτό το μέγεθος με μεταλλικό ψαλίδι. Έβλεπα textolite με σιδηροπρίονο και συχνά (ή μάλλον πάντα) μου έβγαινε τρομερά. Με το ψαλίδι βγαίνει ομοιόμορφα, χωρίς υπολείμματα και ζημιές στο αγώγιμο στρώμα.

6. Κατασκευή PCB

Η μέθοδος LUT (τεχνολογία σιδερώματος λέιζερ) επιλέχθηκε λόγω της απλότητας και της προσβασιμότητας της. Χρησιμοποίησε ως οδηγός δράσης. Προσπάθησα να μην σπάσω την τεχνολογία: περπάτησα στον χαλκό με μηδενικό, απολιπαντικό, αν και όχι με ασετόν, γιατί δεν μπορούσα να βρω πού να το αγοράσω, αλλά με ένα γενικό απολιπαντικό με βάση το white spirit, αγορασμένο στο Lerua Merlin. Προσεκτικά και με κόπο σιδέρωσα ένα σάντουιτς από textolite και ένα σχέδιο με σίδερο στη μέγιστη θερμοκρασία. Είτε επειδή έκανα κάπου λάθος, είτε επειδή δεν άφησα το τεμάχιο εργασίας να κρυώσει, είτε απλά στο "sharashka" εξοικονομούν τόνερ στον εκτυπωτή, γενικά, δεν βγήκε πολύ καλά

Ωστόσο, εφοδιάστηκα με σύνεση με έναν μόνιμο μαρκαδόρο Edding 404, ο οποίος, όχι χωρίς τη βοήθεια της αγαπημένης μου συζύγου (με μια δυναμική ικανότητα στο σχέδιο βλεφαρίδων και σχεδίασης σχεδίων στα νύχια), έκανε κύκλους σε όλα τα κομμάτια

Στη συνέχεια, ένα διάλυμα 6-υδατικού χλωριούχου σιδήρου αραιώθηκε με ρυθμό περίπου 180 γραμμαρίων ανά 300 ml νερού (πήρα ζεστό νερό από τη βρύση) και η σανίδα ρίχτηκε σε μια κυψελίδα χάραξης για να καταναλωθεί. Για να πάρει τουρσί τη σανίδα και να μην δηλητηριάσει ταυτόχρονα τη γυναίκα του, η επέμβαση έγινε με το ηλιοβασίλεμα στο μπαλκόνι

Το "Khlonyak" δεν απογοήτευσε, υπάρχουν φήμες ότι συχνά πωλούν χαμηλής ποιότητας. Η χάραξη χρειάστηκε 13 λεπτά, τα τελευταία νησιά χαλκού έμειναν ακριβώς μπροστά στα μάτια μας. Το κύριο πράγμα είναι να μην ξεχνάτε να κλωτσάτε περιοδικά τον πίνακα με τσιμπιδάκια κατά μήκος της κυβέτας και να παρακολουθείτε τη διαδικασία. Μόλις εξαφανιστεί η περίσσεια του χαλκού, βγάζουμε τη σανίδα επειγόντως και την ξεπλένουμε με άφθονο νερό.

Μετά το πλύσιμο, το σκούπισμα και το στέγνωμα έρχεται η στιγμή της αλήθειας. Πρέπει να αφαιρέσετε το προστατευτικό κάλυμμα. Προσπάθησα να το κάνω με λευκό πνεύμα

Όμως τα πράγματα πήγαιναν άσχημα. Στη συνέχεια, η γυναίκα μου πρόσφερε το αφαιρετικό βερνικιού νυχιών της - αυτό το θαυματουργό ελιξίριο ξεπλύθηκε αμέσως από την επίστρωση (ακόμα τρομάζω με τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούν οι γυναίκες μας. Η ομορφιά είναι τρομερή δύναμη!)

Ο δείκτης δεν απογοήτευσε - όλα τα κομμάτια επέζησαν

Αφού καθαρίσετε την προστατευτική επίστρωση, μπορείτε να ξεκινήσετε τη διάνοιξη οπών. Και εδώ έκανα ένα ατυχές λάθος - δεν είχα τρυπάνι 0,5 mm και αντί να αναβάλω το θέμα για αύριο, έχοντας αγοράσει το σωστό τρυπάνι, έσπευσα και πήρα ένα χιλιοστό, θεωρώντας ότι θα ταίριαζε. Αποτέλεσμα να χάλασα πολλά τακάκια επαφής, ευτυχώς όχι πολύ και όχι αμετάκλητα. Ωστόσο, μην βιάζεστε ποτέ. Όπως είπε ο φίλος μου ο Μαρκ από το εργαστήριο του Τμήματος Μηχατρονικής στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου, όπου έκανα την προπτυχιακή μου πρακτική, «Ντιμίτρι, πάρε το σωστό εργαλείο για κάθε δουλειά». Και είχε χίλιες φορές δίκιο.

7. Επικασσιτέρωση σανίδων και συγκόλληση εξαρτημάτων

Τα σημεία συγκόλλησης των εξαρτημάτων πρέπει να καλύπτονται με ένα λεπτό, γυαλιστερό στρώμα συγκόλλησης. Αυτή είναι η βασική προϋπόθεση για την επιτυχία της εργασίας. Δεν ασχολήθηκα με ολόκληρα τα κομμάτια. Πρώτον, φοβόμουν να τα παραμορφώσω, και δεύτερον, θα κάλυψα ακόμα την σανίδα του zapon με βερνίκι. Οπότε ακτινοβόλησα μόνο τα σημεία συγκόλλησης. Για να γίνει αυτό, εφαρμόζουμε επάνω τους LTI-120 flux κολοφωνίου-οινόπνευμα με μια βούρτσα και με ένα κολλητήρι θερμαινόμενο στους 250-300 βαθμούς, από την άκρη του οποίου κρέμεται μια μικροσκοπική σταγόνα συγκόλλησης, τραβάμε τα απαραίτητα σημεία του σανίδα. Αυξάνοντας την επιφανειακή τάση της ροής, η συγκόλληση απλώνεται πάνω από τα ακριβή τακάκια.

Μετά από αυτό, αποσυναρμολογήθηκε το "breadboard", η καλωδίωση αφαιρέθηκε από το μικροκύκλωμα και συγκολλήθηκε πρώτα από όλα. Τοποθετήστε απαλά το μικροκύκλωμα στη θέση του με χέρια ή τσιμπιδάκια σύμφωνα με το pinout, έτσι ώστε κάθε πόδι να πάρει τη δική του περιοχή. Στη συνέχεια λιπαίνουμε τις σειρές των ποδιών με flux. Με σύντομες και ακριβείς κινήσεις αγγίζουμε όλα τα πόδια με τη σειρά, χωρίς να ξεχνάμε να μαζεύουμε κολλήσεις στην άκρη του κολλητηρίου (όχι όμως πολύ, μια μικρή σταγόνα αρκεί). Εάν όλα γίνονται σωστά, τότε τα πόδια συγκολλούνται στην τοποθεσία πολύ γρήγορα και με ακρίβεια, χωρίς "μύζους" και γεφυρώσεις γείτονες. Μου πήρε λιγότερο από ένα λεπτό για να σφραγίσω το τσιπ, και είναι η πρώτη μου φορά που το κάνω. Με ενέπνευσε να το κάνω αυτό ένα τέτοιο βίντεογια το οποίο είμαι πολύ ευγνώμων στον συγγραφέα του. Όλα αποδείχτηκαν πραγματικά όχι τόσο τρομακτικά.

Ομοίως, κατάλαβα τις υπόλοιπες λεπτομέρειες. Το κύριο πράγμα εδώ είναι να κόψετε προσεκτικά τα καλώδια των εξαρτημάτων στο επιθυμητό μήκος - δεν άφησα περισσότερο από ένα χιλιοστό του καλωδίου να προεξέχει πάνω από την πίστα και να τα λυγίσετε σωστά και προσεκτικά, εάν είναι απαραίτητο. Είναι σημαντικό, είναι εξαιρετικά σημαντικό να μην βιάζεστε πουθενά και να κάνετε τα πάντα προσεκτικά. Τελικά τι έγινε

Δεν ήταν δυνατό να ξεφύγω από τη "μύξα", αλλά για πρώτη φορά αποδείχθηκε αρκετά ανεκτό, αν και μάλλον θα επικριθώ.

8. Έλεγχος κυκλωμάτων και άλλο ένα ενοχλητικό λάθος

Μετά τη συγκόλληση, ξεπλένουμε όλη τη ροή με οινόπνευμα, παίρνουμε ένα πολύμετρο και καλούμε όλα τα κυκλώματα για να ελέγξουμε την αγωγιμότητα και τη συμμόρφωσή τους με το διάγραμμα κυκλώματος. Και εδώ το μπιάκα σέρνονταν ανεπαίσθητα. Η υποδοχή θύρας COM αποδείχθηκε ότι ήταν αντικατοπτρισμένη! Η "Γη" κάθισε στο πρώτο πόδι αντί για το πέμπτο, το Rx - στο τέταρτο αντί για το δεύτερο. Και ακόμα δεν καταλαβαίνω πώς, γιατί όλα ήταν σωστά κατά την καλωδίωση στο Altium. Αυτό έχει παραμείνει ένα μυστήριο για μένα. Κανένα μυστήριο - απλώς έχοντας την υποδοχή "μητέρα" στην πραγματικότητα, κατά τη διαμόρφωση του κυκλώματος στο Altium, χρησιμοποιούσε ακόμα το "μπαμπά". Εξ ου και η καλωδίωση του καθρέφτη, η οποία αποδείχθηκε ως αποτέλεσμα. Ευτυχώς, έλυσα αυτό το πρόβλημα συγκολλώντας κατάλληλα ένα καλώδιο που έχει σχεδιαστεί για τη σύνδεση της συσκευής στη θύρα COM του υπολογιστή. Αλλά λόγω αυτού του λάθους, το COM στον πίνακα αποδείχθηκε ότι ήταν τόσο "ιδιόκτητο".

Διαφορετικά, η εγκατάσταση αποδείχθηκε σωστή και, έχοντας ξεκολλήσει τα καλώδια σύνδεσης και τακτοποίησε τον χώρο εργασίας, συνέδεσα την ολοκαίνουργια πλακέτα στο "πορτοκαλί" και τον υπολογιστή

Οι γραμμές του αρχείου καταγραφής εκκίνησης πέρασαν ξανά το παράθυρο του τερματικού. Ήμουν ευτυχής!

9. Φέρνοντας «ομορφιά»

Για να προστατευθούν οι επαφές από την οξείδωση και να δοθεί στη συσκευή μια «βιομηχανική» εμφάνιση, η σανίδα βάφτηκε με πράσινη λάκα. Όλα τα σημάδια που εφαρμόστηκαν πριν την τοποθέτηση με μόνιμο μαρκαδόρο ξεπλύθηκαν με αυτό το ίδιο βερνίκι. Λοιπόν, εντάξει... Εδώ είναι μια φωτογραφία του τελικού προϊόντος μαζί με ένα σετ καλωδίων

Τώρα μπορείτε να προχωρήσετε σε περαιτέρω βελτίωση του λογισμικού για το "πορτοκαλί". Τώρα δεν θα είμαι τυφλός και χαζός, αλλά θα μπορώ να ρυθμίσω το σύστημα μέσω ενός σειριακού τερματικού.

συμπέρασμα

Ήταν ενδιαφέρον. Ενδιαφέρον για μένα, γιατί για πρώτη φορά. Η πρώτη συσκευή που σχεδιάστηκε σε υπολογιστή και συναρμολογήθηκε σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με τα χέρια σας. Και αν κάποιος γελάει ειρωνικά, τότε ας θυμηθεί ότι και αυτός κάποτε το έκανε αυτό για πρώτη φορά…

Σας ευχαριστώ όλους για την προσοχή σας στο γράψιμό μου!