LPT- ja COM-portit ovat jo harvinaisuus nykyaikaisissa pöytätietokoneissa, eikä kannettavista ole mitään sanottavaa. USB on hitaasti mutta varmasti korvannut ne, mikä vaikeuttaa kehittäjien elämää ja helpottaa käyttäjiä. Voi kuinka mukavaa oli kerran yhdistää mikro-ohjain tietokoneen COM-porttiin käyttämällä vain max232:ta ja välittämättä ohjaimista. Hieman enemmän ja tämä on mahdollista vain teollisuustietokoneissa.

Yleisen trendin mukaisesti siruvalmistajat alkoivat tuottaa edullisia siruja USB-työskentelyyn. Kuten USB-UART-muuntimet tai mikro-ohjaimet, jotka tukevat tätä väylää. Valitettavasti jälkimmäisiä on kirjastojen läsnäolosta huolimatta edelleen vaikea hallita, joten kokemattoman insinöörin on helpompi käyttää ensimmäistä vaihtoehtoa. Ja tässä artikkelissa tarkastelemme kahta samanlaista mikropiiriä - FT232 ja CP2103 ja niihin perustuvia muuntajapiirejä.

USB-UART-muunnin FT232RL:ksi

FTDI:n FT232RL-mikropiiri nauttii hyvin ansaittua suosiota insinööripiireissä. Se tarjoaa käyttäjälle mahdollisuuden luoda täysimittaisen COM-portin, sen tehtävänä on ohjata yksittäisiä nastoja, ohjaimia, yksinkertainen liitäntäpiiri, jossa on vähimmäismäärä lisäelementtejä, ja juottamiseen sopiva kotelo. Tämän mikropiirin lisäetu on myös kyky ohjelmoida sen EEPROM-muisti, jossa voit muuttaa joitain USB-laitteiden parametreja. Yksi haitoista on sen korkea hinta ~120-150 ruplaa, mikä on melko verrattavissa atmega-mikro-ohjaimen hintaan.
Tein oman versioni USB-UART-muuntimesta FT232RL:lle. Kaikki käyttäjän nastat reititettiin PLS:ään levyn reunoista. Valitsin PLS:n välisen etäisyyden, jotta sovitin voidaan kytkeä leipälevyyn. Mikro-ohjaimen UART-liittimen liittämiseen tarkoitetut RXD- ja TXD-nastat reititettiin erilliseen PLS-liittimeen yhdistämisen helpottamiseksi. Laitoin taululle myös 2 LEDiä osoittamaan tiedon lähetys-/vastaanottoprosessia FT232RL-sirun avulla sekä jumpperit lähtöjen syöttöjännitteen valitsemiseksi. Se voi olla viisi tai kolme volttia. Otin USB-liittimen miniversioon, USB-B on liian iso. Lauta asetettiin yhteen kerrokseen, kolme jumpperia.

USB-UART-sovitinpiiri FT232RL:lle

Vastaanotetun laitteen ulkonäkö

Jos kokoat tämän USB-UART-sovittimen, älä kiirehdi liittämään sitä välittömästi USB-porttiin. Ennen kuin aloitat työn, sinun on varmistettava, ettei virtalähteen plus-, maa- ja liittimien D+, D- välillä ole oikosulkuja. Ota testeri ja soita heille. Jos oikosulkuja ei ole, tarkista silmämääräisesti muut liittimet ja vasta sitten voit kytkeä sovittimen.

Kun käynnistät sen ensimmäisen kerran, käyttöjärjestelmä pyytää sinua asentamaan ohjaimet. Ne voidaan ladata valmistajan viralliselta verkkosivustolta - FT232-ohjain. Ohjainten asentaminen ei ole ollenkaan vaikeaa, joten emme puhu siitä.
Kun ohjain on asennettu, järjestelmään tulee ylimääräinen COM-portti. Tämä on ns. virtuaalinen COM-portti, mutta sitä voidaan käyttää täsmälleen samalla tavalla kuin tavallista porttia. Nähdäksesi sen sarjanumeron, sinun on siirryttävä laitehallintaan, jos sinulla on Windows. Siirry ohjauspaneeliin ja valitse järjestelmä > laitehallinta. "Portit (COM ja LPT)" -osiossa pitäisi olla sovittimemme - "USB Serial Port (COM10)". Sinulla voi olla jokin muu porttinumero.
Varmistaaksesi, että sovitin toimii, sinun on avattava mikä tahansa pääteohjelma, valittava sopiva COM-portti, suljettava RXD- ja TXD-nastat jumpperilla ja lähetettävä mikä tahansa merkkijono terminaalin kautta. Jos sovitin toimii, pääte saa vastauksen kaiun muodossa ja kortin LED-valot vilkkuvat hetken.
Kytkeäksesi sovittimen mikro-ohjaimeen, sinun on liitettävä mikro-ohjaimen RXD-nasta sovittimen TXD-nastalle ja mikro-ohjaimen TXD-nasta sovittimen RXD-nastalle. On myös tarpeen yhdistää heidän maansa.

USB UART -sovitin CP2103:lle

Silicon Labsin CP2103-siru on pohjimmiltaan FT232:n analogi. Siinä on yksinkertainen liitäntäpiiri, jossa on vähimmäismäärä ulkoisia komponentteja, sen avulla voit järjestää täysimittaisen COM-portin kaikilla sen signaaleilla, siinä on ylimääräisiä käyttäjänastaja ja ohjelma niiden konfigurointiin, ajurit, pienet mitat ja edullisempi hinta. Haitoista on syytä huomata, että kotelo on pieni ja hankala tiivistää kotona. Ehkä tämä on tärkein syy tämän mikropiirin epäsuosioon tee-se-itse-tekijöiden keskuudessa.
Ihan huvikseni tein sen pohjalta USB UART -muuntimen. Kaikki käyttäjän nastat reititettiin PLS:iin levyn reunoja pitkin. RXD ja TXD lähetettiin erilliseen liittimeen. Tässä ei tarvittu hyppyjohdinta lähtöjännitteen valitsemiseksi, koska tämä jännite ei saa olla suurempi kuin 3,6 V. Valitsin mini-USB-liittimen, kortti asetettiin yhdeksi kerrokseksi ja kääntöpuolella oli neljä jumpperia. En tehnyt LEDejä ilmaisemaan tiedonsiirtoa/vastaanottoa, koska CP2103-mikropiirissä ei ole tähän tarkoitukseen omistettuja nastaa. Voit käyttää mitä tahansa mukautettuja nastoja, mutta ne on määritettävä erityisellä ohjelmistolla. Kun huomasin, adapteri oli jo valmis ja olin liian laiska tekemään sitä uudelleen, varsinkin sen tiivistysvaivojen jälkeen. Ainoa asia, jonka lisäsin näytöstä, on virta-LED.

USB-UART-muunninpiiri CP2103:lle

Vastaanotetun laitteen ulkonäkö

Minulla oli vähän vaikeuksia tämän adapterin tekemisen kanssa. Ensinnäkin CP2103:n jalkojen välillä on hyvin pieni rako, sinun on tehtävä lauta huolellisesti. Toiseksi sitä on vaikea juottaa. Jos minulla ei olisi ollut hiustenkuivaajaa, en olisi tehnyt tätä ollenkaan.
Juotin sen seuraavasti. Lauta tinattu Rose-seoksella. Se sulaa 100 asteessa, mikä estää levyn ja lastun ylikuumenemisen. Kostutin reilusti mikropiirin istuimen fluxilla ja laitoin sen sinne. Suurennuslasilla ja pinseteillä suuntasin sen jotenkin istuimeen. Seuraavaksi aloin lämmittää sirua hiustenkuivaajalla ~150-200 asteen lämpötilaan. Juotteen sulaessa mikropiiri alkoi liikkua ja otti pintajännitysvoimien vaikutuksesta tarkan asennon istukkaan. Se osoittautui erittäin sileäksi, mutta sovitin ei toiminut. Kuumensin sirun uudelleen ja painoin ja siirtelin sitä kevyesti pinseteillä. Tämän jälkeen mikropiiri kosketti levyn raitoja.
Sovittimen kokoamisen jälkeen on varmistettava, ettei virtalähteen plus-, maadoitus- ja nastat D+, D- ja sitten muiden nastojen välillä ole oikosulkuja. Koska mikropiiri on hyvin pieni, räkä voi helposti jäädä loukkuun nastojen väliin. Kun nastat on tarkistettu, USB UART -sovitin voidaan liittää tietokoneeseen.
Kuten edellisessä sovittimessa, kun kytket sen päälle ensimmäisen kerran, järjestelmä kehottaa asentamaan ohjaimet. Lataa ne valmistajan viralliselta verkkosivustolta - ohjain CP2103:lle.
Asennettu sovitin tunnistetaan laitehallinnan "Portit"-osiossa nimellä "Silicon Labs CP210X USB to UART Bridge (COM6)". Sinulla voi olla eri portin numero.
Suorituskyky tarkistetaan samalla tavalla, en toista sitä.

Vaihtoehtoiset USB-UART-sovittimet

Vaihtoehtoisia sovittimia voidaan valmistaa käyttämällä FT230XS- ja CP2102-mikropiirejä. Nämä on riisuttu ja vastaavasti halvemmat analogit FT232 ja CP2103. Molemmissa mikropiireissä on pienempi määrä käyttäjän nastoja, eivätkä ne täsmää pinoutissa.

Tiedostot

Linkit

Ohjelmisto FT232RL:n asettamiseen - FT Prog
Räätälöintiohjelmisto CP2103 - Räätälöintiapuohjelma painaa paljon!

(ArtikkeliToC: käytössä=kyllä)

Pienikokoinen USB TTL PL 2303 -sovitin on eräänlainen ohjelmoija, jota käytetään kortin kanssa lukemaan tietoja eri antureista:

• kosteus;
• lämpötila;
• liikkeet.

Tämä on syy USB TTL PL2303 -sovittimen laajaan käyttöön radio-ohjatuissa laitteissa. TTL USB -sovitin on ohjelmoitu C++:lla, ts. USB TTL -sovitin on "yleisväylä" tiedonsiirtoon, jota käytetään alhaisen ja keskinopean laskentatekniikassa.

Tarvitset nelijohtimisen kaapelin kytkeäksesi sen USB RS232 TTL -sovittimeen. Yksi kierretty pari tarvitaan differentiaaliliitäntään vastaanoton ja lähetyksen aikana (RX ja TX), ja loput tarvitaan oheislaitteiden virran syöttämiseen (GND ja +5V).

Edellyttäen, että tällaisten laitteiden enimmäisvirta ei ylitä 500 mA ja USB - 900 mA, ne kytketään ilman omaa virtalähdettä.

Huolimatta siitä, että TTL-logiikalle 0-5 V on vakiotasoja, kuten USB TTL -sovitinta ei tarvita.

Mutta koska USB-liitäntä/protokolla on melko monimutkainen, siihen perustuvan laitteen rakentaminen vaatii syvällistä tietoa ja mikroprosessoreja, jotka käsittelevät tietoja.

Toista protokollaa voidaan käyttää apuna - UART (UART), joka on nykyään yleisin. Monien protokollien joukossa yleisimmin käytetty on RS-232, jota kutsutaan yleisesti COM-portiksi. Se on vanhin kaikista, mutta edelleen ajankohtainen.

Siinä on rivit:

• lähetys - TXD;
• isäntä - RXD.

Jos niitä käytetään tiedon siirtämiseen, laitteistoohjausta ei tarvita. Laitteistossa käytetään DTS:tä ja RTS:ää.

Lähettimen lähtö on kytketty vastaanottimen tuloon ja päinvastoin.

RS-232 eroaa tavallisesta (5 voltin) logiikasta sähköisellä toimintaperiaatteellaan. Tässä versiossa "0" on alueella +3 - +12 V, vastaavasti, yksi on -3 - -12.

Johtopäätös. UART USB TTL -sovittimien tarkoitus on "liittyä" monimutkaiseen käyttöliittymään

USB yksinkertaisella ja "käytävällä" UART-protokollalla, jota tukevat mikro-ohjaimet ja toimii logiikkatasoilla 0-5V.

USB RS232 TTL Pl 2303 -sovitin on koottu PL2303-sirulle, joka luo virtuaalisen COM-portin PC:lle. Käytetään mikrokontrollereilla varustettujen laitteiden vilkkumiseen.

Sen hinta on 40,84 ruplaa.

Toimittaaksesi Ukrainaan sinun on maksettava lisäksi 149,74 ruplaa.

PL2303 USB-TTL-moduulisovittimen pääominaisuudet:

• jännitetyyppi - tavallinen;
• virtalähde – 3,3/5 V;
• tarkoitukseen - tietokoneeseen;
• lämpötila-alue - -40 - +85;
• Valmistaja: Diymore.

USB 3.3V 5.5V - TTL Mini Port Adapter

Arvostelu

• Koko – 36x17,5 mm (PxL);
• Pinnat: GND, CTS, VCC, TXD, DTR, RXD, RXD;
• Piirisarja FT232RL;
• Tuet – 5V, 3,3V;
• Jako – 2,54 mm.

Laadukkaat moduulit maksavat 100,24 ruplaa. verkkokaupan tarjoama https://ru.aliexpress.com/popular/ttl-adapter.html .

Auton tunnistaminen GPS-sovittimen avulla USB TTL PL2303 HX RS232-muunnin

Sen hinta on 42,7 ruplaa.

Ominaisuuksiin kuuluu:

• antistaattinen pakkaus, joka estää staattisen sähkön kertymisen,
• vaikuttaa kielteisesti työhön;
• korkea luotettavuus, vakaus;
• WIN7 tuki.

5 gramman painoista tuotetta (ilman pakkausta) käytetään opiskelijoiden tuotantokokeissa jne. Sen koko on 50x15x7 mm. USB PL2303 - RS232 -mallin muuntimille

TL:ssä on pari liitäntää liittämistä varten (viisinastainen uros) ja PC (USB-standardi).

FT232RL USB 3.3V 5.5V TTL-miniporttiin

Sen hinta on 106,43 ruplaa. Tämä on halpa vaihtoehto mikro-ohjainten USB-ominaisuuksien lisäämiseen. Suojauksena 500 ma itsepalautuva sulake, joka suojaa virtaa vastaan.

Ominaisuudet

• väri punainen;
• virtalähde USB-5 tai 3,3 V;
• paino - 4 grammaa;
• mitat - 43x17 mm.

Sen pieni koko mahdollistaa sen käytön kehitystyössä, jossa gadgetin koko on kriittinen.

USB - TTL - UART PL2303-sirulle

Käytetään Arduino-ohjelmointiin.

Max3232-sirun muuntaja muuntaa RS-232-portin signaalit sellaisiksi, jotka soveltuvat käytettäviksi TTL-tekniikoihin perustuvissa digitaalisissa piireissä.

Kustannukset 76,11 ruplaa.

CP2102 USB 2.0 - TTL UART 6Pin

Koostuu CP2102-kortista, sisäänrakennetusta USB2.0-täysnopeudesta, kvartsioskillaattorista, UART-dataväylästä ja tukee signaaleja ilman ulkoista USB-modeemia.

• Paino 4 grammaa;
• LED-ilmaisimet: virta, lähetys ja vastaanotto;
• Toimintatila – 3,3 ja 5 V.

Kustannukset 82,3 ruplaa.

Useimmat blogilaitteet verkkosivusto työskennellä UART. Ja tämä on luonnollista - UART on hyvin yksinkertainen ja vaatimaton protokolla. Sen kanssa on helppo työskennellä sekä mikro- että PC-puolelta. Mutta UART-käytössä on yksi haitta. Suurimmassa osassa mikro-ohjaimista on UART mukana, mutta PC:llä tilanne on hieman huonompi. UART-liitäntä on natiivi COM-portissa (RS232-versiossa), mutta tietokoneiden oheislaitteiden kasvavien vaatimusten vuoksi COM-portti alkaa olla vanhentumassa. Tämä johtuu alhaisesta nopeudesta, kyvyttömyydestä laajentaa jne. Se on pitkään kadonnut kannettavista tietokoneista porttiluokkana. On pöytätietokoneiden vuoro...
Mutta kaikki ei ole niin huonoa. On tie ulos! Monet valmistajat ovat kehittäneet ja valmistaneet USB-UART-muunninsiruja (siltoja). Heidän työnsä periaate on tämä. Tietokoneeseen asennetaan erityinen ajuri, joka luo virtuaalisen COM-portin järjestelmään. PC-ohjelmissa tämä portti ei eroa tavallisesta COM-portista - ne "eivät huomaa" korvausta. Kaikki tähän virtuaaliporttiin lähetetyt viestit muunnetaan USB-protokollaviesteiksi. USB-porttiin kytketty muunninsiru vastaanottaa nämä viestit ja tuottaa UART-signaaleja. Suosittuja ja edullisia mikropiirejä ovat FT232 ja PL-2303 (ja on myös OTI006858 ja CP2102).

Siirrytään nyt lähemmäs kysymyksen aihetta.
Joten ymmärsimme, että tarvitsemme USB-UART-muuntimen. Voit saada sen useilla tavoilla:
1 Osta tarvittava mikropiiri ja juota laite itse. Jos asennat mitä tahansa laitetta, on kätevää, jos muuntaja on integroitu laitteeseen. Googlaamalla löydät monia tällaisten muuntimien piirejä - levyn etsaus ja muuntimen kokoaminen ei ole ongelma.
2 Osta valmis muuntaja. Ei huono vaihtoehto sekään. Tällaisia ​​laitteita on paljon myynnissä. Eri muodoissa, eri hinnoilla - valitse jokaiseen makuun!
3 On toinenkin vaihtoehto - vaihtoehto. Olen samaa mieltä - se ei välttämättä ole aina hyväksyttävää, mutta silti... Voit "lainata" muuntimen toiselta laitteelta.

Tässä artikkelissa ehdotan matkapuhelinjohdon käyttöä USB-UART-muuntimena ( Datakaapeli). Miksi kaulanauha matkapuhelimeen? Selitän nyt.
Jokin aika sitten UART-protokollaa käytettiin laajalti kommunikoimaan matkapuhelimen ja tietokoneen välillä. Syyt sen laajaan käyttöön ovat selvät - valmistajat tarvitsivat halvan ja laajalle levinneen viestintäkanavan tietokoneen kanssa. Se voi olla joko COM-portti tai USB. Tuolloin USB:n kanssa työskentely oli kallista eikä kannattavaa - COM voitti. Matkapuhelimet lähettävät UART-signaalin "ulkopuolella", ja datakaapelin johdot muuntavat sen COM- tai USB-portiksi. Nykyään elektroniikka on edennyt pitkälle ja USB on tullut pakolliseksi matkapuhelimien mikroprosessoreissa. Nykyaikaisten puhelimien johdot korvataan tavallisilla USB-jatkokaapeleilla.
Ja nyt päästään mielenkiintoisimpaan osaan. Uusia puhelimia ilmaantuu, vanhoista muuntimen johdoista on tulossa hyödyttömiä kenellekään, mikä tarkoittaa, että myyjät yrittävät päästä eroon hinnalla millä hyvänsä. Näiden vanhojen vanhojen nauhojen hinnat ovat yksinkertaisesti naurettavia. Joten törmäsin näihin laatikoihin, joissa oli nauhat sellaisella rahalla, että en voinut vastustaa ja ostin kaksi. Nyt kerron sinulle mitä on tehtävä täysimittaisen USB UART -muuntimen valmistamiseksi tällaisesta johdosta.

Ensin sinun on ostettava tämä erittäin pitsi.

Kaikki nauhat eivät sovi. Ensin pitää googlettaa niiden nauhojen nimet, joissa on muuntaja. Visuaalisesti sinun on etsittävä johtoa, jonka keskellä on laatikko.

Tässä pakkauslaatikko ja sen sisältö.

Sarja sisältää itse johdon ja ajurilevyn. Voit heittää levyn heti pois - siellä on niin roskakeräys, että tarvitsemasi löytäminen on ongelmallista. Ota itse pitsi.

Nyt Katsotaanpa taulua tarkemmin muunnin

Tutkimuksen tuloksena löydämme mikropiirin Tuottelias PL-2303HX.

90 prosentissa tapauksista näemme tämän tietyn mikropiirin tällaisissa nauhoissa. Syynä on sen halpa. Lisäksi tämä siru löytyy myös useimmista kaupasta ostamistasi USB-UART-muuntimista. Näet erittäin harvoin FT232:ta, koska se on kalliimpi eikä sitä ole saatavana halvoina kiinalaisina nauhoina (ellet törmää merkkijonoon). Jos törmäät FT232RL:ään, pidä itseäsi onnekkaana, voit käyttää tällaista johtoa pilaamaan ohjelmoijaa (FT232RL voi toimia beatbang-tilassa).

Huomautus! Voit löytää Prolific-kloonin laudalta. Tämä oli esimerkiksi toisessa, ostamistani nauhoista.

Levy on sama, muotoilu on sama, mutta kristalli ei selvästikään ole tuottelias (ulkonäkönsä perusteella se on halvempi klooni). Kvartsin puuttuminen on hälyttävää, mutta kortti toimii (epäilen, että se toimii sisäisestä RC-oskillaattorista - tämä ei ole kovin hyvä). Joka tapauksessa tällaiset mikropiirit ovat täysin analogisia (ainakin jalkojen suhteen) Prolificin kanssa.

Siirry nyt Prolific-verkkosivustolle ja lataa sirun tietolomake
- Prolific USB-UART-muunnin

Tietolomakkeesta löydämme pinoutin ja katsomme, millä jaloilla tarvitsemamme UART-signaalit ovat:
— Lähetin TXD – 1;
— Vastaanotin RXD - 5.

Löydämme vastaavat jalat sirusta.

Seuraavaksi tavanomaisella testerillä löydämme lähimmät kosketuslevyt, joihin voimme juottaa johdot. Jalkoihin ei voi juottaa - ne ovat pieniä. Tarvitsemme myös "maa" - kaikki on täällä yksinkertaista, suuret polygonit ovat sitä. Juota johdot vastaaviin tyynyihin.
Kiinnitämme kätevän liittimen johdon toiseen päähän.

Joidenkin yksinkertaisten manipulaatioiden avulla (jonka kuvaus sopii paremmin Habrille) sekä käynnistyslatain että arkisto asennettiin muistikortille ja laite käynnistettiin. Latauksen jälkeen minua odotti kuitenkin musta näyttö ja "oranssin" vihreä LED palaa.

No ei hätää, ajattelin. UART on kytketty "oranssiin", yhdistän siihen terminaalilla ja katson mitä tapahtuu. Ostettiin tarvittavat osat ja lanka ja juotettiin tällainen kaapeli (kuva spoilerin alla)

Noob-versio kaapelista

Jokainen asiasta tietävä ymmärtää heti, missä olin väärässä tehdessäni tällaisen kaapelin, ja tätä lukevista on yli puolet. Epäilin, että jotain oli vialla, kun näin krakozyabrit, joita "appelsiini" sylki terminaaliin. Juuri tyhmän virheeni syyn ymmärtäminen sai minut ryhtymään alla kuvattuihin toimiin.

1. Mitä eroa on UART:lla ja RS232:lla

Ero on tasoissa. Orange Pi:ssä ja muissa vastaavissa laitteissa toteutettu sarjaliitäntä perustuu TTL-logiikkaan, eli nollabitti vastaa nollajännitetasoa ja ykkönen +5 V. RS232 käyttää korkeampaa jännitetasoa, 15 V asti, ja yksi vastaa -15 V ja nolla +15 V. Kanavan kohinansietokyvyn lisäämiseksi mikä tahansa alle 3 V modulo jännitetaso katsotaan nollaksi. Loogisten arvojen sarjaan perustuva tiedonsiirtoprotokolla on täysin sama sekä UART:lle että RS232:lle. Kaikkea tätä havainnollistaa seuraava tavusiirtokaavio

Kuinka voin unohtaa tämän? Kun työskentelin sähköveturien tutkimuslaitoksessa, tiesin nämä asiat. Ja sitten hän jostain syystä sanoi jotain tyhmää. Yleisesti kävi selväksi, että tarvitaan jonkinlainen signaalin inversiolla varustettu tasomuunnin. Valinta putosi koko laitteiston liittämiseen COM-porttiin, joka on kotitietokoneeni emolevyllä. Vaikka tietysti voit katsoa kohti UARTia<->USB, koska vanha sarjaliitäntä menettää jatkuvasti merkitystään. Kuitenkin haluni yksinkertaisempiin ratkaisuihin voitti ja tämä laite nousi hankintaehdokkaaksi

Myydään samalla "Alilla" 464 ruplaa. Periaatteessa tätä löytyi kaupungeistani tai radiotorilta, mutta kutina tehdä jotain käsillä oli jo herännyt. Joten hylkäsin ajatuksen liitäntälevyn ostamisesta ja päätin yrittää tehdä sellaisen itse.

Minun on sanottava, että olen yleensä hyvä ystävä juotosraudan kanssa. Koulussa ja yliopistossa, ennen kuin ostin ensimmäisen tietokoneeni, kaikenlaisten hyödyllisten ja ei niin hölynpölyjen juottaminen oli pääharrastukseni. Mutta asuin kylässä, se oli 1990-lukua. Rahaa ei ollut paljoa, komponentit hankittiin purkamalla näkyville tullut radioroskaa. Tietolähde oli maakuntakirjaston kirjoja - kaikilla ei silloin ollut Internetiä. Myöskään rikkaita soittimia ei ollut. Folio PCB ja rautakloridi olivat legendaarinen ihme. Yleisesti ottaen se oli vaikeaa.

Kun ostin tietokoneen, kaikki intohimoni siirtyi siihen. Ja pienten vahvistimien ja vastaanottimien juottamisen taito on laitettu hyllylle. Olen siis "teekannu". Siksi pyydän teitä olemaan lempeä suureen osaan siitä, mitä kirjoitan alla. Ja tämä artikkeli on suurelta osin tarkoitettu minun kaltaisilleni nukkeille.

2. Laitepiirin valinta ja sen tietokonemallinnus

Tällaisen laitteen kaavion löytäminen Internetistä on kakkua. Tällaisia ​​suunnitelmia on todella paljon. Valinta osui tähän päätökseen

Koko laitteen sydän on MAX232-tyyppinen siru - "latauspumppu" -periaatteella toimiva tasonmuunnin. Jännite nostetaan 5 V:sta lataamalla vuorotellen ulkoisia kondensaattoreita C4 ja C5. Tällä hetkellä signaali lähetetään RS232:lle, nämä kondensaattorit on kytketty sarjaan ja niihin kertynyt jännite lasketaan yhteen. Peruutusvaihteen aikana mikropiiri toimii jakajana. Signaalin molempiin suuntiin se on käänteinen.

Diodi VD1 toimii "idioottivarmana" - se sulkee virtapiirin, kun jännite on väärä.

Ennen kuin aloitin laitteen valmistuksen, päätin katsoa miten se kaikki toimii, joten aloitin mallintamalla tulevaa laitetta Proteus-ympäristössä. Piirin testaamiseksi koottiin virtuaalinen teline

Ensimmäinen asia, jonka halusin tehdä, oli simuloida kaikkea, mukaan lukien virtapiirit, koska olin kiinnostunut diodin vaikutuksesta piirin toimintaan. Oletusarvoisesti Proteuksessa mikropiirien virtanastat piilotetaan ja vedetään halutun tason ja maan plussaan. Jos haluat poistaa eston, sinun on ensin näytettävä piilotetut nastat. Voit tehdä tämän valitsemalla valikosta Malli -> Aseta suunnitteluvärit ja valitsemalla ruudun Näytä piilotetut nastat

Jossa valitsemme Draw body- ja Draw Name -valintaruudut. Valitse sen jälkeen koko siru, mukaan lukien nastat merkitsevä teksti, ja napsauta valikkoa hiiren kakkospainikkeella ja valitse Tee laite. Meitä pyydetään valitsemaan nimi uudelle laitteelle ja tallentamaan se. Siinä kaikki, tämän jälkeen tehopiirit otetaan erikseen mukaan simulointiprosessiin.

Seuraavaksi välitämme jotain merkityksellistä UART:n kautta, esimerkiksi ASCII-kirjaimen koodilla 65 desimaalilukujärjestelmässä tai sekvenssiä 01000001b binäärimuodossa. Lisäksi siirron aloittamiseksi on lähetettävä aloitusbitti, jonka taso on "0", ja siirron suorittamiseksi on lähetettävä yksi tai kaksi lopetusbittiä tasolla "1". Siten UART:n kautta lähetetyn kehyksen ajoituskaavio näyttää tältä

Tällaisen signaalin luomiseen käytämme lähdettä nimeltä Digital Pattern Generator (DPATTERN), jonka asetukset ovat esim

Pulssin leveys 104 mikrosekuntia vastaa 9600 baudin nopeutta. Aaltomuoto määritellään merkkijonokuvion avulla, jossa "L" tarkoittaa matalaa tasoa ja "F" tarkoittaa korkeaa tasoa. Näin ollen merkkijonomme näyttää tältä "FLFLLLLLFLF". Ohjaamme RS232:ssa vastaanotettuja tietoja virtuaalipäätteen avulla asettamalla se seuraavasti:

Emme käytä pariteettibittiä, vaan yhden stop-bitin. Oletetaan lisäksi, että terminaaliin syötetty signaali on käänteinen, mikä vastaa RS232-protokollaa. Käynnistämällä piirisimuloinnin, saamme oskillogrammin signaaleista ja ulostulon virtuaalipäätteeseen

Kanava A kuljettaa lähtösignaalin COM-porttiin. Kanava B on TTL-tulosignaali. Arvokas kirjain “A” näkyy terminaalissa. Näin ollen olemme vakuuttuneita siitä, että ehdotettu järjestelmä on täysin toimiva. Teoriassa.

3. Komponenttien valinta ja hankinta

Lähimpänä asuinpaikkaani olevista myymälöistä, joista voit hankkia radiokomponentteja, kaksi ansaitsee huomion: "Radio Components" -myymälä Budenovsky Prospektilla (tämä on Rostov-on-Donin kaupunki) ja "1000 Radio" Components” -myymälä Nagibina Avenuella Rion ostoskeskusta vastapäätä. Jälkimmäinen erottuu siitä, että sillä on verkkosivusto, vaikkakin melko vanha, ja ilmeisesti laiskasti päivitetty (ja tehty Joomlassa...). Selattuani hinnaston läpi sain luettelon siitä, mitä minun piti ostaa.

Sanon heti, että vältin huolellisesti SMD-komponentteja kokemattomuuden vuoksi. Siksi valitsin MAX232CPE läpireiän version. Otin samat elektrolyytit ja diodit. Kuitenkin kävi ilmi, että vain MAX232CWE-siru oli saatavilla - sama asia, vain... SMD! Hetken mietittyäni suostuin myyjän ehdotukseen - meidän on joskus aloitettava... 15 V kondensaattoreita ei ollut, mutta 100 V kondensaattoreita oli saman kapasiteetin ja samankokoisia. Okei, sekin käy. Urospuolisen DB-9-liittimen sijaan minulle tarjottiin naarasliitintä. Näin saatiin seuraava lista

Rautakloridia, tsapon-lakkaa ja tekstoliittia ei tietenkään käytetty täysin. Lisäksi en sisällyttänyt tähän listaan ​​ostettua työkalua: yksinkertainen juotosasema (koska sitä ennen minulla oli vain 40 watin juotoskolvi kuparisella kärjellä), sivuleikkurit ja pienet pihdit, metallisakset piirilevyn leikkaamiseen, neste hartsi-alkoholifluksi LTI-120 kaivo ja niin edelleen. Yleensä tämä eepos maksoi minulle noin 3000 ruplaa.

Yleensä komponentit ostettiin ja tuotiin kotiin. 40-nastaiset PLS-lohkot sahattiin pois tarvittavan määrän koskettimia varten. Yksi koskettimista on poistettu yksiselitteisen yhteyden varmistamiseksi. Poistettua tappia vastaava reikä hylsyssä on tiivistetty polyeteenillä.

4. Laitteen kokoaminen leipälaudalle ja toiminnan tarkistaminen

Periaatteessa tämä ei ole välttämätöntä niin yksinkertaiselle laitteelle. Mutta olen aloittelija, joten ennen levyn tekemistä päätin testata piirin todellisessa toiminnassa.

Vaikein asia oli mikropiirin kanssa. Juottaakseni sen leipälautaan, minun piti sekoittua juottamalla kaksitoista jalkaa kuparijohtimiin. Hirviöhämähäkki, jolla oli kaksitoista jalkaa, tuli ulos

Sillä hetkellä tajusin kaksi asiaa: on hyvä, että ostin juotosaseman. Huono asia on, että joudun puuhailemaan paljon tämän pienen asian kanssa. Yleensä komponentit juotettiin "leipälevylle", piiri koottiin "oranssilla" levyllä. +5 V teho otettu "oranssista" - 2. nasta kaksirivisessä 40-nastaisessa nastalohkossa

Laitteeseen liittämiseen käytimme putty-päätettä, joka on saatavana myös Linuxille, ja toisin kuin minicomissa, siinä on väritulostus, eikä se vaadi lisämäärityksiä merkkien syöttämiseen terminaaliin näppäimistöltä.

Yleensä levy alkoi toimia - käynnistyslokin rivit juoksivat päätenäytön poikki: ensin u-bootista ja sitten linux-ytimestä

Tarpeetonta sanoa, kuinka onnellinen olin: ensinnäkin järjestelmä toimii oikein, ja toiseksi "oranssin" Linux on asennettu oikein, se toimii normaalisti usean käyttäjän tilassa

Toimimaton HDMI-liitin ja Ethernet-liitännän puute johtuvat siis itse jakelun konfiguraatiosta. Nämä ongelmat tietysti ratkaistaan, emmekä puhu niistä täällä. Siksi siirrytään ohjelman seuraavaan kohtaan

5. PCB-asettelu

Tein sen Altium Designerilla. On parempi tehdä levyasettelu komponenttien ostamisen jälkeen. Ehkä, kuten minun tapauksessani, sinun on asennettava lisäkomponenttikirjastoja Altiumille. Komponenttien mittojen ja kunkin jalanjäljen asettelun tulee vastata todellisia saatavilla olevia osia. Tässä tein ärsyttävän virheen, mutta siitä lisää alla.

Sanon heti - älä käytä automaattista johdotusta. Ehkä tämä on konfiguroitavissa, mutta automaattinen johdotus yritti vetää kondensaattoreiden jalkojen väliin polun, joka 2 mm:n etäisyydellä tekee polusta noin neljännesmillimetrin leveäksi, mikä oli minulle liian jyrkkä. "nukkena". Ja intuitioni ehdotti, että tällaisia ​​asioita oli suositeltavaa välttää. Siksi käytin manuaalista reititystä (automaattisen tulosten perusteella), asettamalla teiden leveydeksi reitityssäännöissä 0,5 mm (Design -> Rules -> Routing -> Width)

Lisäksi oletusarvoisesti Altium olettaa levyn olevan kaksikerroksinen. Jos haluat pakottaa hänet reitittämään yksipuolista levyä, johdotussäännöissä sinun tulee määrittää johdotus yhdessä kerroksessa, esimerkiksi Top Layerissa.

Piiri kirjoitettiin piirieditoriin

Tässä tapauksessa on otettava huomioon se tosiasia, että mikropiirin vapaat juottamattomat tulot (jalat 8 ja 10) on vedettävä maahan, muuten Altium ei käännä piiriä siirtääkseen sitä levyeditoriin.

Seurauksena on, että työskentelet itsenäisesti ohjelman ja Aleksei Sabuninin oppitunteja tavoite saavutettiin ja maksu suoritettiin

Kaikki reikiin asennetut komponentit sijaitsevat piirilevyn puhtaalla puolella ja mikropiiri SMD-suunnittelusta johtuen on kiskojen sivulla. Piiriasettelun tulostamiseksi sinun on luotava laiteprojektiin ns. Output Job File

Joka on konfiguroitu seuraavasti. Valitse konfigurointivaihtoehtojen luettelosta Documentation Output ja napsauta Add New Documentation Output, valitsemalla näkyviin tulevasta valikosta PCB Prints ja laitteeseen liittyvä levyprojekti.

Nimeämme esiin tulevan dokumentaatiokohteen uudelleen, sanotaanpa sitä LUT:ksi, translitterointiteknologiaksi (LUT), jota aiomme käyttää piirilevyn suunnittelun siirtämiseen kupariin. Napsauta hiiren kakkospainikkeella LUT:ta ja valitse kontekstivalikosta Configure. Jätä tulostettavien tasojen asetuksiin vain kaksi kohtaa: Top Layer ja Multi-layer ja valitse ruudut kuten kuvakaappauksessa

Mirror-valintaruutua tarvitaan erityisesti kuvan peilaamiseen tulosteessa. Tämä on tärkeää, muuten, kun siirrät kuvion kupariin, saat peilikuvan raiteistamme, mutta emme tarvitse sitä. Myös sivun asetukset kannattaa tutkia

Valitse paperikoko ja kiinnitä huomiota skaalaustekijään (Scale). Ensimmäisessä tulostuksessa se jostain syystä osoittautui 1,36:ksi, mutta sen pitäisi olla yhtä suuri kuin yksi

Napsauta nyt Tulosta. Minulla ei ole omaa tulostinta, joten tulostin sen PDF-muotoon Foxit Readerilla ja vein syntyneen tiedoston flash-asemalle lähimpään sharashkaan, jossa tulostin piirustuksen kiiltävälle valokuvapaperille. Lopulta siitä tuli näin

Levyn koko oli 62 x 39 mm, tähän kokoon leikattiin metallisaksilla pala piirilevyä. Aikaisemmin sahasin tekstoliittia rautasahalla ja usein (tai pikemminkin aina) se osoittautui kauheaksi. Saksilla se tulee ulos pehmeästi, ilman roskia tai johtavan kerroksen vaurioita.

6. Painetun piirilevyn valmistus

LUT (laser ironing technology) -menetelmä valittiin sen yksinkertaisuuden ja saavutettavuuden vuoksi. Toimi oppaana toimintaan. Yritin olla rikkomatta tekniikkaa: menin kuparin yli nollapisteellä, poistin sen rasvan, tosin en asetonilla, koska en löytänyt mistä sitä ostaa, mutta Lerualta ostetulla yleisellä lakkabensiin perustuvalla rasvanpoistoaineella. Merlin. Varovasti ja vaivalla silitin piirilevystä ja kuviosta tehdyn voileivän raudalla maksimilämpötilassa. Joko koska tein virheen jossain tai koska en antanut työkappaleen jäähtyä, tai he vain säästivät väriainetta tulostimessa "sharashkassa", yleensä se ei osoittautunut kovin hyvin

Varastin kuitenkin viisaasti Edding 404 -kestomerkin, jolla hahmottelin rakkaan vaimoni (hänen edistyneen taidon ripsien rajaamisessa ja kynsiin kuvioiden piirtämisessä) avulla kaikki polut.

Seuraavaksi 6-vesipitoista rautakloridia laimennettiin nopeudella noin 180 grammaa 300 ml:aan vettä (vesi otettiin hanasta kuumana) ja levy heitettiin syötäväksi etsauskyvettiin. Jotta levy etsattaisiin myrkyttämättä vaimoaan, leikkaus suoritettiin auringonlaskun aikaan parvekkeella

"Khlonyak" ei pettänyt, on huhuja, että he myyvät usein heikkolaatuisia. Etsaus kesti 13 minuuttia, viimeiset kuparisaarekkeet katosivat aivan silmiemme edessä. Tärkeintä ei ole unohtaa potkia lautaa säännöllisesti pinseteillä kyvetissä ja seurata prosessia. Heti kun ylimääräinen kupari katoaa, otamme levyn kiireellisesti pois ja huuhtelemme sen runsaalla vesivirralla.

Pesun, pyyhkimisen ja kuivauksen jälkeen tulee totuuden hetki. Suojakuori on poistettava. Yritin tehdä sen lakkabensillä,

Mutta asiat menivät huonosti. Sitten vaimoni tarjosi kynsilakanpoistoainetta - tämä ihmeeliksiiri poisti pinnoitteen välittömästi (olen edelleen kauhuissani naisten käyttämistä reagensseista. Kauneus on kauhea voima!)

Merkki ei myöskään pettänyt - kaikki polut selvisivät

Suojapinnoitteen puhdistuksen jälkeen voit aloittaa reikien poraamisen. Ja tässä tein valitettavan virheen - minulla ei ollut 0,5 mm poraa, ja sen sijaan, että lykkäisin asiaa huomiseen, ostettuani tarvittavan poran, ryntäsin ja otin millimetrin, ajatellen, että se riittää. Tämän seurauksena vaurioitin monia kosketuslevyjä, onneksi ei pahasti enkä peruuttamattomasti. Mutta silti, älä koskaan kiirehdi. Kuten ystäväni Mark Münchenin yliopiston mekatroniikan laitoksen laboratoriosta, jossa suoritin harjoittelujaksoni ennen valmistumista, sanoi: "Dmitry, ota oikea työkalu jokaiseen työhön." Ja hän oli oikeassa tuhat kertaa.

7. Levyn tinaus ja juotoskomponentit

Kohdat, joissa komponentit juotetaan, tulee peittää ohuella, kiiltävällä juotekerroksella. Tämä on onnistuneen työn tärkein edellytys. En tinannut kaikkia kappaleita. Ensinnäkin pelkäsin niiden vääntymistä, ja toiseksi aioin silti peittää laudan lakalla. Joten tinasin vain juotosliitokset. Levitä tätä varten hartsi-alkoholifluksi LTI-120 niihin harjalla ja käytä 250-300 asteeseen lämmitettyä juotosraudaa, jonka kärjestä roikkuu pieni pisara juotetta, piirrä se pitkin levyn haluttuja kohtia. . Fluxin aiheuttaman pintajännityksen lisääntymisen vuoksi juotos leviää täsmälleen kosketuslevyille.

Tämän jälkeen "leipälauta" purettiin, johdot irrotettiin mikropiiristä ja juotettiin ensin. Aseta mikropiiri varovasti käsilläsi tai pinseteillä paikoilleen tapin mukaisesti siten, että jokainen jalka vie oman alueensa. Sitten voitelemme jalkarivit juoksuttimella. Lyhyillä ja tarkoilla liikkeillä kosketamme vuorotellen kaikkia jalkoja, unohtamatta laittaa juotetta juotosraudan kärkeen (mutta ei liikaa, pieni pisara riittää). Jos kaikki tehdään oikein, jalat juotetaan tyynyyn erittäin nopeasti ja tarkasti, ilman "räkä" tai siltaa naapureita. Sirun juottaminen kesti alle minuutin, ja tämä on ensimmäinen kerta, kun teen tämän. Inspiroi minua tekemään tämä saavutus Tämä video, josta olen erittäin kiitollinen sen kirjoittajalle. Kaikki osoittautui todella ei niin pelottavalta.

Selvitin loput yksityiskohdat samalla tavalla. Tärkeintä tässä on leikata osien johdot huolellisesti haluttuun pituuteen - jätin korkeintaan millimetrin lyijyä roikkumaan radan yläpuolelle ja taivuta niitä tarvittaessa oikein ja huolellisesti. On tärkeää, erittäin tärkeää olla kiirettämättä minnekään ja tehdä kaikki harkiten. Loppujen lopuksi tapahtui mitä tapahtui

En päässyt eroon "räkästä", mutta ensimmäistä kertaa se osoittautui melko siedettäväksi, vaikka minua todennäköisesti kritisoidaan.

8. Piirien tarkistus ja toinen ärsyttävä virhe

Juottamisen jälkeen pesemme kaiken juoksutteen alkoholilla, otamme yleismittarin ja kutsumme kaikki piirit tarkistamaan niiden johtavuuden ja kytkentäkaavion noudattamisen. Ja tässä se huono asia hiipii huomaamatta. COM-portin liitin osoittautui peilikuvaksi kytketyksi! "Earth" istui ensimmäisellä osuudella viidennen sijasta, Rx neljännellä toisen sijasta. Ja en vieläkään ymmärrä miten, koska Altiumissa kytkettäessä kaikki oli oikein. Tämä jää minulle mysteeriksi. Ei ole mitään mysteeriä - kun minulla oli itse asiassa "naaras" liitin, käytin silti "urospuolista" piiriä muodostaessani Altiumissa. Tästä johtui peilijohdot. Onneksi ratkaisin tämän ongelman kaapeloimalla laitteen liittämiseen tarkoitetun kaapelin asianmukaisesti tietokoneen COM-porttiin. Mutta tämän virheen vuoksi levyn COM osoittautui niin "omistusoikeudeksi".

Muuten asennus osoittautui oikeaksi ja juotettuani liitäntäkaapelit ja siivottuani työpaikan, liitin uuden levyn "oranssiin" ja tietokoneeseen

Latauslokin rivit juoksivat jälleen pääteikkunan poikki. Olin onnellinen!

9. Tuo kauneutta

Koskettimien suojaamiseksi hapettumiselta ja laitteelle "teollisen" ilmeen saamiseksi levy maalattiin vihreällä capon-lakalla. Kaikki ennen asennusta pysyvällä tussilla tehdyt merkit pestiin samalla lakalla. Ai niin... Tässä on valokuva valmiista tuotteesta sekä kaapelisarja

Nyt voimme alkaa jalostaa "oranssin" ohjelmistoa edelleen. Nyt en ole sokea ja tyhmä, vaan pystyn asentamaan järjestelmän sarjapäätteen kautta.

Johtopäätös

Se oli mielenkiintoista. Se on minusta kiinnostavaa, koska se on ensimmäinen kerta. Ensimmäinen laite, joka on suunniteltu tietokoneella ja koottu piirilevylle omin käsin. Ja jos joku hymyilee ironisesti, muistakoon, että hänkin teki tämän kerran ensimmäistä kertaa... Lisää tunnisteita