Клон Arduino или отладочная плата Atmega в корпусе DIP28

2019-07-08

Сделанное собственными руками всегда тешит самолюбие и реализация «идеи, подкупающей своей новизной», «вызывает чувство глубокого удовлетворения» (из анекдотов, куда без них).

Мне захотелось сделать платформу для Atmega, простую (пусть и достаточно трудоёмкую в повторении), отвечающую нескольким противоречивым требованиям, при этом имеющую хоть часть достоинств Arduino:

1. Для платформы выбрал макетную плату, готовую и не требующую изготовления. Я остановил свой выбор на двухсторонней макетной плате из стеклотекстолита, размерами 20х80мм

- феноменальная прочность отверстий с металлизацией, возможность исправлять ошибки монтажа, небольшой размер. Монтировать изделие буду совмещённым способом – как в отверстия, так и поверхностно. Для экономии места часть деталей (SMD конденсаторы и перемычки) упрячу под панель с микросхемой.

2. Для реализации идеи был приобретен чип Atmega 328, а в качестве преобразователя - USB-TTL , прямые PLS выводы в котором были заменены на угловые, это позволило создать единое целое с конструктивом изделия. Также цветные PLS «штырьки».

3. Поскольку маркировка на плату наноситься не будет, установка их на плату позволит отсчитывать выводы без всякой документации. Кварцевый резонатор и пара конденсаторов на 22 пФ обеспечат контроллер совместимостью с экосистемой Arduino. Пара линейных стабилизаторов на 5В и 3,3В и обеспечат питание устройства и подключаемые к нему датчики от внешнего источника, что может быть незаменимым в готовом изделии. Из остальной «мелочёвки» использован разъём WF-2 для подачи внешнего питания, самовосстанавливающийся предохранитель в корпусе TO-92 на 1А (защита питания от USB) – лишним точно не будет, а линейные стабилизаторы сами имеют защиту от перегрузки, PLS джамперы для отключения питания 5В от преобразователя интерфейса, цепи сброса и подключения питания от стабилизаторов внешнего питания. Будут нелишними при «прозвонке» цепи питания, если таковая потребуется, или проверке исправности стабилизаторов при первичном включении или после ремонта. Да, ещё шестивыводной угловой PBS для подключения преобразователя USB-TTL. Поскольку последний очень удобен тем, что имеет встроенные индикаторы TX, RX и питания 5В, дополнительные светодиоды на плату не устанавливаются. В готовом изделии от них проку никакого, а в режиме загрузки-отладки достаточно штатных.

4. Монтаж. Вот здесь всё не так просто. Хотя и не сложно. Монтаж выполнен с тыльной стороны платы самостоятельно залуженным проводом из кабеля ТПП сечением 0,32мм кв. Сечения достаточно для тока в 1А (отсечка предохранителя), а толщина очень удобна для соединений «пятачков» платы. Флюс для работы применяю водосмываемый Ф5 на основе глицерина. После всех монтажных работ – плату под кран с последующей сушкой электрополотенцем. Изделие будет чистым и приятным на ощупь. Смывка флюса необходима ещё и по причине достаточно высокой его электропроводности. Особенно это важно в изделиях, работающих с микро и нано токами (например модуль Real Time Clock на DS3231SN с батарейкой).

5. Вот собственно плата устройства:

Изображение со стороны установки деталей. Дорожки видны «на просвет». Детали, выделенные синим, монтирую с верхней стороны платы в следующем порядке:

• чип резисторы и конденсаторы;
• перемычки (обозначены черным). Перемычки арочные из одножильного медного провода 0,7мм, но арки высотой не более 2мм. Это необходимо для того, чтоб не мешали установке панели под микросхему. Можно их расположить и лёжа на плате, предварительно надев фторопластовые изолирующие трубки во избежание замыкания. Трубки – оболочка из провода МГТФ или аналогичного, или специализированные фторопластовые (тефлоновые).
• Панель под микросхему устанавливаю на опоры, выполненные из залуженного провода сечением 0,32, свитого в спираль подходящего диаметра. Отрезки в 6 витков заранее надеваю на предпоследние выводы панели и пару промежуточных с каждой стороны. Панель «садится» на плату достаточно высоко и позволяет часть деталей разместить под ней. Такой способ установки панелей применяю ещё с 90-х годов – эпохи телефонов с АОН. Убрать изношенную или сломанную панель с платы при таком способе монтажа очень легко. Тут есть ещё одна хитрость. Выводы панели будут со стороны пайки заподлицо с платой. Такое их размещение, а также обрезанные выводы всех деталей «заподлицо» с платой обеспечат легкую пайку соединительного провода – выводы не будут мешать. Насчёт контакта не стоит волноваться – отверстия с металлизацией и «приливы» припоя с лицевой стороны обеспечат его в полной мере, как и механическую прочность конструкции.
• Далее – в произвольном порядке остальные детали и пайка тыльной стороны. После - «прозвонка» цепей, просмотр под увеличительным стеклом, исправление огрехов, мойка и сушка. А после проверки стабилизаторов, устанавливаем микросхему, подключаем USB-TTL – устройство готово.

Увы, формат статьи не позволяет разместить полноценный чертёж платы, но я это сделаю по ссылке на Google Drive.

Если Вас заинтересовал проект, или есть вопросы, с удовольствием на них отвечу telex7@i.ua

Всем удачи, и да пребудет с нами arduino.ua