Плата налагоджувальна для мікроконтролерів AVR: особливості, схема. Налагоджувальна плата своїми руками

Плата налагоджувальна є досить корисним інструментом при розробці різних електронних пристроїв. Але можна створити своїми руками? Або ж слід розраховувати тільки на промислові аналоги? Які особливості є у цього пристрою? Про це ми сьогодні і поговоримо.

Загальна інформація

Коли говорять про цю тему, то найчастіше розуміється налагоджувальна плата для Atmega8 або іншого подібного мікроконтролера, в основі якого лежить 8-ми або 16-бітний принцип роботи. Але світ іде вперед. Настає пора 32-бітних мікроконтролерів. У зв'язку з цим ми розглянемо те, що може бути доступно нам вже зараз. Особливу увагу слід приділити налагоджувальної платі STM32 хоча в рамках статті розглядаються всі ж AVR. Але спочатку представимо загальну картину.


Поява 32-бітних мікроконтролерів дозволило значно розширити обсяг завдань, які вони могли виконати. Але необхідно оптимізувати прийняті рішення і створювану техніку. Хоча і старими зразками буде приділено увагу, адже не відзначити їх універсальність і добротність просто не можна.

Що ж собою являє STM32?

Звичайно, найбільший інтерес в рамках статті є плата налагоджувальна. Але щоб розібратися в додатковому моменті, давайте розглянемо основний. Припустимо, у нас є STM32F103C8T6. Налагоджувальна плата являє собою конструкцію з мікроконтролером, що будується на ядрі ARM Cortex-M3. Воно володіє значною кількістю переваг, головне з яких – універсальність. До речі, зараз Cortex-M3 є повноцінним індустріальним стандартом. Плата налагоджувальна являє собою поверхню, на якій можуть взаємодіяти усі ніжки STM32 забезпечуючи виконання наявних завдань.

Приступаємо до підготовки

Отже, нам потрібна плата налагоджувальна. Які в неї мають бути параметри? Купити її або зробити самостійно? Який у неї повинен бути розмір? Ось з останнього питання ми і почнемо. Спочатку необхідно підібрати такий пристрій, щоб всі механізми і складові елементи могли успішно розміститися на ньому. У більшості випадків достатньо, щоб налагоджувальна плата для AVR мала боку в п'ятнадцять сантиметрів. Такий розмір підходить завдяки компактності і можливостей приладу. Перш ніж приступати до виготовлення або купівлю плати, необхідно спочатку скласти її схему. Для цього можна розкласти елементи на папері і провести лінії з'єднання між ними. Якщо все вийшло без проблем – відмінно, значить, можна приступати до практичних дій. Тоді потрібно просто розмістити і припаяти всі необхідні елементи, і все – плата готова. Так це виглядає коротко. А зараз давайте розглянемо все більш детально.

Планування

Необхідність застосування налагоджувальних плат рано чи пізно наздоганяє кожного радіоаматора. Це своєрідна налагодження на рівні заліза. При бажанні можна купити готову плату на будь-який смак. Але ж нас цікавить детальний розбір даної теми? Тому ми розглянемо, як створюється налагоджувальна плата своїми руками. Спочатку необхідно визначитися – ми розробляємо плату під конкретні потреби чи ж робимо універсальну. Оскільки перший варіант є досить специфічним, в рамках статті буде розглянуто другий. Необхідно задуматися про заснування. Якщо подивитися на більшість випадкових аматорських плат, то слід зазначити, що вони виглядають дуже неохайно. Дроти стирчать як завгодно, і розглянути, що з чим пов'язане, може бути дещо проблематично. Тому необхідно передбачити можливість для їх закріплення, щоб вони не перетиналися.
Якщо створювати під конкретний випадок і розробляти схему, то можна протравити доріжки. Цей варіант є найбільш цікавим. До речі, досить популярною є ситуація, коли використовується універсальна схема, а доріжки те наносяться, то віддаляються. Щоб краще розібратися, давайте розглянемо кілька прикладів.

Плата живлення

Припустимо, ми будуємо щось значне за розміром, і наш пристрій складається з декількох модулів. В даному випадку схема налагоджувальної плати повинна передбачати можливість отримання на вході постійного або змінного напруги. Щоб домогтися кількох способів підключення, потрібно подумати про роз'ємах і клеммниках. Для забезпечення роботи потрібно передбачити не тільки батареї, але і стабілізатор. А на випадок легких перевантажень і супутніх перегрівів можна використовувати і невеликий радіатор.

Плата мікроконтролера

А ось і найцікавіше. Цілком можливо, що налагоджувальні плати для мікроконтролерів і допоміжних елементів – це складні складові. Адже вони є «мізками» технічних пристроїв. Для успішного старту в сфері налагоджувальних плат починати зі складних 32-бітних контролерів небажано. Можна почати з чогось легшого. Наприклад, з ветерана мехатронних розробок ATmega8. Щоб не ускладнювати ситуацію додатково, можна обійтися побудовою однобічного друку. А що робити, якщо вимоги виходять за ці рамки? Використовувати двосторонній друк? Як варіант – так. Але якщо перевищення можливостей незначно, то часто можна обійтися без монтажних перемичок. Краще винести роз'єми портів і ланцюга підтяжки на окремих мініатюрних хусточках. Такий підхід дозволить полегшити розведення плати мікроконтролера. Але це тільки загальна теорія. Давайте ж поговоримо про реалізації на практиці.

Ручне виготовлення друкованої плати

Спочатку нам необхідна папір, на якій буде намальована розводка для друкованої плати. Бажано, щоб вона була тонкою. Це важливо для досягнення точного свердління отворів. Щоб не виникло ніяких несподіванок, папір можна приклеїти до картону з допомогою клею. Далі слід вирізати приклеєний малюнок. Що ж, шаблон для свердління вже готовий. Підбираємо заготівлю фольгованого склотекстоліти необхідного розміру. Прикладаємо паперово-картонний шаблон і вимальовуємо його по периметру олівцем або маркером. Потім склотекстоліт ріжемо по нанесеним нами лініях, використовуючи ножиці по металу, чи ж пиляємо ножівкою. Склеюємо частини з допомогою клею. До речі, невеликий рада: не потрібно мазати всю поверхню, достатньо залишити по краплі клею у кожному з чотирьох кутів. Якщо немає бажання чекати – використовуйте «Момент». Він дозволить продовжити роботу через кілька секунд.

Свердлимо отвори

Для цієї мети найкращим чином підійде спеціальний міні-верстат. Але можна скористатися і ручним інструментом. Для переважної більшості цілей з лишком вистачає свердла з діаметром 08 мм. Слід зазначити, що якісна плата може не вийти з першого разу із-за складності роботи і необхідності мати тверду руку. Якщо такі дії будуть здійснюватися вперше (а так, найімовірніше, і буде), то можна тільки порадити морально підготуватися до того, що будуть поламані свердла. Після виконання усього спектру робіт, щоб переконається в їх якості, погляньте на просвіт. Якщо будуть помітні певні дефекти, їх необхідно оперативно вирішити.

Наносимо топографічний малюнок

Місця, де будуть проходити струмопровідні доріжки, потрібно захистити від руйнування під час травлення. Для цього їх покривають спеціальною маскою. Перед нанесенням необхідно видалити всі сторонні субстанції. В особливості це відноситься до клею, який випадково міг витекти на поверхню. Після того як доріжки розмічені, ми можемо приступати до процесу нанесення малюнка. Для цієї мети підійде водостійка емаль (будь-яка).

Переносимо малюнок з паперу на склотекстоліт

Це найбільш відповідальний етап. Необхідно папір (тією стороною, де малюнок) прикласти до склотекстоліти і притиснути з великим зусиллям. Потім розігріваємо отриманий «бутерброд» в духовій печі до температури 200 градусів. Чекаємо, поки плата охолоне до кімнатної значення. Після цього залишається віддерти папір і малюнок залишиться на друкованій платі. Це може здатися досить складним, особливо з температурою. Спеціально для таких людей сумніваються деякі умільці пропонують використовувати електропраска. Але тут слід зробити одне важливе попередження: результат виходить нестабільний. Звичайно, можна спробувати попрактикуватися день-другий, і, можливо, буде не гірше, ніж у випадку з піччю. Але все ж існує проблема складності забезпечення одночасного нагріву поверхні по всій друкованій платі до однієї температури. Тому малюнок таким способом переноситься не повністю. Найбільш значні проблеми доставляють прогалини, які виникають при такому створенні. Для безпеки під час приготування» друкованої плати в духовці її можна додатково з різних сторін вкрити листами з металу товщиною в п'ять-шість міліметрів. Це робиться, щоб уникнути негативної деформації під час термічної обробки плати.

Висновок

Ось, загалом-то, плата для AVR і готова. Звичайно, тут описано універсальний спосіб, і доробляти під конкретні умови кожному доведеться самостійно, орієнтуючись по своїм потребам. Можна і поекспериментувати з створенням універсальних плат. Кожен умілець їх постійно в чомусь допрацьовує, щоб вони були краще і якісніше. До того ж їх освоєння дозволяє забезпечити надійність створюваних схем.