Радиолюбителям занимающимся разработкой устройств на микроконтроллерах часто требуется собрать макетную плату для отладки, но промышленные образцы весьма дорогие и рядовому радиолюбителю не по карману. Наборы Arduino обычно ограничены микроконтроллером ATMEGA 328, но что делать когда нужен ATMEGA8 или ATMEGA16. Остается вариант сделать макетную плату самому.
Пару лет назад я состряпал первый вариант макетной тестовой платы для ATMEGA16/32 на основе китайской макетки. Работать с ней было крайне неудобно, все соединения приходилось делать проводами припаяивая к нужным контактам. Такая плата мало того что неудобна так еще и недолговечна.
Недавно, в связи с очередным проектом «3-х фазного логгера напряжения в сети» у меня вновь появилась потребность в тестовой макетной плате и я разработал свой вариант в котором на данный момент реализовал часто используемые функции.
Функционал макетной тестовой платы ATMEGA16/32
— Поддерживаемые микроконтроллеры — ATMEGA16, ATMEGA32 и другие совместимые по пинам;- Внешний кварцевый резонатор на 16 МГц- 8 светодиодов;- 8 тактовых кнопок; — 3 потенциометра для АЦП; — Температурный датчик на DS18B20 (1-Wire); — Внешняя EEPROM на DIP панельке 24C02 (I2C) с возможностью выбора адреса; — Ключ MOSFET для управления чем либо с помощью ШИМ и разъем под стандартный компьютерный кулер; — ЖК знакосимвольный дисплей 16×2 (HD44780); — ЖК графический дисплей Nokia 3310/5110; — ISP разъем для программатора;- USART разъем (появился в версии PCB 2.4) — I2C разъем для подключения внешних модулей; — 16 пинов питания +5в и 5 пинов +3,3в; — Буззер (пищалка);
— Квадратный разъем (пара F-M) для подключения всевозможных модулей, например Ардуиновских;
Хочу отметить, что фотографии макетной платы могут не соответствовать текущей версии по скольку устройство периодически обновляется и исправляются недочеты, самая свежая версия в файле в конце статьи.
Макетная тестовая плата ATMEGA16/32 разрабатывалась в среде Sprint Layout под односторонний стеклотекстолит, сама плата изготавливалась методом ЛУТ по стандартной методике, компановка радиоэлементов с двух сторон, со стороны проводников — SMD элементами для компактности.
В макетной тестовой плате ATMEGA16/32 применил:
— ЖК дисплей 1602A на контроллере HD44780 (можно использовать и другой, к примеру Winstar WH1602) — однорядные штырьковые разъемы «папа» — PLS-40- двухрядные штырьковые разъемы «папа» — PLD-40- однорядные штырьковые разъемы «мама» — PBS-40- разъем для ISP — DC3-10P- тактовые кнопки — SWT- разъем для микроконтроллера с нулевым усилием — ZIF-40- пищалка — HCM-1206- подстроченые резисторы — EVND8- стабилизатор 5в — L7805CV- стабилизатор 3.3в — AMS1117 3V3- ключ MOSFET — NTD80N02 (DPAK)
— SMD резисторы и конденсторы — 0805 и 1206
Больше половины радиоэлементов отпаяны от старых плат, ключ MOSFET от материнской платы, остальное куплено на Aliexpress, в сумме деталей вышло примерно на 8$ (по курсу начала 2016г.), если покупать все элементы, я думаю можно уложиться в 13-14$.
После завершения монтажа я распечатал надписи на серой пленке-самоклейке (оракале) и наклеил для обозначения разъемов. В идеале плату можно изготовить фабричным способом с маской и с шелкографией, но из-за одного экземпляра расходов будет больше экономии.
На фото первая версия новой макетной тестовой платы ATMEGA16/32, на данный момент доступна обновленная версия в конце статьи.
Хотел пояснить по поводу квадратного набора разъемов в нижнем правом углу платы. Сделал его для подключения готовых модулей (шилдов) от Ардуино, либо каких то дополнительных модулей. Состоят они из пары — «мама»-"папа", готовый модуль подключаем к разъемам «мама», а затем от разъемов «папа» перемычками к микроконтроллеру. Преследовалась цель повышения универсальности платы, возможно в последующих версиях я заменю этот узел на что-то другое.
Подтяжка I2C шины в версии на фото может быть осуществлена по напряжению 5в, 3.3в либо отключена совсем, переключение перемычками. В новых версиях платы (PCB 2.4) подтяжку к 3.3в убрал.
Подсветка дисплея HD44780 может быть фиксированной через резистор 68 Ом к напряжению +5в, может быть внешней (к примеру от ШИМ) для чего выведен пин «Ext BL», либо отключена совсем, переключение осуществляется так же перемычкой.
То же самое и для дисплея Nokia 3310/5110.
Три подстроечных резистора 33к над разъемом ISP для работы с АЦП микроконтроллера, напряжение регулируется от 0 до 5в.
В новой версии платы (PCB 2.4) около разъема PWM Out добавлен разъем T (Tacho) — этот разъем для снятия импульсов с датчика Холла при подключении кулера с контролем оборотов.
Под ЖК дисплеем HD44780 есть перемычка для переключения источника опорного напряжения для АЦП микроконтроллера, это может быть внешний источник, либо напряжение питания 5в, либо конденсатор 100 нФ.
Все изменения в новых версиях платы буду отмечать здесь — списком.
P.S. номиналы элементов смотреть прямо в программе Sprint Layout — всплывающими надписями при наведении на них курсора мыши.
Удобство работы с этой платой очевидно, люди работающие с Arduino оценят и подтвердят.
Файлы к проекту.
Печатная плата версия PCB 2.4