Dokumentace desky plošných spojů

Z MAM wiki

Přejít na: navigace, hledání

Obsah

[editovat] Dokumentace k semestrální práci na téma Realizace a řešení desky plošných spojů


[editovat] Vypracovali

Michal Rybníček ... Uživatel:Rybnimic
Martin Bílek ... Uživatel:Bilekma3
Štěpán Hrdlička ... Uživatel:Hrdliste

[editovat] Zadání

Desky plošných spojů pro připojení ATmega168 a ATtiny15 k programátoru AVR Dragon. Na desce by mělo být vyřešeno napájení včetně blokování a filtrace pro analogovou část mikrokontroléru, dále připojení programovacích signálů a možnost využití programovacích vývodů i pro jiné účely. Celá deska o šířce 40-pinového pouzdra DIL (délka může být menší) by umožňovala zasunutí do nepájivého kontaktního pole pro připojení dalších obvodů. Výsledkem by mělo být schéma a návrh desky v programu Eagle. Ačkoliv se tato úloha zdá velmi jednoduchá, vyžaduje určité zkušenosti s návrhem desek plošných spojů.


[editovat] Myšlenka

Protože na řešení daného problému jsme pracovali celkem tři studenti, bylo nutné vytvořit prostor pro nápady a návrhy jednotlivých řešení. Viz. stránka Realizace_a_řešení_desky_plošných_spojů, kde jsou popsány čtyři návrhy, z nichž vznikla finální verze desky. Ta kombinuje z každého návrhu něco, protože (nejen) z časových důvodů bylo provedeno pouze jedno řešení, které se nám zdálo nejvydařenější.
Potěšilo nás, že stránka posloužila jako inspirace i pro ostatní studenty Uživatel:Barkmond :-)


[editovat] O co jsme se pokusili

Zadání, definované v podobě výše, nám poskytlo návod, jakou cestou se máme dát. Po diskuzi, kdy každý přišel s nějakým nápadem a vzájemně jsme si je zkritizovali, vznikla rámcová představa o tom, co budeme konkrétně dělat.
Naším cílem bylo zhotovit přípravek, který by výrazně pomohl při výuce předmětu A2M99MAM. Jako první běh nového programu jsme postaveni i před nové předměty a tento je jedním z nich. Domníváme se, že za pomoci našeho přípravku by mohla být výuka zase o něco přehlednější a názornější. Nebylo by nutné používat takové množství stále se lámajících a ohýbajících se drátků, připojení periferií by bylo zcela jednoznačné a nehrozilo by zničení součástek při jejich případném přepólování.


[editovat] Co tedy deska obsahuje?

  1. Patici DIL28 pro mikroprocesor ATmega168 (viz. ATmega88_a_ATmega168),
  2. konektor pro připojení programátoru Dragon (viz. Programátor_AVR_Dragon),
  3. 6 LED diod včetně předřadných rezistorů, lze odpojovat/připojovat jumpery (viz. nejen (!) První_pokus_v_simulátoru_AVR),
  4. kompletní obvod pro připojení procesorového ventilátoru - 2 paralelní FET tranzistory, TACHO signál (viz. Regulace_ventilátoru),
  5. konektor pro připojení maticové klávesnice (viz. Maticová_klávesnice),
  6. konektor pro připojení programátoru Dragon (viz. Programátor_AVR_Dragon),
  7. usměrňovací schottkyho diody bránící případným konfliktům mezi LPT a napájecím napětím z externího zdroje/programátoru Dragon,
  8. filtrační a blokovací kondenzátory,
  9. a konečně 4 připínatelné rezistory s kondenzátory sloužící k demonstraci DA převodu a zobrazeni na osciloskopu (viz. Zobrazení dat na osciloskopu).

Obvodové schéma zapojení:
Soubor:Schematic5.png

Poznámky:

  • Deska je koncipovaná jako oboustranná, přičemž na horní straně jsou osazeny konektory, patice, LED diody, jumpery a většina všech ostatních součástek. Zespodu je osazeno několik kondenzátorů a především dvě řady pinů umožňující zasazení desky do nepájivého kontaktního pole a využít tak všechny vývody mikroprocesoru i pro jiné aplikace.
  • Jumpery představují mechanické přepínače ON/OFF, jak je známe například ze základních desek osobních počítačů.
  • Podpěry jsou piny s připojenými napěťovými úrovněmi Vcc a GND bránící nadměrnému prohýbání či dokonce zlomení desky při jejím zasazení v nepájivém kontaktním poli a současné manipulaci s konektory, které jsou osazeny na horní straně.
  • Osazení desky je plánováno součástkami SMT, diody by bylo možné osadit i klasické THT.
  • Do patice je možné vložit mikroprocesor ATmega168 i ATmega88. Ty se od sebe neliší vývody, ale pouze rozdílnou velikostí paměti programu Flash, několika instrukcemi a dvojnásobnou velikost položky v tabulce přerušení. Viz. stránka ATmega88_a_ATmega168.

  • Rozměr navržené desky je 760 x 4805 mils.
1 mil = 0,0254 mm mil --> mm, takže přepočteno na mm dostaneme rozměry přibližně 19 x 125 mm. Může se to zdát hodně, ale stačí se podívat na výsledné návrhy plošných spojů a bude jasné, že uspořit moc místa navíc nebylo dost dobře možné. Cenou za zmenšení rozměrů by byla obtížnější manipulace s konektory a jumpery.

[editovat] Galerie obrázků

Pohled na desku plošného spoje shora při 3D zobrazení osazených součástek. Modrá barva reprezentuje stranu TOP, hnědá BOTTOM a zelená barva je plošný spoj.
Soubor:Top 3D.jpg
Pohled na desku plošného spoje zespodu při 3D zobrazení osazených součástek. Modrá barva reprezentuje stranu TOP, hnědá BOTTOM a zelená barva je plošný spoj.
Soubor:Bottom 3D.jpg
Ještě jeden pohled shora.
Soubor:Top2 3D.jpg
Ještě jeden pohled zdola.
Soubor:Bottom2 3D.jpg
Vodivé cesty shora.
Soubor:Vodive cesty 1.jpg
Vodivé cesty zdola.
Soubor:Vodive cesty 2.jpg
Rozmístění součástek na desce plošného spoje.
Soubor:Soucastky.jpg
Rozmístění pájecích padů spolu se všemi spoji na desce.
Soubor:Pady a spoje.jpg

Návrh obvodového schéma včetně desek plošných spojů byl proveden v programu Orcad 16.3.


[editovat] Seznam součástek

Item Quantity Reference Part Specification Order number Supplier Single price
               
1 3 C2,C4,C5 100n CK1206 100N/50V X7R 905-081 GME 2,5
2 1 C3 100uF/16V CTS 100M/16V D 907-116 GME 10
3 1 C6 22u/16v CTS 22M/16V B 907-134 GME 5
4 2 C7,C8 2n2 CK1206 2N2/50V X7R 905-116 GME 2,5
5 6 D2,D3,D4,D5,D6,D7 LED 20mA R LED 1206 RED 45/130° 960-044 GME 2,9
6 1 D8 LED 20mA G LED 1206 GREEN 35/130° 960-045 GME 2,9
7 2 D9,D10 MBRS140T3 dioda smd 403A 920-098 GME 2,4
8 1 D12 BAT48 BAT48 SMD, minimelf 920-007 GME 3
9 2 J1,J2 CON14 14 pin lamaci kolik 832-150 GME 7,5
10 1 J4 keyboard 4x4 DIL08PZ 824-002 GME 3,9
11 1 J5 ISP DIL08PZ 824-002 GME 3,9
12 1 J14 JUMPER 2 pin lamaci kolik   GME  
13 1 J23 CON3 PSH02-03PG 800-164 GME 1,5
14 1 J24 CON2 PSH02-02PG 800-163 GME 1
15 1 J25 CON4 4 pin lamaci kolik   GME  
16 10 J26,J27,J28,J29,J30,J31,J32,J33,J34,J35 JUMPER 2 pin lamaci kolik   GME  
17 6 J36,J37,J38,J39,J40,J41 CON1 1 pin lamaci kolik   GME  
18 2 M3,M4 2N7002 2n7002 smd sot23 912-040 GME 1,5
19 6 R1,R2,R3,R4,R5,R6 180 R1206 180R 1% 900-229 GME 2
20 4 R7,R8,R9,R10 10k R1206 10K 1% 900-179 GME 2
21 2 R12,R14 1k R1206 1K 1% 900-191 GME 2
22 2 R13,R15 2k R1206 2K 1% 900-215 GME 2
23 1 U1 DIL28 DIL28PZ 824-009 GME 13,9
TOTAL 122,3


Tabulka uvádí orientační maloobchodní ceny součástek v Kč pro obchod GM Electronic. K celkovým 122 Kč je nutné připočítat zhruba 10 Kč za lámací piny, které nejsou v cenové tabulce zahrnuty.

Osobní nástroje