2 Evaluation Board 2.1 Schaltung

Transkript

1 2 Evaluation Board 2.1 Schaltung 2-1

2 Auf den Ersten Blick sieht das etwas unübersichtlich aus, aber bei genauerem Hinsehen zerfällt die Schaltung in drei Teilschaltungen: Die Stromversorgung ist ganz unten zu sehen. Sie stellt mit Hilfe von zwei Spannungsreglern (7805 und 7808) und einigen Kondensatoren zwei Spannungen zur Verfügung: +5V für die Digitalelektronik, also den Prozessor, die Inverter an der Druckerschnittstelle und die LED-Treiber +13V für den Multiplexer-IC und als Brennspannung für den Prozessor Das Interface zu der Druckerschnittstelle befindet sich oben rechts und wird aus den open-collector Invertern (74ALS05) und einigen Widerständen gebildet. Die Inverter sind dann mit einem Multiplexer (4053) verbunden. Führt Pin 5 des Parallelports einen High-Pegel so wird die Programmierspannung sowie die Data- und Clock-Signale der Programmierschnittstelle zum Prozessor durchgeschaltet. Bei einem Low-Pegel an Pin 5 des Parallelports ist der Prozessor komplett vom Interface getrennt. Der Prozessor selbst ist noch von etwas Peripherie umgeben: Zum einen ist da der Quarz, der mit einen prozessorinternen Verstärker einen Oszillator bildet und den Prozessortakt angibt. Die I/Os des Prozessors sind dierekt an Lötaugen geführt, zusätzlich wird der Zustand jedes Pins über einen Verstärker (IC6 und IC7) an eine Leuchtdiode ausgegeben. Wichtiger Hinweis: Die Schaltung benötigt im normalen Betrieb eine Betriebsspannung von mind. 6V. (Am Steckernetzteil einstellbar). Zum Programmieren des Prozessors muß die Betriebsspannung auf 12V erhöht werden. 2-2

3 2.2 Platinen Layout 2-3

4 2.3 Bestückung Stückliste: Part Value Part Value C1 100u R1..R5 10k C2..C4 100n R6 4k7 C6,C7 15p R7 10k C8 100n R8 4k7 C9 100p R9 2k2 C10 10u R10 1k RN1 1k5 Widerstandsnetzwerk IC1 7805T RN2 1k5 Widerstandsnetzwerk IC2 7808L IC3 PIC16F84A D4,D5 1N4007 IC4 MC14053 IC5 74ALS05 Q1 QUARZ 4Mhz IC6,IC7 ULN2803A Q2 BC556B LED1 3mm ROT S1 Taster LED2 3mm GRÜN LED3..LED10 3mm GELB U$1 DC-Stecker LED11..LED15 3mm GRÜN X5 Sub-D Stecker 25pol CON2 Pfostenleiste 2x17pol Tip: Wenn die Bauteile beim Umdrehen der Platine herausfallen, kann man die Beinchen auf der Lötseite leicht abknicken. Bei den IC-Sockeln: Zwei diagonal gegenüberliegende Beinchen abknicken, die entgegengesetzt diagonalen Beinchen festlöten und dann die umgeknickten Beinchen wieder aufrichten. Zuerst die acht Drahtbrücken eingelöten. Drahtbrücken sind im Layout rot dargestellt und besitzen quadratische Lötaugen. Danach folgen die Widerstände: In der Schaltung kommen drei verschiedene Widerstandswerte vor: 2,2 kohm (2k2) Rot Rot Schwarz Braun 4,7 kohm (4k7) Gelb Violett Schwarz Braun 10 kohm (10k) Braun Schwarz Schwarz Rot 1 kohm (1k) Braun Schwarz Schwarz Braun Der Letzte Ring auf den Widerständen ist immer Braun, er gibt die Toleranz an. 2-4

5 Jetzt kommen die beiden Dioden: Der Ring auf der Diode muss mit dem Ring im Layout übereinstimmen. Bei den Keramik-Kondensatoren haben wir es mit drei verschiedenen Werten zu tun: Am besten zuerst den 100pF (Farbe: Gelb; Aufdruck: n10 ) einlöten, er liegt rechts unterhalb des IC 74ALS05. Danach die beiden Kondensatoren (C7, C8) zur Stabilisierung des Quarzes einlöten; ihre Werte betragen 15pF (Farbe: Gelb; Aufdruck: 15P ). Die vier restlichen Keramik-Kondensatoren haben 100nF (Farbe: Blau; Aufdruck: 104), können also nicht mehr verwechselt werden. Jetzt kommen am besten die LEDs: Sie werden alle mit dem längeren Beinchen in Richtung Lochraster eingelötet. Unterhalb der LEDs kommen die beiden Widerstandsnetzwerke, der Punkt im Aufdruck muss in Richtung SUBD-Stecker zeigen. Achtung: Die Wiederstandsnetzwerke sind eventuell einen Pin zu lang! In diesem Fall muß der Pin welcher am weitesten vom aufgedruckten Punkt entfernt ist abgezwickt werden. Als Sockel für den Quarz werden 3 Elemente aus einer Streifenfassung abgebrochen und das mittlere Beinchen abgezwickt. Die IC Sockel Achtung: Sie besitzen auf der einen Seite eine Markierung in Form einer Kerbe und sollten richtig herum eingebaut werden Die beiden Spannungsregler (7805 und 7808). Der 5V Regler 7805 wird zunächst mit Beschriftung in Richtung SUBD-Stecker stehend eingebaut, und kann anschliessend hingelegt werden. Der Transistor (BC556) Die beiden Elektrolyt-Kondensatoren (10µF und 100µF). Sie müssen richtig gepolt eingebut werden: Der weisse Streifen auf den Elkos markiert die Kathode ( - ); die Kathode ist im Schaltplan mit einem weissen Balken, die Anoden ( + ) hingegen mit einem kleinen + gekennzeichnet. 2-5

6 Der Taster (die vier Anschlüsse müssen vorher mit einer kleinen Zange -bitte nicht mit dem Saitenschneider- gerade gebogen werden) Die Pfostenleiste Der SUBD-Stecker zum Anschluß der parallelen Schnittstelle und Der DC-Stecker zum Anschluß des Netzteils Jetzt ist ein guter Zeitpunkt, die Schaltung auf fehlerhafte Lötstellen und Lötbrücken zu überprüfen. Zum Schluß noch die IC's in die Sockel drücken. (Die Beinchen der IC's müssen davor ein wenig nach innen gebogen werden). Fertig :-) Und am Ende sollte es etwa so aussehen: 2-6

7 2.4 Schnellanleitung: Löten (Auszug aus: Das Beispiel zeigt den Einbau einer IC- Fassung in eine Platine. Es kommt darauf an, möglichst gleichmäßig gute Lötstellen zu produzieren. Hier eine genau Beschreibung der Arbeitsschritte: Lötzinn und Lötspitze werden gleichzeitig an die Lötstelle geführt. Die Lötspitze soll sowohl das IC-Beinchen als auch die Platinenfläche berühren. Die Position der Lötspitze wird nicht verändert, bis das Lötzinn die Berührungsstelle vollständig benetzt. Das dauert je nach Temperatur des Lötkolbens etwa eine halbe oder eine ganze Sekunde. In dieser Zeit hat sich die Lötstelle ausreichend erwärmt. 2-7

8 Dann führt man die Lötspitze im Halbkreis rechts um das IC-Beinchen herum. Genau gleichzeitig wird das Lötzinn links herum geführt und gleichzeitig nachgeschoben, sodass etwa eine Länge von einem Millimeter schmilzt. Die Lötstelle ist so heiß, dass das dünnflüssige Lötzinn sich durch Adhäsionskräfte gleichmäßig verteilt. Wenn die richtige Menge Lötzinn verbraucht wurde, wird nun zuerst der Lötdraht von der Lötstelle abgezogen. Als letzten wird die Lötspitze zurückgezogen. Das noch dünnflüssige und durch das Flussmittel geschützte Lötzinn erreicht seine endgültige Form und erstarrt. Wenn der Lötkolben die richtige Temperatur hat, dauert der ganze Vorgang etwa eine Sekunde. 2-8

9 2.5 RS232 Adapter Zum Anschluß der Schaltung an einen RS232 Port (Com-Port / Serielle Schnittstelle). Die RS232 Schnittstelle besitzt im Gegensatz zur Parallelschnittstelle (TTL-Pegel) Ausganspegel von 12V. Die Schottky - Dioden nach Masse bzw. +5V begrenzen die Potentiale der Signalleitungen auf -0.3V V. Die 1ok Widerstände in den Signalleitungen dienen zur Strombegrenzung. Für die Schottky-Dioden sind Bohrungen auf der Platine vorgesehen. Die Wiederstände werden direkt in den Adapterstecker eingebaut und mit Schrumpfschlauch isoliert. 2-9