Moduły PIC i AVR z chipów SMD nadające się do BreadBoarding: 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Od czasu do czasu natkniesz się na mikrokontrolery w formie montowanej powierzchniowo (SMD), które chciałbyś wypróbować na swojej płytce prototypowej! Próbowałbyś bardzo się starać, aby uzyskać wersję DIL tego chipa, czasami nie byłaby dostępna. Najnowsze wersje układów MCU są prawie zawsze produkowane w formie SMD, mogą to być SOIC lub SOP lub TSSOP, QFP lub TQFP (forma poczwórna). Ta instrukcja ma zaspokoić tę potrzebę majsterkowicza hobbystów.

Natknąłem się na kilka chipów SMD do PIC16F76 - SOIC 28. Kupiłem ich kilka za tanio. Więcej za grosze!

Natknąłem się również na kilka chipów SMD dla Atmega88A-AU w formie 32 Lead TQFP. Jest to poczwórny pakiet mający 8 pinów z każdej z 4 stron. I kilka chipów SMD dla ATTINY44A - 14-pinowy TSSOP o skoku 0,8 mm (zakrywa tylko czubek kciuka!). To było wyzwanie, pokażę ci, co z nimi zrobić w następnej instrukcji.

Najpierw przyjrzymy się łatwiejszemu w obsłudze SOIC28-PIC16F76. Zobacz opakowanie paska, w którym jest dostarczony (zdjęcie 1).

I co z nim zrobiliśmy, aby w końcu umieścić go na płytce stykowej, skąd wy, hobbyści, możecie zacząć grać, podłączając wszystkie komponenty, które wam się podobają, do hojnie dostępnych pinów! patrz rys. 2.

Innym powodem, dla którego możesz chcieć robić takie rzeczy, są wersje SMD, jeśli kupisz 10 z nich, a czasem 5 na chińskiej stronie, działają znacznie taniej niż wersja typu DIP z zaprzyjaźnionego pobliskiego sklepu z elektroniką, jeśli możesz poczekać 3 tygodni na otrzymanie go w transkontynentalnym systemie wysyłkowym.

Krok 1: Wykonanie modułu SOIC 28-pinowego 1.27mm PIC16F76

Są to narzędzia, których potrzebujesz, nożyce do drutu, drut stalowy o średnicy 0,5 mm (do kupienia w dowolnym sklepie z narzędziami, służy do wiązania stalowych prętów zbrojeniowych, potrzebujesz drutu stalowego, ponieważ musi być wystarczająco sztywny, czasami jest wyposażony w lekki powłoka cynkowa), płytka adaptera TSSOP dostępna w każdym sklepie internetowym z elektroniką oraz linijka (jeśli masz problemy z dokładnym docięciem długości drutu na oko). Przydatne są również męskie sworznie głowicy maszyny do wyrównania długości ciętego drutu podczas pracy. Potrzebne są dwa nagłówki, z których każde ma 14 pinów. Będą używane jako uchwyty do trzymania pinów podczas wkładania ich do otworów adaptera później i podczas lutowania. Możesz też użyć drutu stalowego 0,6 mm, który może lepiej pasować do naszej płytki stykowej, ale nie miałem dostępu do tego rozmiaru drutu.

Zobacz zdjęcia.

Musisz użyć powszechnie używanej w kuchni zielonej podkładki do szorowania 3M. Użyj jej do wyczyszczenia 1 metra odcinka drutu 0,5 mm, aby go zabłysnąć, przeciągnij drut od końca do końca (nie przecinaj go jeszcze od szpuli na który przechowywałeś drut) 3 razy lub więcej, aż uzyska połysk, który możesz zobaczyć. na drucie może być widocznych kilka jasnobrązowych plam rdzy, po prostu wytrzyj je również podkładką do szorowania. Wszystko w porządku, jeśli nie możesz ich całkowicie usunąć, o ile końcówki przewodów są błyszczące. Ten etap czyszczenia drutu jest konieczny. Robiąc to, lekko naciągnij drut, aby wyrównać wszelkie zagięcia lub zagięcia, aby było rozsądne, zanim zaczniemy przecinać. Jeśli jakiekolwiek załamanie drutu jest nie do naprawienia, odrzuć tę małą część podczas cięcia zgodnie z czynnością w następnym akapicie.

Rozpocznij wycinanie z oczyszczonego drutu na długości 2 cali. Użyj już przyciętego drutu, aby zmierzyć kolejną długość drutu, który ma zostać przycięty, jest OK, jeśli są one poza długością do 1 lub 2 mm. Po ostatecznym lutowaniu nadal możesz zmienić rozmiar lub wyciąć te, które są dłuższe, a nawet je wyrównać. Potrzebujesz 28 sztuk, dołóż 4 dodatkowe na wypadek, gdybyś znalazł jakieś wady podczas lutowania w którymś wyciętym elemencie, aby go wymienić. Połóż je na białym papierze w swoim stole, równo, równolegle do siebie.

Krok 2: Przylutowanie układu SOIC28 SMD do adaptera

Teraz podnieś adapter SOIC 28, zwykle może mieć dwie strony, użyjesz strony o skoku 1,27 mm między ścieżkami (druga strona może być TSSOP lub SSOP28 o skoku 0,65 mm). Czasami będziesz w stanie pozyskać SOIC 32, jest w porządku, o ile jest ich więcej niż 28. Możesz ich również użyć, po prostu pozostaw niewykorzystane otwory, których nie potrzebujesz do swojego układu SMD. Jednak umieść chip w najwyższej pozycji, na adapterze, wyrównując jego pin nr. 1 z oznaczeniem pin 1 na płytce adaptera (niewykorzystane pady poniżej. Na chipie będzie kropka oznaczająca pin nr 1. Napis na adapterze mówiący „SOIC-28” powinien znaleźć się pod chipem, tj., poniżej pinów 14 i 15. Ten napis na przejściówce pomaga rozpoznać, jak później ustawić układ scalony podczas obsługi modułu i podłączania do płytki stykowej, wyjmowania i robienia tego wielokrotnie w przyszłości, bez błędów.

Wyczyść szyny adaptera i krawędzie VIA za pomocą zielonej podkładki Scotch-Brite, nie ma potrzeby przesadzać! Umieść trochę topnika na podkładkach adaptera, w którym będziesz lutować. Umieść topnik na wierzchu szpilek MCU na 1 mm tylko wzdłuż szpilki, czyli na samym końcu szpilki. Umieść MCU na adapterze. Możesz użyć kawałka taśmy maskującej 3M, aby utrzymać ją w miejscu, aż przylutujesz kilka pinów w rogach chipa, aby go mocno zakotwiczyć, a następnie usuń taśmę i przylutuj resztę. Ważne jest, aby poświęcić trochę czasu na prawidłowe ustawienie chipa, tak aby jego styki znalazły się na szynach adaptera tak daleko, jak to możliwe, uderzyć w środek, a następnie przymocować taśmę maskującą. Podczas lutowania pinów używaj najmniejszej możliwej ilości lutowia na czubku żelazka (ja używam stożkowej cienkiej końcówki 10 watowej, WSKAZÓWKA: ZAWSZE używaj żelazka z kontrolowaną temperaturą, ręcznego lub automatycznego typu z izolacją sieciową/typu transformatorowego podczas pracy z czuła elektronika/mikrokontrolery, diody LED itp.) lub 1 mm tuż nad końcówką, aby spływała w dół do końcówki, gdy trzymasz ją na każdej końcówce szpilki. Odpowiedni jest wielordzeniowy drut lutowniczy o średnicy 0,5 mm. Możesz również użyć drutu lutowniczego 0,8 mm, jeśli uważasz, aby przyłożyć tylko maleńki kawałek na końcu każdego kołka końcówką żelazka w odpowiedniej temperaturze. Lut będzie przepływał tuż pod każdym padem, gdy dotkniesz lub dotkniesz żelaznej końcówki na każdym styku, przytrzymując ją do ścieżek/padów na adapterze. Zwykle możesz lutować i zakotwiczać 3 piny za każdym razem, gdy dotkniesz grotu żelazka do drutu lutowniczego (aby stopić jego część na grocie lub 1 mm nad grotem, ponieważ będzie miał tendencję do spływania w dół na stożkowej końcówce, która jest czego potrzebujesz). I powtórz dla kolejnych 3 pinów w kolejności. Później możesz wrócić i jeszcze raz odetchnąć niewielką ilością lutowia na końcach pinów, gdzie masz wątpliwości co do łączności, ale nigdy nie umieszczaj nadmiaru lutowia na pierwszym miejscu, ponieważ zmostkuje on styki styków MCU, straciłbyś dużo czasu na usuwanie tego nadmiaru lutowia za pomocą przyssawki lutowniczej, nie wspominając o przegrzaniu podkładek adaptera, ścieżek i pinów MCU). Spójrz na niektóre samouczki dotyczące lutowania SMD w kształcie litery U, jeśli nie masz pewności, i ćwicz z zużywalnym SMD lub PCB, zanim spróbujesz tego na prawdziwym MCU!

Po schłodzeniu, umieść multimetr cyfrowy w zakresie ciągłości i posłuchaj sygnału dźwiękowego, sprawdzając VIA przy każdym otworze na obwodzie adaptera z drugą końcówką sondy umieszczoną delikatnie na każdym styku MCU! Tak, to tylko 1,27 mm skoku między pns MCU, ale możesz umieścić sondę na prawym bolcu! Możesz to zrobić również za pomocą MCU SMD o skoku 0,8 mm i QFP (później instruktaż)! To tylko kontrola ciągłości, więc wystarczy krótki pobyt końcówki sondy DMM na każdym styku MCU, lekko dotykając go od GÓRY z sondą trzymaną pionowo, nasłuchując sygnału dźwiękowego. sztuczka Otwory / VIAS w adapterze pomagają w zakotwiczeniu drugiej końcówki sondy Twojego multimetru cyfrowego. Upewnij się, że istnieje ciągłość dla odpowiednich VIA w adapterze SOIC do pinów MCU. Powtórz, jeśli masz wątpliwości. Zrób to zaczynając od PIN1 (jest to zaznaczone na otworach adaptera przez otwory) i zakończ na pinie 28, aby nie pominąć żadnego pinu ani otworu). Poszukaj dokładnie zmostkowanych pinów, używając soczewki, jeśli chcesz, podczas gdy to robisz, i sprawdź ciągłość również na sąsiednim pinu, aby upewnić się, że nie ma mostków między DWOMA sąsiednimi pinami. Wszelkie niewielkie mostki, które można skorygować, umieszczając na niej żelazną końcówkę, przetapiając ją i wyciągając na zewnątrz w szczelinie między dwoma pinami MCU. Jeśli to nie poprawi mostkowania, oczywiście masz do czynienia z większą kulą (nie przestrzegałeś zasady „minimalnego lutowania”!) I weź ze sobą przyssawkę lutowniczą lub oplot, w zależności od tego, który chcesz użyć.

Ta kontrola ciągłości pod kątem możliwości mostkowania może być wykonana również na obrzeżach, ponieważ w poprzednim kroku sprawdziłeś już ciągłość od podkładek krawędziowych / otworów VIA do pojedynczych pinów MCU! Wystarczy sprawdzić ciągłość od jednego otworu VIA do jego sąsiada! Nie powinno wydawać dźwięków!. Mam nadzieję, że moje wyjaśnienie jest wystarczająco szczegółowe, aby pomóc nawet początkującym.

Następnie, po wykonaniu tego zgodnie z własnym uznaniem, przejdź do czynności lutowania kawałków drutu do otworów VIA na krawędziach adaptera (kolejny krok).

Krok 3: Umieść przycięte kawałki drutu w otworach adaptera i przylutuj

Umieść każdy kawałek drutu, który przyciąłeś ostrożnie, w każdym otworze adaptera SOIC-28, aż oprze się w otworze prowadzącym poniżej wewnątrz nagłówka kołków maszyny. przytrzymaj nagłówek kołków maszyny w pewnej odległości poniżej adaptera, tak aby wystawał dokładnie jeden cal na każdy przewód włożony poniżej otworu adaptera. Tak to zrobiłem. Listwa kołków maszyny jest wystarczająco ciasna, aby pomieścić końcówkę drutu 0,5 mm, prawidłowo pasować i utrzymywać ją na miejscu, podczas gdy inne kołki również umieszczasz w pozostałych otworach. Najpierw wykonaj jedną stronę adaptera SOIC, tj. 14 bitów drutu zostanie wprowadzonych z jednej strony najpierw przez otwory adaptera. Wszystkie końcówki drutu powinny ciasno wsunąć się w głowicę maszyny, trzymaną jeden cal poniżej (wciśnij każdy koniec kawałka drutu w otwór w głowicy maszyny) w dokładnie równoległej pozycji, o ile widać równoległość na oko, pod nią! To wygląda na trudne, ale tak nie jest, po prostu rób to po jednym drucie na raz.

Na koniec umieść topnik za pomocą małego pędzelka na otworach Via, przez które przechodzą kawałki drutu. Większy strumień jest zawsze dobry, zawsze możesz posprzątać później za pomocą IPA. Umieść trochę topnika również na przewodzie, który znajduje się w pobliżu otworu adaptera, mm powyżej i poniżej. Rozgrzej lutownicę i zacznij lutować. Przylutuj na górze i na dole otworów przelotowych, aby uzyskać ładne spiczaste stożkowe połączenia lutownicze na otworach i przechodzących przez nie drutach. To nie jest takie trudne, jak się wydaje! Jeśli nie robiłeś tego wcześniej, dostaniesz to łatwo, po prostu użyj wystarczającej ilości topnika, jeśli okaże się, że lut nie łączy się prawidłowo z padem lub drutem stalowym. Dalsze WSKAZÓWKI: Nie używaj zbyt wysokiej temperatury żelaza, ponieważ spowoduje to odparowanie topnika, zanim wykona swoje zadanie! Zmniejsz również temperaturę żelazka, obracając jego regulator (żelazko z ręczną kontrolą temperatury potrzebuje tego, ale ci z was, którzy mają żelazka automatyczne, muszą również ustawić najniższą temperaturę, która NADAL TOPI LUTOWNIK niezawodnie, aby uniknąć przegrzania, delaminacji padów i topnika przedwczesne odparowanie), aż ciepło będzie wystarczające do wykonania pracy podczas lutowania i łączenia odcinków przewodów z otworami Via w adapterze.

Po wykonaniu powyższych czynności powtórz z drugą listwą stykową maszyny trzymaną poniżej otworów adaptera, używając pozostałych 14 końcówek drutu po drugiej stronie i lutuj. (WSKAZÓWKA: Używamy 14-pinowej listwy pinowej maszyny jako „JIG & FIXTURE”, aby pomóc nam utrzymać piny w równych odstępach, końce ustawione we właściwej odległości, a następnie lutować, jeden drut na raz. Upewnij się wcześniej lutowanie pinów, które JIG i płytka adaptera są w odpowiedniej odległości od siebie (każdy pin powinien wystawać co najmniej jeden cal poniżej płytki adaptera) i tak równolegle, jak to możliwe.) Na powyższych zdjęciach zobaczysz, że chip nie jest przylutowany do Adapter, ponieważ jest pokazany w celach demonstracyjnych, ale musisz najpierw przylutować układ SMD do adaptera przed wlutowaniem końcówek drutu lub pinów przez otwory/przepusty adaptera! (Jeden chip już wlutowałem, a zdjęcia do tego można zobaczyć w następnym kroku.)

Krok 4: Ukończony pakiet DIL MCU gotowy do użycia na płycie do krojenia chleba! a także dla skoczków DuPont

Możesz zobaczyć zdjęcia przedstawiające ukończony moduł. Możesz umieścić go na dowolnej płytce stykowej i podłączyć komponenty, jak chcesz, podczas eksperymentowania na tym MCU.

Zwróć uwagę, że oprócz otworów na płytkę stykową można również użyć górnych występów przewodów (nad płytką adaptera) do podłączenia żeńskich złączy przewodów połączeniowych typu DuPont! Pomoże to uniknąć zatorów w przewodach. W ten sposób daje dodatkową elastyczność w korzystaniu z tego modułu. Zastosowany przez nas drut o średnicy 0,5 mm zapewnia dobre dopasowanie do skoczków DuPont! Zwykle umieszczam ten moduł na płytce prototypowej, większość połączeń z pinami jest wykonywana na gniazdach pinów na płytce prototypowej, z wyjątkiem Vcc i uziemienia, które podłączam bezpośrednio za pomocą zworek DuPont na GÓRĘ MODUŁU. Jeśli testujesz jeden cyfrowy pin z diodą LED, możesz podłączyć tę diodę LED z rezystorem bezpośrednio do jednego z górnych pinów, jeśli nie masz miejsca na płytce stykowej. Dzięki temu możemy wykonać połączenia w dwóch warstwach do tej płytki adaptera! Pomiar napięcia na pinach jest również łatwy, wystarczy podłączyć czarną sondę DMM do pinu uziemienia, a drugą czerwoną sondę do pinu, w którym chcesz mierzyć, używając górnych wystających pinów do pomiaru napięcia (np. Napięcie PWM na bolcu, Digital ON stan szpilki itp.).

Krok 5: Więcej zdjęć, aby zrozumieć, co zrobiliśmy

Dalsze zdjęcia pomogą Ci zrozumieć proces i wreszcie to, co uzyskaliśmy, odpowiednie do podłączenia do naszej płytki stykowej. Zwróć uwagę, że istnieją dwa sposoby użycia go w płytce prototypowej, możesz podłączyć go bezpośrednio bez wyjmowania kołków złącza męskiego maszyny po obu stronach (14-stykowe złącze po każdej stronie), które nadal ściśle przylegają do przewodów wychodzących z uchwytu adaptera poza MCU ! lub możesz ostrożnie usunąć nagłówki, upewniając się, że szpilki są rozmieszczone w równych odstępach 0,1 cala i włożyć końcówki drutu stalowego o średnicy 0,5 mm do płytki stykowej. Pamiętaj, aby po zakończeniu procesu lutowania przewodów do adaptera wyprostować wszystkie szpilki za pomocą szczypiec igłowych, zachowując równe odstępy między szpilkami na ich górnym końcu nad płytką adaptera i na dolnym końcu, gdzie wchodzi do płytki stykowej. Ale używam go z kołkami nagłówka na miejscu, ponieważ pomagają one w wyrównaniu sztywnych drutów, które pasują ściśle do otworów nagłówka.

To twój wybór, niezależnie od tego, z czym czujesz się komfortowo.

Krok 6: Moduł dla SOIC o skoku 0,8 mm Attiny44A

Udostępniam tylko zdjęcia pakietów, które wykonałem do eksperymentów na Attiny44A i 32-pinowym QFP Atmega 88A. Opiszę, jak to zrobić w dalszej instrukcji. Są one lutowane na własnym wymiennym module Plug-in, z odpowiednimi gniazdami (żeńskie nagłówki zworek) lutowane na płytce rozwojowej do szybkiego programowania, którą wykonałem ze stripboardu, która zawiera również 10-pinowe złącze ICS z USB-ASP. dla wygody programowania.

Krok 7: Moduł wtykowy dla pakietu 32pin-TQFP Atmega88A-SSU, zdjęcia tylko z płytką rozwojową do użycia

Zobacz załączone zdjęcia., Nie podaję opisu procesu w tej instrukcji, ale jest on bardzo podobny do opisanego przy tworzeniu wymiennego modułu zawierającego MCU. Pokazano również 10-pinowe złącze ICS. Na każdej płytce znajduje się dioda LED wskazująca zasilanie. Również zabezpieczenie przed odwrotnym napięciem Schottky'ego z Vfw 0,24V na płycie pokazanej na tych zdjęciach. Zwykle umieszczam je na każdej desce, którą tworzę z stripboardu.

Istnieje również przycisk RESET do uziemienia i rezystor 4,7 K do podciągania tego pinu do Vcc. Ten rezystor resetujący jest potrzebny nie tylko do normalnej pracy MCU, ale także do jego programowania. USB-ASP pociągnie pin RESET do potencjału MASY, po czym piny MISO, MOSI, SCK przestaną zachowywać się jak piny portu i przejmą swoje "funkcje alternatywne" w celu realizacji protokołu SPI (funkcja ICS). Gdy pin RESET jest trzymany wysoko przez USB-ASP, te same piny działają w swoim normalnym trybie jako piny portu. Może to pomóc lepiej zrozumieć, jak te same szpilki działają na dwa różne sposoby, jeden podczas programowania, drugi podczas normalnej pracy jako szpilki portu, i dlaczego bit RESET pinu powinien być ustawiony na 1, aby „zezwolić” na użycie go do resetowania cel zamiast pin portu i dlaczego bit SPIEN w Bezpiecznikach powinien być ustawiony (wartość '0'), aby umożliwić ICS / programowanie za pomocą pinów SPI funkcji MCU..

Wszystkie te tablice opisane zdjęciami wykonałem i przetestowałem oraz uruchomiłem programy różnego typu, rzetelnie.

Białe gniazdo, które widzisz, służy do odłączenia 6-pinowego złącza od płytki programistycznej, która skutecznie działa jako 10-pinowe złącze ICS do 6-pinowego złącza ICS. Więcej o tym później. Gniazdo męskie, które podłącza się do tego białego gniazda, zawiera przewody zakończone zworami żeńskimi typu DuPont, które można nasunąć na przewody wystające z dowolnego modułu, który do tej pory wykonałeś, na piny ICS, dzięki czemu można je łatwo zaprogramować bez umieszczając je na płytce stykowej !

Miłego eksperymentowania! Teraz chipy SMD i MCU nie są ograniczeniem w twoich podróżach. w ekscytujące horyzonty mikrokontrolerów. Pozostaje lub opiera się na Twoich pomysłach projektowych i umiejętnościach programowania!

Z niecierpliwością czekam na wasze komentarze i uwagi poniżej, dotyczące tego artykułu i poznanie innych sposobów, w jakie mogliście wykorzystywać chipy SMD do użytku hobbystów.