Печатная плата для SMPReaderUSB

Меж тем кард-ридер, GIMP и Picasa в строю, уже могу постить фото:

После нескольких неудачных итераций, родилась печатная плата для SMPReaderUSB. Кроме технологии ЛУТ, освоил также работу со сплавом Розе, залуживание происходит быстро и красиво.

Пауза

Вынужден приостановить работу над блогом по причине выхода из строя HDD моего ноутбука. По счастливой случайности, материалы по Arduino / MK-90 полностью сохранились. Постараюсь продолжить на следующей неделе, когда окончательно перенесу всю информацию на новый винт.

Слава ЛУТ!

Есть не так уж много способов изготовить печатную плату, иначе говоря - превратить кусочек фольгированного стеклотекстолита в основу вашей электронной схемы. Думая о самостоятельном изготовлении печатной платы, я прикидывал в уме следующие способы:

1. Изготовление на заказ. Прототип будет стоить будь здоров сколько, если только вы не убедите производство, что закажете еще пару тысяч экземпляров, а это - пробные образцы. Основная проблема - разобраться в технических требованиях и подготовить сопроводительную документацию в нужном объеме и формате. У каждого изготовителя - свои правила, и чем больше он контролирует ваши исходные данные, тем дороже. Главное - не получить на руки минимальную партию плат и обнаружить, как глупо вы ошиблись, когда отдавали ее в производство. Оставим этот способ для тиражирования готовых изделий ;)

2. Изготовление механическим способом. Специальный станок с ЧПУ получает на вход кусочек стелотекстолита и сначала фрезерует фольгу, делая дорожки, а затем - сверлит дырки. Станок стоит ох как дорого, в одном месте мне назвали цифру 10 000 Евро. Самые дорогие, немецкого производства, способны давать неплохую точность, имеют камеру для совмещения слоев двусторонних вариантов и сами меняют инструмент (фрезы и сверла). Есть и подешевле, made in China, которые только хвастаются точностью, а на самом деле... не будем о грустном. Любой недорогой китайский станок надо сначала обработать напильником, а только потом использовать. Однако, CNC-станок можно собрать и самостоятельно, достаточно разжиться двумя-тремя моторами от старых принтеров - но это такая специфичная отрасль, что погружаться в нее у меня просто не хватило времени. Кстати, к станку еще потребуется программное обеспечение, которое будет принимать формат обработки (например, GERBER274X) и транслировать его в команды станку.

3. Изготовление химическим способом. Подразумевает травление в старом добром хлорном железе. Обычно на медный слой наносится рисунок из вещества, защищающего медь при травлении. После травления оно удаляется, сверлятся дырки и - готово. Как беловоротничкового программиста, меня всегда пугал этот способ, но поскольку бедному студенту только он и по карману, пришлось решиться.

3.1 Раньше применяли лак. Чертили линии рейсфедером, потом сушили и травили. Не всякую плату можно нарисовать от руки, по крайней мере - это аццкий труд, который можно и нужно доверить CAD-системе. Однако простые схемы наверное все-таки можно так делать, если очень хочется. Для этого продается специальный маркер. Я не пробовал, но думаю, что ничего сложного.

3.2 Фоторезист. Рисунок на прозрачной пленке экспонируется через материал, чувствительный к ультрафиолетовому излучению, затем он проявляется, закрепляется, и после этого можно травить. Фоторезист бывает жидкий (аэрозоль или раствор самостоятельного приготовления) или сухой (на лавсановой пленке). Сначала надо запереться в ванной и при желтом освещении, в полумраке, распылить флакончик на заготовку, причем ухитриться сделать это равномерно. Пленочный фоторезист решает проблему равномерности, но накатывать его надо тоже в темной ванной, при помощи утюга. Есть продвинутые варианты со специальной защитной пленкой, и это избавляет от необходимости сидеть в ванной. Я сдался на этапе экспонирования - не было лампы нужной мощности и я не смог выбрать время - раз за разом у меня ничего не травилось. Однако в промышленных масштабах именно он и используется, насколько  я могу судить.

3.3 ЛУТ (аббревиатура от "лазерно-утюжный", иногда говорят "лазерный утюг" - для краткости) Роль защитного материала играет тонер лазерного принтера. Сначала рисунок печатается на бумаге, затем прижимается к фольге и нагревается - тоже утюгом. Под действием высокой температуры тонер намертво пристает к фольге, и, после аккуратного удаления бумаги, можно травить. Снимается он ацетоном или любым другим ацетоносодержащим растворителем - я начал с лака для удаления ногтей, позаимствованного у жены, затем перешел на Р-646. Этим способом у меня все получилось.

Если сравнивать способ изготовления фоторезистом и ЛУТ-ом, то получаются одни сплошные плюсы. Судите сами: для ЛУТ-а вам потребуется обычный лазерный принтер (у меня стоит Xerox Phaser 3117 - подарок от любимого папы на день рождения), бумага, утюг, небольшая щеточка. А для фоторезиста потребуется собственно фоторезист (сначала побегайте и купите, или сделайте самостоятельно, но учтите - он имеет ограниченный срок годности!), лазерный принтер, прозрачная пленка (для печати фотошаблона, через который будет светить на заготовку УФ-лампочка), сама УФ-лампочка ;), утюг, кальцинированная сода для проявления. После травления надо снять тонер растворителем, а фоторезист - едким натром.

Фоторезисты бывают разные, химические реагенты варьируются, но твердо понятно одно: операций больше. Против ЛУТ меня останавливало одно-единственное замечание - бумага. Многие коллеги говорили, что используют толстую бумагу из журналов, что надо подбирать температуру утюга и время отглаживания, потому что иначе "дорожки потекут".

Так вот, все эти замечания сразу списываются в утиль, если брать глянцевую фотобумагу. Этим замечательным рецептом я обязан Di HALT-у:

Он же - ведущий easyelectronics.ru, популярного и весьма продвинутого ресурса по электронике, полюбившегося мне не только содержанием, но и стилем изложения  (дружественным к начинающим, типа меня ;)

Только после просмотра его видеоуроков я таки решился на изготовление. Соблюдая инструкции из этих уроков, у меня все получилось с первого раза (на фото - Arduino Severino):

Как видите - качество более, чем приличное. Но и это еще не всё! Тонер намертво пристает как к фольге, так и к самому стеклотекстолиту - поэтому тем же способом можно сделать "шелкографию" - silkscreen на противоположной стороне платы (это чтобы было понятно, куда паять элементы):

Время, потраченное на разбирательство с CAD-системой, с последующим рисованием и разводкой в ней печатной платы - полностью себя окупает, особенно если прототип можно изготовить таким простым способом. Постараюсь в следующих статьях кратко осветить приемы обращения с Eagle для использования в ЛУТ.

Продается МК-92

Продается Электроника МК-92. Это - один из считанных экземпляров, изготовленных в качестве опытных образцов, но так и не запущенных в опытное производство:

Как видите, в состав входит Электроника МК-90, являющаяся неотъемлемой составной частью комплекса. Основные отличия:

• Бейсик 2.0
• возможность записи на кассетный магнитофон
• четырехцветный плоттер
• вывод на бытовой телевизор (не реализовано до конца - все-таки опытный экземпляр, но телевизор можно переделать, есть схемы ;)

Продавец - Роман Широков, знаю лично и готов поручиться.

[[Ссылка]] на аукцион (заканчивается 29.10.2009 в 14:35).

UPD: продано...

ATmega1284P

ATMEL сообщило о готовящемся к выходу в IV квартале 2009 г. чипе ATmega1284P.

В нем 128К flash - сколько же, сколько и в ATmega1280 (используется в Arduino Mega и Seeeduino Mega), но при этом есть несколько серьезных плюсов:

• объем оперативной памяти (RAM) возрос до 16 К
• будет релиз в корпусе PDIP
• предполагается совместимость по ногам с ATmega164PA, ATmega324PA и ATmega644PA, а значит им можно будет заапгрейдить Sanguino ;)

Кроме шуток, 16К памяти в умелых руках - более чем. По крайней мере, вероятность необходимости применения внешней памяти заметно падает. Мало того, в голову приходят разные безумные идеи по повторению ретрокомпьютеров типа РК-86 или Микро-80 на одном кристалле ;)

Докуметация на ATmega1284 - естественно, пока только драфт.

Harness Kit для Arduino Mega

Что делать, если Вы собрали свою схему с классическим Arduino и хотите похвастаться перед поклонниками (полонницами)? Или хотите водрузить ее на движущегося робота? В голову сразу  приходит мысль о какой-то жесткой основе, на которой надо закрепить батарейку, Arduino и мини-макетку со схемой. Ведь одно неловкое движение, и провода вылезают из гнезд, а схема становится неработоспособной. Я уже не говорю о том, что рук не хватит держать все компоненты и при этом по-итальянски темпераментно жестикулировать, поясняя работу устройства ;)

Например, Майк Предко в своих книгах по робототехнике активно использует подручные материалы, которые по случаю склеивает эпоксидной смолой. Честно говоря, звучит довольно прочно, но это хорошо в готовом изделии, а не при макетировании.

Harness Kit поможет обойтись без эпоксидки:

Открытая упаковка выглядит приблизительно так:

На фото видна основа, бокс для "кроны" с батарейным разъемом, два переходника на цилиндрический разъем питания и мешочек с детальками. Основание выполнено из прозрачного пластика методом lasercut, просто закрыто бумагой.

Комплект крепежа в пакетике:

• ножка-клипса - 4 шт.
• винтик с гайкой и изолирующей шайбой - 3 шт.
• крепление-клипса - 4 шт.
• пластиковый винт с гайкой - 4 шт.

Первым делом, основу надо установить на ножки. Каждая ножка-клипса состоит из двух частей:



Большая часть свободно вставляется в дырку на основе:



... а затем в нее вставляется меньшая часть, которая действует подобно "многоразовой заклепке":

Теперь надо закрепить батарейный отсек. Это делается тремя маленькими металлическими винтиками диаметром 1,8 мм и длиной 9 мм.

Винтик полностью утопает в углублении и не мешает ставить батарею. Логично, только зачем при этом изолирующая шайба? По идее, ей ничего изолировать не требуется. Итак, готово:

На фото аккумулятор. Кстати, сильно помогает экономить "кроны".

Далее, надо закрепить плату. Тут можно использовать подходящие по диаметру крепления-клипсы:

Принцип почти тот же, что и у ножек. Вставил-надавил-зафиксировал. Поскольку автор этого Kit-а - Альберт Миао, разъем на батарейном отсеке без лишних вопросов стыкуется с разъемом Seeeduino Mega:

Но предусмотрены и другие варианты. При помощи переходников можно подключить и классический Arduino, а также запитать Seeeduino от цилиндрического разъема питания:

Размер основания позволяет закрепить и Arduino Mega:



Если устанавливать Diecimila или Duemilanova, то останется свободное место, которым можно распорядиться с умом:



Если требуется прикрепить другие части, можно воспользоваться пластиковыми винтиками:

Дополнительный плюс таких пластиковых винтиков (диаметр 2,5 мм) - они являются также диэлектриками, в случае чего. А вот если подобрать миниатюрную макетку и маленький LCD, то можно и все четыре компонента разместить:

Краткий итог: в принципе, смотрится неплохо, вполне удобно и универсально. Я доволен тем, что соблюдается основное и самое главное правило "ленивого" макетирования - возможность одним движением быстро поставить или снять плату, подключить питание. Но, цена, конечно, могла бы быть и поменьше. Был бы под рукой лазерный резак ;) - можно было и самому сделать!

mBed

Название: mBed
Процессор: NXP LPC2368 (LPC1768)
Тактовая частота: 60 MHz (100 MHz)
Совместимость с Shield-платами: нет
Совместимость с ArduinoIDE: нет
Домашняя страница проекта: mbed.org
Дата первого упоминания: 21.05.2009

Эта плата не совместима с Arduino. Полностью.



Однако, проект заслуживает внимания, в первую очередь тем, насколько старается дотянуться до Arduino / Freeduino. Процессор предлагает совершенно фантастический набор шин: Ethernet, USB, CAN, I2C, SPI:



Ниже можно увидеть кусочек скетча, по смыслу очень похожего на Wiring:



По стоимости - плата LPC1768 на ядре ARM-Cortex3 будет стоить около 99 USD, а оформить предзаказ можно даже и за 60 USD.

А теперь о главном. Это главное, по сути, перечеркивает все плюсы.

Компиляция осуществляется на веб-сайте проекта, после чего полученная бинарная прошивка заливается в ваш экземпляр микроконтроллера. При этом, судя по всему, компилятор рискует вообще никогда не стать бесплатным и общедоступным, как ArduinoIDE.

По этому поводу вспоминается Mophun - среда разработки приложений для ранних мобильников SE. Компилятор-то как раз был доступен, но написанное приложение залить и использовать можно было только на своем собственном телефоне. Для того, чтобы его могли использовать все желающие, надо было его лицензировать у производителя телефонов - а вот они-то как раз лицензии раздавать не спешили.

Ну и где теперь этот Mophun? О нем вообще кто-то вспоминает? Это я все к тому, что в наше время в долгосрочной перспективе побеждают открытые проекты, которые находятся в более выигрышном положении. Хотя, время все расставит по своим местам ;)

Seeeduino Mega живьем

Пришла партия Seeeduino Mega, про которые я уже писал. Не заказать такой шедевр я просто не мог, выкладываю фотоотчет по первым впечатлениям:

Первая мысль, которая приходит в голову - как им удалось втиснуть функционал Mega в этот форм-фактор?!...

По размеру Seeeduino Mega очень близок к Arduino Diecimila / Duemilanova (всего на 1 мм длиннее):

... но, обратите внимание - розетки выводов слегка смещены в сторону разъема USB. Оно и понятно - Seeeduino вполне может себе это позволить из-за минимальной высоты элементов и разъемов. На классическом Arduino такое положение розеток тут же сделает проблемным присоединение Shield-плат - помешают разъем питания и USB-B-1J. Так будет выглядеть соединение Seeeduino Mega (слева) и Diecimila (справа) с одной и той же NKC Ethernet Shield :

Ну и конечно же - хит сезона, боковая кнопочка сброса. Очень мудрое решение, на мой взгляд...

Напоминаю, что Seeeduino Mega - одна из немногих плат, имеющая кроме всего прочего переключатель напряжения питания I/O-портов 5 или 3,3 В, отключение автосброса, ручной выбор источника питания и дополнительный ряд посадочных мест для гнезд выводов с шагом 0,1". Все достоинства обычного Seeeduino я подробно рассмотрел в этой статье, Mega унаследовала практически все из них.