Návrh plošných spojov (DPS) je nevyhnutný proces pri vývoji elektronických zariadení. Tento článok sa zameriava na návrh DPS s použitím DIP (Dual In-line Package) puzdier, ktoré sú stále relevantné v mnohých aplikáciách, vrátane modernizácie starších systémov ako je Atari Speedy 1050.
Úvod do návrhu DPS
Návrh DPS je komplexný proces, ktorý zahŕňa výber vhodných komponentov, softvéru a techník. Cieľom je vytvoriť dosku, ktorá spoľahlivo prepája elektronické súčiastky a zabezpečuje ich správnu funkčnosť.
Výber softvéru pre návrh DPS
Kľúčovým krokom pre úspešný návrh DPS je voľba správneho softvéru. Existuje mnoho programov, z ktorých každý má svoje silné a slabé stránky. Medzi populárne možnosti patria:
- Eagle: Ponúka bezplatnú verziu, ktorá je dostatočná pre bežných používateľov a rozsiahle knižnice komponentov.
- Dip Trace: Cenovo dostupný CAD/CAM softvér.
- Formica: Softvér s dobrými vlastnosťami, ale s menej rozsiahlymi knižnicami a obmedzeniami v bezplatnej verzii.
- Sprint Layout: Ďalšia možnosť pre návrh DPS.
Každý používateľ si musí vybrať softvér, ktorý mu najviac vyhovuje. Odporúča sa vyskúšať viacero programov a zistiť, ktorý najlepšie spĺňa individuálne potreby.
Komponenty a ich použitie v DPS
Pri návrhu DPS je dôležité vybrať správne komponenty pre danú aplikáciu. Medzi bežné komponenty patria:
Prečítajte si tiež: Komplexný sprievodca pre DipTrace
- Prepínače taktu
- Tlačidlové spínače
- Plastové vypínače
- Prepínače
Tieto komponenty sa používajú v rôznych elektronických zariadeniach, domácich spotrebičoch a ďalších aplikáciách.
Príklad: Tlačidlový spínač
Tlačidlový spínač je bežný komponent používaný na ovládanie elektronických obvodov. Napríklad, 20 ks 6x6x5mm tlačidlový spínač s momentálnym dotykom a 2 kolíkmi DIP cez otvor má nasledujúce vlastnosti:
- Typ kontaktu: Momentálny kontakt
- Rozmery: 6 x 6 x 5 mm
- Priemer tlačidla: 3,5 mm
- Rozstup kolíkov: 1 mm a 3,5 mm
- Materiál: Plast, kov, elektrické časti
- Farba: Čierna, strieborná
Úpravy Atari Speedy 1050 s DIP komponentami
Nasledujúce úpravy sú nevyhnutné na využitie všetkých vlastností hardvérového rozšírenia Atari Speedy 1050:
- Odblokovanie Write Protect režimu: Táto úprava umožňuje zapisovať aj na prelepené diskety. Atari 1050 nepoužíva indexačný otvor, takže prerábka je jednoduchá. Umožňuje tiež používať druhú stranu diskety bez vykusovania pre Write Protect, čím sa zdvojnásobuje dostupná kapacita.
- Prepínač Slow/Fast režimu: Pridanie 2x prepínača umožňuje voliť medzi režimami Slow a Fast. Prepínač sa pripája na dosku a uzemňuje cez prepínač kolektor fototranzistoru, čím sa vyraďuje z funkcie Write Protect.
Tieto prepínače sa najlepšie umiestnia na predný panel, aby bol okamžitý prehľad o zapnutom režime. Je možné pridať LED diódy s odporom na indikáciu zapnutého režimu, ale nie je to nevyhnutné.
Ďalšie úpravy základnej dosky Atari 1050
Okrem spomínaných úprav je potrebné vykonať aj nasledujúce:
Prečítajte si tiež: Podrobný návrh pre dopravu
- Odstránenie kondenzátorov: Vyštiknúť (vycvaknúť, vyletovať) 4 kondenzátory zo základnej dosky, pretože bránia komunikácii pri vysokých rýchlostiach. Po odstránení funguje bez problémov aj pôvodná Atari 1050.
- Indikácia hustoty diskety: Ak chcete mať vyvedenú indikáciu na prednom paneli o hustote založenej diskety, je potrebné vykonať ďalšie prerábky.
Alternatívne zdroje pre Atari 1050 a Atari XF551
Ak máte Atari XF551 a odišiel vám originálny zdroj 9V/AC/3A, existuje alternatívne riešenie. Ak máte prerobený napájací zdroj priamo na základnej doske disketovej jednotky (Atari 1050 alebo Atari XF551) na DC/DC meniče, môžete použiť transformátor 12V/AC/2A.
Štandardne sa používa transformátor 9V/AC/3A, ale po prerábke ide celkový odber nadol, takže stačí verzia s dodávaným prúdom 2A. Pri použití 12V/AC transformátora je dôležité zabezpečiť, aby filtračné kondenzátory a DC/DC meniče zvládli vyššie napätie.
Použitie meničov TEN 3
Séria TEN 3 je klasika medzi meničmi. Meniče sú vyrobené výhradne z SMD súčiastok, čo zabezpečuje vysokú kvalitu. Sú navrhnuté pre nominálne vstupné napätie 5, 12, 24 a 48V. Rozsah vstupného napätia je 2:1, čo znamená 18 až 36V pre nominálne vstupné napätie 24V. Výstupné napätia sú 3,3, 5, 12, ±5, ±12, ±15V, štandardné napätia používané v číslicových a analógových obvodoch.
Pri skrate na výstupe menič obmedzí výstupný prúd na 110% výstupného prúdu. Trvanie skratu nie je obmedzené, po jeho odstránení menič prejde automaticky do normálneho režimu.
Programovanie EEPROM
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) je typ pamäte, ktorý sa často používa v elektronických zariadeniach na ukladanie konfiguračných dát a firmvéru.
Prečítajte si tiež: Návrhy na servírovanie
Púzdra integrovaných obvodov
Moderné návrhy púzdier integrovaných obvodov sú dobrou cestou na dosiahnutie funkčnej hustoty, integrácie a škálovania kremíka. Púzdro integrovaného obvodu je komponent alebo materiál, v ktorom je obsiahnutý polovodičový prvok. Na zapúzdrenie integrovaných obvodov sa bežne používajú plasty alebo keramika, pretože majú lepšiu elektrickú vodivosť.
Táto vlastnosť je veľmi dôležitá, pretože púzdro integrovaného obvodu slúži aj na uľahčenie montáže elektrických kontaktov, ktoré sú pripojené k doske plošných spojov (PCB) elektronického zariadenia. Integrované obvody sú zvyčajne krehké a nemajú svoje konektory alebo vývody, ktoré by sa dali pripojiť k doske plošných spojov. Zavedením púzdier obvodov sa nosiče čipov použijú na ochranu jemnej štruktúry integrovaných obvodov a poskytnú aj konektory na vývody.
Typy púzdier pre integrované obvody
Typy púzdier pre integrované obvody možno rozlíšiť podľa spôsobu montáže, pretože sa delia do dvoch širokých kategórií, a to na priechodné a povrchové (SMT). Priechodné balíky majú svoje vývody vložené cez otvory na doske plošných spojov a potom spájkované, zatiaľ čo púzdra pre povrchovú montáž majú komponenty namontované priamo na vonkajšej strane dosky.
Ďalším spôsobom klasifikácie púzdier integrovaných obvodov je ich usporiadanie vývodov. Integrované obvody majú zvyčajne lineárny, štvorcový alebo obdĺžnikový tvar, takže rozloženie vývodov môže byť lineárne, v dvoch paralelných smeroch, na štyroch stranách alebo vo forme matice.
Nosiče čipov
Nosič čipov je typ SMT púzdra pre integrované obvody. Nosič čipov, známy aj ako púzdro čipu, umožňuje umiestniť polovodičové čipy do dosky s plošnými spojmi (PCB) alebo ich na ňu prispájkovať, pričom chráni krehké komponenty vo vnútri púzdra.