Руководства по сборке

В этом блоге вы найдете исключительно пошаговые руководства по сборке из комплектов деталей.

16 мар. 2014 г.

Nano Adapter Shield R2

Nano Adapter Shield - это специальная плата-переходник, позволяющая стыковать Freeduino Nano / Arduino Nano с шилд-платами для полноразмерных версий Arduino-совместимых плат (Freeduino ONE, Arduino UNO и т.п.).

Для самостоятельной сборки потребуется следующий комплект деталей:
  • Печатная плата Nano Adapter Shield R2 - 1 шт.
  • Резистор 5К1 - 2 шт.
  • Диод 1N4007 - 1 шт.
  • Гнездо питания 2.1мм на плату - 1 шт.
  • Вилка PLD06 - 1 шт
  • Вилка PLS04R - 1 шт
  • Розетка PBS10 - 1 шт
  • Розетка PBS08 - 2 шт
  • Розетка PBS06 - 1 шт
  • Розетка PBS15 - 2 шт
  • Кнопка тактовая - 1 шт.
  • Вилка PLS02 - 1 шт.
  • Джампер двухконтактный - 1 шт.
Комплект или готовый шилд можно приобрести в интернет магазине mk90.ru.

Из инструментов потребуются:
  • паяльник
  • припой (подойдет стандартный ПОС-61)
  • флюс (самая обычная канифоль)
  • кусачки
  • пинцет
Сильно облегчает работу держатель с лупой и крокодилами. Рекомендуется производить пайку с вентилируемом помещении, обязательно с хорошим источником освещения. Из соображений удобства, монтаж происходит от менее низких элементов (например, резисторы и стабилитроны) к более высоким (конденсаторы и разъемы). Естественно, вы можете некоторые шаги менять местами - в этом не будет ничего страшного, но рекомендую перед пайкой сначала прочитать это руководство до конца, чтобы четко представлять себе варианты сборки. 

1. Установите плату в штативе, сориентировав соответствующим образом:


2. Если планируется использовать Nano для обмена по шине I2C, установите резисторы-подтяжки 5К1 на линиях SCA и SCL:


Следует заметить, что эти резисторы "подтягивают" линии A4 и A5 к напряжению питания Vcc ( +5В). Их можно установить позже, в любой удобный момент.

3. Если необходимо питать устройство от источника +7..+12В, установите защитный диод 1N4007, соблюдая ориентацию риски (в данном случае она смотрит вправо):


Подаваемое на разъем питания напряжение (за минусом падения на диоде 1,1В) поступает на пин VIN. Например, подключая стабилизированный БП +9В, мы получим на VIN около +8В. Таким образом, наличие диода, с одной стороны - защищает Nano от случайной переполюсовки, но с другой -  "съедает" один вольт.

Вместо диода можно впаять перемычку, и тогда, при условии использования качественного Low-Drop регулятора в Nano, доступна возможность использования блока питания с меньшим напряжением (и, в итоге шанс получить меньший нагрев и лучший КПД). Например, на Freeduino Nano by mk90 установлены регуляторы LM2937IMP-5.0, которые способны поддерживать напряжение +5В при условии, что на входе хотя бы на 0,5 В больше. В этом случае, если пожертвовать защитой от переполюсовки и установить перемычку вместо диода, можно использовать блок питания с напряжением +6В или +6,5В или даже питать конструкцию от четырех батарей AA.
4. Если надо подать питание от стабилизированного источника +5В, установите джампер подачи питания на Vcc:


При замыкании джампера напряжение с разъема подключается напрямую в питающую цепь микроконтроллера, но следует иметь ввиду, что:
  • на пине VIN будет присутствовать напряжение лишь около +4В (или вовсе отсутствовать, если диод не установлен на предыдущем шаге) - это может привести к неработоспособности шилдов, питающихся от VIN;
  • переполюсовка может вывести из строя Nano и все подключенные шилды. Обязательно проверьте с помощью мультметра, что плюс в центре!
5. Установите кнопку сброса. Скорее всего, она не понадобится, потому что правилом хорошего тона является дублирование кнопки сброса непосредственно на шилде (поскольку шилд закрывает собой кнопку на Arduino-совместимой плате):


6. Теперь можно установить розетки PBS10, PBS8 и PBS6 - для стыковки с шилд-платами. Удобнее всего их напаивать, установив на существующий шилд (как минимум на тот, к которому вы планируете пристыковывать Nano):


7. Теперь надо установить розетки PBS15 для платы Nano. Обратите внимание, что располагаться они будут с обратной стороны адаптер-шилда - там, где ее посадочное место обведено в прямоугольник, написано "Freeduino Nano v.5" и "USB HERE".


Оденьте розетки PBS15 на плату Nano, установите с тыльной стороны и запаяйте. В результате розетки Nano и розетки для подключения шилд-плат должны смотреть в разные стороны:


Многочисленные представленные на рынке китайские аналоги сконструированы по-другому: в них плата Nano располагается с той же стороны, что и колодки для подключения шилдов. Но это, увы, не дает возможности полноценной стыковки с любой шилд-платой - просто потому, что этому будет мешать высота Nano. Этот факт часто не очевиден при покупке, особенно неискушенным в этом вопросе. 

8. Вновь расположите плату в штативе:


Теперь можно установить PLD06 (шестиконтактный разъем ICSP). Этот разъем применяется не только для программирования микроконтроллера Nano через внутрисхемный программатор - на нем также находятся пины с аппратной поддержкой протокола SPI. Они необходимы для стыковки с последними версиями Ethernet Shield, а также microSD shield.


9. Опционально - установите угловую четырехконтактную вилку справа. Плата Nano имеет два лишних аналоговых входа A6 и A7 - в отличие от остальных универсальных пинов, они работают только в режиме АЦП и не могут быть переключены в режим выхода. Но поскольку эти пины отсутствуют в стандартной раскладке arduino pinout 1.0, то как следствие они не разведены на колодки и недоступны стандартным шилд-платам.


10. Наконец, установите разъем питания 2.1 мм:



Готово!



Устанавливая плату Nano в разъем с противоположной стороны, соблюдайте ориентацию - USB-разъемом к краю печатной платы. Если сомневаетесь, ориентируйтесь по надписи "USB HERE". Пример Nano, состыкованной с шилдом через адаптер: