Модули PIC и AVR из SMD-чипов, подходящие для BreadBoarding: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Время от времени вам будут попадаться микроконтроллеры в форме поверхностного монтажа (SMD), которые вы хотели бы опробовать на своей макетной плате! Вы бы изо всех сил старались получить DIL-версию этого чипа, иногда она была бы недоступна. Последние версии микросхем MCU почти всегда производятся в форме SMD, это может быть SOIC, или SOP, или TSSOP, QFP или TQFP (четырехугольная форма). Эта инструкция предназначена для того, чтобы восполнить эту потребность любителя, занимающегося ремонтом.

Я нашел несколько SMD-чипов для PIC16F76 - SOIC 28. Купил их по дешевке. Больше отдачи!

Также мне попались SMD-чипы для Atmega88A-AU в форме 32 Lead TQFP. Это четырехъядерный корпус, имеющий по 8 контактов на каждой из 4 сторон. И еще несколько SMD-чипов для ATTINY44A - 14-контактный TSSOP с шагом 0,8 мм (он просто закрывает верхнюю часть большого пальца!). Это было проблемой, я покажу вам, что с ними делать в следующем руководстве.

Сначала мы рассмотрим более простой в обращении SOIC28-PIC16F76. См. Упаковку стрипов, в которой он идет (рисунок 1).

И что мы сделали с ним, чтобы наконец разместить его на макетной плате, откуда вы, любители, можете начать играть, подключив все компоненты, которые вам нравятся, на широко доступные контакты! см. рис 2.

Еще одна причина, по которой вы можете захотеть сделать такие вещи, - это версии SMD, если вы покупаете 10 из них, а иногда и 5 на китайском сайте, работают намного дешевле, чем версия типа DIP в вашем дружелюбном магазине электроники, если вы можете подождать 3 недель, чтобы получить его в системе трансконтинентальной доставки.

Шаг 1. Изготовление модуля SOIC 28pin PIC16F76 с шагом 1,27 мм

Это инструменты, которые вам понадобятся: кусачки для проволоки, стальная проволока диаметром 0,5 мм (приобретите ее в любом строительном магазине, она используется для связывания стальной арматуры, вам понадобится стальная проволока, так как она должна быть достаточно жесткой, иногда в комплекте идет свет. цинковое покрытие), плату адаптера TSSOP, которую можно приобрести в любом интернет-магазине электроники, и линейку (если у вас есть проблемы с обрезкой проводов точно на глаз). Кроме того, штифты с наружной резьбой жатки машины полезны для выравнивания длины отрезанного провода во время работы. Требуются два заголовка с 14 контактами каждый. Они будут использоваться в качестве приспособлений для удержания контактов, пока вы позже вставите их в отверстия адаптера и во время пайки. Вы также можете использовать стальную проволоку 0,6 мм, которая, возможно, лучше подходит для нашей макетной платы, но у меня не было доступа к этому размеру проволоки.

Пожалуйста, посмотрите фото.

Вам нужно использовать 3M, обычно используемую на кухне, зеленую подушечку для чистки. Используйте ее, чтобы очистить 1-метровый отрезок провода 0,5 мм, чтобы он сиял, проведите провод от конца до конца (пока не обрезайте его с катушки. который вы сохранили провод) 3 раза или более, пока он не приобретет видный блеск. можно увидеть несколько светло-коричневых пятен ржавчины на проводе, просто протрите их щеткой. Ничего страшного, если вы не можете удалить их все полностью, если концы проводов блестящие. Этот этап очистки проволоки необходим. При этом слегка растяните проволоку, чтобы выровнять все перегибы и изгибы, чтобы она была достаточно прямой, прежде чем мы начнем резать. Если какой-либо перегиб в проволоке не поддается устранению, отклоните этот небольшой участок, выполняя обрезку, как описано в следующем абзаце.

Начните отрезать от очищенной проволоки отрезками длиной 2 дюйма. Используйте уже отрезанный провод, чтобы измерить длину следующего отрезка провода, ничего страшного, если они имеют длину не более 1 или 2 мм. После окончательной пайки вы все еще можете изменить размер или вырезать более длинные и выровнять их. Вам понадобится 28 штук, сделайте еще 4 на случай обнаружения дефектов при пайке какой-либо оторванной детали, чтобы заменить ее. Разложите их на белом листе бумаги на рабочем столе, аккуратно параллельно друг другу.

Шаг 2: Припайка SMD-чипа SOIC28 к адаптеру

Теперь возьмите адаптер SOIC 28. Обычно он может иметь две стороны, вы будете использовать сторону с шагом 1,27 мм между дорожками (другая сторона может быть TSSOP или SSOP28 с шагом 0,65 мм). Иногда вы можете получить SOIC 32, это нормально, если его больше 28. Вы также можете использовать их, просто оставьте неиспользуемые отверстия, которые вам не нужны для вашего SMD-чипа. Однако поместите микросхему в самое верхнее положение на адаптере, совместив его штифт № 1 с маркировкой контакта 1 на плате адаптера (внизу неиспользованные контактные площадки. На микросхеме будет точка для маркировки контакта № 1. Надпись на адаптере «SOIC-28» должна находиться под микросхемой, т. Е., под контактами 14 и 15. Эта надпись на адаптере помогает вам распознать, как разместить микросхему позже, при обращении с модулем и подключении к макетной плате, извлечении и повторении этого неоднократно в будущем, без ошибок.

Очистите направляющие переходника и краевые переходники также с помощью зеленой скотч-брайта, не переусердствуйте! Нанесите немного флюса на контактные площадки адаптера, где вы будете паять. Поместите флюс поверх выводов MCU сверху на 1 мм только вдоль вывода, то есть на самом конце вывода. Поместите MCU в адаптер. Вы можете использовать кусок малярной ленты 3M, чтобы удерживать его на месте, пока вы не припаяете несколько контактов по углам микросхемы, чтобы надежно закрепить его, затем удалите ленту и припаяйте остальные. Важно потратить некоторое время на то, чтобы правильно выровнять чип так, чтобы его штифты сидели на дорожках адаптера, как можно дальше щелкнули по центру, а затем закрепили малярной лентой. При пайке контактов используйте минимально возможное количество припоя на кончике утюга (я использую утюг с коническим тонким кончиком на 10 Вт, СОВЕТ: ВСЕГДА используйте утюг с регулируемой температурой либо ручного, либо автоматического типа с изоляцией от сети / типа трансформатора при работе с чувствительная электроника / микроконтроллеры, светодиоды и т. д.) или на 1 мм чуть выше наконечника, поэтому он стекает вниз к наконечнику, когда вы держите его напротив каждого наконечника штифта. Подходит многожильный припой диаметром 0,5 мм. Вы также можете использовать проволоку для припоя 0,8 мм, если аккуратно протерли крошечный кусочек на конце каждого штифта кончиком утюга, нагретого до нужной температуры. Припой будет стекать прямо под каждую контактную площадку, когда вы прикладываете железный наконечник к каждому контакту, удерживая его на дорожках / контактных площадках адаптера. Обычно вы можете приклеивать и закреплять припой 3 контакта каждый раз, когда вы касаетесь кончиком утюга паяльной проволоки (чтобы немного расплавить его на кончике или на 1 мм выше кончика, так как он будет стекать ВНИЗ по коническому кончику, который является что вам нужно). И повторите для следующих 3 контактов по порядку. Позже вы можете вернуться и еще раз нанести небольшое количество припоя на концы контактов, где вы сомневаетесь в возможности подключения, но никогда не кладите излишки припоя на первое место, так как это приведет к перекрытию контактных контактов разъема. MCU, вы потеряете много времени при удалении этого лишнего припоя с помощью присоски для припоя, не говоря уже о перегреве контактных площадок адаптера, дорожек и контактов MCU). Посмотрите некоторые руководства по пайке SMD U-образных трубок, если вы не уверены, и потренируйтесь с расходным материалом SMD или печатной платой, прежде чем пытаться сделать это на реальном MCU!

После охлаждения поместите цифровой мультиметр в диапазон непрерывности и послушайте звуковой сигнал, когда вы проверяете VIA в каждом отверстии на периферии адаптера, при этом другой наконечник датчика осторожно помещается на каждый штырь MCU! Да, расстояние между выводами микроконтроллера составляет всего 1,27 мм, но вы можете разместить щуп на правом контакте! Вы также можете сделать это с SMD MCU и QFP с шагом 0,8 мм (инструкции позже)! Это всего лишь проверка целостности цепи, поэтому достаточно короткого пребывания наконечника датчика цифрового мультиметра на каждом контакте MCU, слегка касаясь его сверху, удерживая датчик вертикально, прислушиваясь к звуковому сигналу. Уловка Отверстия / VIAS в адаптере помогают закрепить другой наконечник датчика цифрового мультиметра. Убедитесь, что соответствующие переходники адаптера SOIC соединяются с контактами MCU. Повторите, если сомневаетесь. Сделайте это, начиная с PIN1 (он отмечен на отверстиях адаптера VIA) и закончите на контакте 28, чтобы не пропустить ни один штифт или отверстие). Внимательно ищите перемычки между контактами, используя линзу, если хотите, пока вы это делаете, а также проверьте целостность соседнего контакта, чтобы убедиться, что нет перемычки между ЛЮБЫМИ ДВУМ соседними контактами. Любые незначительные перемычки можно исправить, поместив на него железный наконечник, переплавив его и вытащив наружу в зазор между двумя контактами MCU. Если эта доза не исправляет перемычку, очевидно, что вы имеете дело с большим шаром (вы не соблюдали правило `` минимального количества припоя ''!) И принесите свою припойную присоску или проволочную оплетку, в зависимости от того, что вы хотите использовать..

Эту проверку целостности на предмет возможности перемычки можно выполнить и на периферии, так как вы уже проверили целостность от краевых накладок / отверстий VIA до отдельных контактов MCU на предыдущем шаге! Просто проверьте непрерывность от одной дыры VIA до ее соседа! Он не должен пищать !. Надеюсь, мое объяснение достаточно подробное, чтобы помочь даже новичку.

Затем после того, как вы завершите это, что вам нравится, переходите к процессу пайки частей провода к отверстиям VIA на краях адаптера (следующий шаг).

Шаг 3: Поместите отрезанные кусочки провода в отверстия адаптера и припаяйте

Осторожно вставьте каждый отрезанный кусок провода в каждое отверстие адаптера SOIC-28, пока он не упрется в направляющее отверстие под штырями машины. удерживайте головку штырей машины на расстоянии ниже адаптера так, чтобы каждый провод, вставляемый под отверстие адаптера, выступал ровно на один дюйм. Вот как я это сделал. Заглушка машинных штифтов как раз достаточно туго затянута, чтобы принять проволочную коронку 0,5 мм, правильно подогнать и удерживать ее на месте, пока вы вставляете другие штифты в оставшиеся отверстия. Сначала сделайте одну сторону адаптера SOIC, т. Е. 14 проводов будут введены с одной стороны сначала через отверстия адаптера. Все кусочки проволоки должны плотно входить в жатку машины, удерживаемую на один дюйм ниже (вставьте конец каждого отрезка провода в отверстие в жатке машины), и в строго параллельном положении, насколько вы можете видеть его параллель на глаз, под ним! Это выглядит сложно, но на самом деле это не так, просто продолжайте делать это по частям.

Наконец, нанесите флюс с помощью крошечной кисточки на отверстия, через которые проходят кусочки проволоки. Больше флюса - это всегда хорошо, вы всегда можете очистить его с помощью IPA. Нанесите немного флюса на провод, который находится рядом с отверстием адаптера, на миллиметр выше и ниже него. Разогрейте паяльник и приступайте к пайке. Припаяйте верхнюю и нижнюю части сквозных отверстий, чтобы получить красивые заостренные конические паяные соединения на отверстиях и проходящих через них проводах. Это не так сложно, как кажется! Если вы не делали этого раньше, вы получите это легко, просто используйте достаточно флюса, если вы обнаружите, что припой не плавится должным образом ни с контактной площадкой, ни со стальной проволокой. Дальнейшие СОВЕТЫ: не используйте слишком высокую температуру железа, так как это приведет к испарению флюса, прежде чем он выполнит свою работу! Также уменьшите температуру утюга, повернув его регулятор (это необходимо для утюга с ручным регулированием температуры, но тем из вас, у кого тоже есть автоматические утюги, необходимо установить самую низкую температуру, при которой ПО-ЕЩЕ ПЛАВЛЯЕТ НАДЕЖНО, чтобы избежать перегрева, расслоения подушек и образования флюса. преждевременное испарение) до тех пор, пока тепла не станет достаточно для выполнения вашей работы при пайке и плавлении отрезков проводов в переходных отверстиях в адаптере.

Выполнив вышеуказанное, повторите с другим концом штыря машины, удерживаемым под отверстиями адаптера, используя оставшиеся 14 проволочных наконечников с другой стороны, и припаяйте. (СОВЕТ: мы используем 14-контактный разъем машинных штырьков в качестве «JIG & FIXTURE», чтобы помочь нам удерживать контакты на одинаковом расстоянии, концы расположены на нужном расстоянии, а затем паять по одному проводу за раз. Убедитесь, что перед этим припаивая контакты так, чтобы JIG и плата адаптера находились на правильном расстоянии друг от друга (каждый контакт должен выступать как минимум на один дюйм ниже платы адаптера) и настолько параллельным, насколько это возможно.) На фотографиях выше вы увидите, что микросхема не припаяна к плате адаптера. адаптер, потому что он показан для демонстрационных целей, но вы должны сначала припаять микросхему SMD к адаптеру, прежде чем паять кусочки проводов или контакты через отверстия / переходники адаптера! (Один чип, который я уже припаял, и его фотографии вы можете увидеть на следующем шаге.)

Шаг 4: Завершенный пакет DIL MCU готов к использованию на макетной плате! и для DuPont Jumpers тоже

Вы можете увидеть фотографии, показывающие завершенный модуль. Вы можете разместить его на любом макете и подключать компоненты по своему усмотрению, экспериментируя на этом MCU.

Обратите внимание, что в дополнение к отверстиям на макетной плате вы также можете использовать выступы для верхних проводов (над платой адаптера) для подключения гнездовых соединителей перемычек типа DuPont! Это поможет избежать перегрузки проводов. Таким образом, это дает вам дополнительную гибкость в использовании этого модуля. Провод 0,5 мм, который мы использовали, также подходит для плотного прилегания к перемычкам DuPont! Я обычно устанавливаю этот модуль на макетную плату, большинство соединений с контактами выполняется на контактных гнездах макетной платы, за исключением Vcc и заземления, которые я подключаю напрямую с помощью перемычек DuPont НА ВЕРХНЕМ МОДУЛЕ. Если вы тестируете один цифровой контакт со светодиодом, вы можете подключить этот светодиод с резистором непосредственно к одному из верхних контактов, если у вас не осталось места на макетной плате. Таким образом, мы можем сделать двухуровневые соединения с этой платой адаптера! Измерение напряжения на контактах также легко: просто подключите черный датчик цифрового мультиметра к контакту заземления, а другой красный датчик - к контакту, который вы хотите измерить, используя верхние выступающие контакты для измерения напряжения (например, напряжение ШИМ на контакте, Digital ON состояние штифта и т. д.).

Шаг 5. Еще несколько фотографий, чтобы понять, что мы сделали

Дальнейшие фотографии помогут вам понять процесс и, наконец, то, что мы получили, подходящее для подключения к нашей макетной плате. Обратите внимание, что есть два способа использования его в макетной плате: вы можете подключить его прямо, не удаляя штыри разъема Machine Male с обеих сторон (14-контактный разъем с каждой стороны), которые все еще плотно прилегают к проводам, выходящим из держателя адаптера. из MCU! или вы можете осторожно удалить разъемы, убедившись, что контакты расположены на одинаковом расстоянии 0,1 дюйма друг от друга, и вставить концы стальной проволоки диаметром 0,5 мм в макетную плату. Обязательно выпрямите все штыри плоскогубцами после того, как процесс пайки проводов к адаптеру будет завершен, сохраняя равномерное расстояние между штырями на их верхнем конце над платой адаптера и на нижнем конце, где он входит в макетную плату. Но я использую его с установленными штырями жатки, так как они помогают выровнять жесткие провода, которые плотно входят в отверстия жатки.

Выбор за вами, какой вам удобнее.

Шаг 6: Модуль для SOIC с шагом 0,8 мм Attiny44A

Я предоставляю только изображения пакетов, которые я сделал для экспериментов с Attiny44A и 32-контактным QFP Atmega 88A. Я опишу, как это сделать, позже. Они припаяны к собственному съемному модулю Plug-in с соответствующими гнездами (разъемы для перемычек), припаянными на плате быстрого программирования и разработки, которую я сделал из стрипборда, который также содержит 10-контактный разъем ICS от USB-ASP. для удобства программирования.

Шаг 7: Подключаемый модуль для пакета 32pin-TQFP Atmega88A-SSU, только фотографии с платой разработки для его использования

См. Прилагаемые рисунки. Я не даю описание процесса в этом руководстве, но он очень похож на описанный для создания съемного модуля, содержащего MCU. Также показан 10-контактный разъем ICS. На каждой плате есть светодиодный индикатор питания. Также на плате показано устройство предотвращения обратного напряжения Schottky с Vfw 0,24 В, показанное на этих рисунках. Я обычно кладу их на каждую доску, которую создаю из стрип-картона.

Также имеется кнопка вывода RESET для заземления и резистор 4,7 кОм для подтягивания этого вывода к Vcc. Этот резистор сброса необходим не только для нормальной работы микроконтроллера, но и для его программирования. USB-ASP подтянет контакт RESET к потенциалу GROUND, после чего контакты MISO, MOSI, SCK перестанут вести себя как контакты порта и возьмут на себя свои «альтернативные функции» для выполнения протокола SPI (функция ICS). Когда вывод RESET удерживается на высоком уровне USB-ASP, эти же выводы функционируют в обычном режиме как выводы порта. Это может помочь вам лучше понять, как эти же выводы работают двумя разными способами: один при программировании, другой при нормальной работе в качестве контактов порта, и почему бит вывода RESET должен быть установлен в 1, чтобы «разрешить» его использование для сброса. назначение вместо вывода порта, и почему бит SPIEN в предохранителях должен быть установлен (значение '0'), чтобы включить ICS / программирование с выводами SPI функции MCU.

Все эти платы, описанные с фотографиями, я изготовил, протестировал и надежно запустил в различных программах.

Белый разъем, который вы видите, предназначен для снятия 6-контактного разъема с платы программирования для разработки, эффективно работающего как разъем ICS с 10 на 6 контактов. Подробнее об этом позже. Штекерное гнездо, которое подключается к этому белому гнезду, содержит выводы, которые заканчиваются перемычками типа DuPont, которые вы можете надеть поверх проводов, выходящих из любого модуля, который вы сделали до сих пор, на контакты ICS, чтобы вы могли легко их программировать без размещая их на макете!

Удачных экспериментов! Теперь SMD-чипы и микроконтроллеры не являются ограничением для ваших путешествий. в захватывающие горизонты микроконтроллеров. Теперь он остается или опирается на ваши проектные идеи и навыки программирования!

Я с нетерпением жду ваших комментариев и замечаний ниже по поводу этой статьи, и я буду знать о других способах, которые вы, возможно, использовали, чтобы сделать микросхемы SMD пригодными для использования любителями.