NWT7 wersja "budżetowo-kieszonkowa"

Konstrukcja NWT7b

KonstrukcjaJak już na wstępie wspomniałem konstrukcja mojej wersji NWT7 składa się z 3 płytek:

  • głównej z mikrokontrolerem PIC16F876A-20I/SO (w układzie zapewniającym możliwość programowaniae przez ICSP, moduł DDS BK009 na AD9850, zasilanie i sterowanie),
  • płytki portu USB (na uładzie FT232RL) oraz
  • płytki wskaźników (LEDy) i włącznik zasilania.

Płytki spięte są "na kanapkę" za pomocą męskich i żeńskich goldpinów. Płytka wskaźników i włącznika dodatkowo jest skręcona z płytką główną za pomocą tulejek dystansowych (z/w). W dotychczasowej eksploatacji nie zauważyłem negatywnych skutków tego rozwiązania.

Dodatkowo do płytki głównej przylutowana jest niewielka płytka, na której znajdują się: gniazdo zasilające oraz gniazdo miniUSB. I tu niestety - chyba - czeka mnie zmiana gniazda USB. Na inny rodzaj. Najprawdopodobniej na typ A (kompromis pomiędzy wielkością a stabilnością kontaktu).

Bo wtyczka typu miniUSB jest niewielka i podatna na rozłączanie, gdy przemieszczamy NWT. Oczywiście zależy to też od sztywności stosowanego kabla.

Schemat NWT

Płytka główna

Płytka główna - schematUwaga1: Ze względu na wielkość obrazu by pobrać pełną wersję należy: kliknąć miniaturkę schematu lub  kliknąć ten link. Schemat pojawi się w nowym oknie przeglądarki.

Uwaga2: prawidłowa nazwa stabilizatorów napięcia +5V to LD50 (na schemacie oraz widoku płytek omyłkowo oznaczono je jako LDY50). 

Uwaga3: Terry Mowles (VK5TM) (za Egbertem PA0EJH) wskazuje, że niektóre z modułów DDS wyposażono w generatory kwarcowe (125.000MHz) o maksymalnym napięciu zasilania równym 3,3V. Generatory te różnią się oznaczeniem.

Natomiast wizualna ich ocena (co do rodzaju) może być utrudniona lub wręcz niemożliwa. Zasilanie ich napięciem 5V skutkuje ich nieodwracalnym uszkodzeniem. Zdarza się, że uszkodzenie to następuje ze zwłoką (nawet do 1 tygodnia).

W przypadku modułów tego rodzaju koniecznie trzeba (należy wykorzystać alternatywnie jedną! z wymienionych poniżej metod):

  • odpowiedni stabilizator (IC6) zamienić na wersję 3,3V, np. LD33, LD1117S33.
  • w miejsce dławika DL4 - 27uH - włączyć 2 szeregowo połączone diody krzemowe. Stabilizator winien być na 5V. Zwykłe diody krzemowe (nie Schotky) o dopuszczalnym prądzie przewodzenia 350-500mA.

Pozostała część układu pozostaje bez zmian.

Analizując schemat widać, że nie ma tu zasadniczych zmian w stosunku do wersji NWT publikowanych w internecie.

Poza zastosowaniem modułu DDS BK009 oraz modyfikacji wynikających z zastosowania mikrokontrolera w wersji SMD i możliwości jego programowania przez ICSP.

Na rysunku z prawej przedstawiłem układ poszczególnych elementów na płytce głównej. Jest to strona górna (top).Płytka główna - układ elementów SMD

Uważne oko niewątpliwie zauważy, że kilkanaście elementów w prawym dolnym narożniku nie jest opisanych i nie ma podanych wartości.
 Jest to część przewidziana do dalszych zastosowań (eksperyment) i nie jest ona również uwidoczniona na schemacie płytki głównej. Choć osoby - nawet bez dużego doświadczenia - łatwo domyślą się co to może być. :)

Środkowy styk gniazda SMA2 należy połączyć z wejściem układu AD8307 tak jak to przedstawiono na rysunku.

Układ elementów THT na płytce głównejKolejny rysunek ukazuje odwrotną (od strony: modułu DDS, gniazd SMA, przekaźników, itd.) stronę płytki głównej. Jak widać ta strona laminatu została wykorzystana głownie jako (potrzebny, czy nawet niezbędny) ekran. 

Spotkałem się z pytaniem: czy wszystkie przelotki są konieczne? Nie wiem, które z nich są zbędne. Wiem jednak, że w prototypie (mniej przelotek) poziom przesłuchów w istotny sposób od nich zależał. Więc w wersji docelowej nie załowałem... :/ Prasowanka płytki głównej

Dla tych, którzy chcieliby skorzystać z gotowca obok zamieszczam obraz prasowanki. Jest już odwrócona (miror) i nie wymaga skalowania!

Uwaga: Ze względu na wielkość obrazu by pobrać pełną wersję należy: kliknąć miniaturkę prasowanki lub  kliknąć ten link. Pojawi się ona w nowym oknie przeglądarki.

Na zakończenie opisu płytki głównej drobna sztuczka montażowa

Montaż przekaźników tłumikajak już wcześniej wspomniałem jako przekaźniki załączające kolejne sekcje tłumika użyłem miniaturowe przekaźniki firmy AXICOM. Nie należą one do najtańszych. Ta wersja nie dość, że standardowo przewidziana jest do montażu SMD to ma jeszcze "krótkie" nogi. Użyłem ich jednak jako przewlekanych.

Możliwe to było po sfrezowaniu (frez dentystyczny osadzony w miniwiertarce) połowy grubości płytki PCB (ok. 0,7-0,8mm). "Zabieg" trwał ok. 15min. A przyczyna: ta wersja przekaźników była tańsza o 1/3 od wersji przewlekanej.

 

Płytka portu komunikacyjnego (USB)

Płytka portu komunikacyjnego Jak już wspominałem płytka ta pełni następujące funkcje:

  • umożliwia komunikację (sterowanie, układ FT232RL zasilany z gniazda USB) PC<=>NWT przy pomocy dedykowanego oprogramowania (wraz z odpowiednią dokumentacją udostępnionego przez Andreasa DL4JAL,)
  • łączy obwody: zasilania wzmacniacza wejściowego AD8307 oraz sterowania przekaźników załączających poszczególne sekcje tłumika oraz (odpowiednio) włącza diody LED prezentujące stan tłumika,Schemat portu komunikacyjnego (USB)
  • zwiera odpowiednie piny gniazda ICSP zapewniając prawidłową pracę mikrokontrolera. Po zdjęciu płytki portu komunikacyjnego mikrokontroler znajduje się w konfiguracji właściwej do jego programowania w trybie ICSP. 

Układ (portu) oparto na referencjach producenta (Future Technology Devices International Ltd.). I zadziałało. DIody Rx/Tx mrugają żwawo. Istotne o tyle, że nie wszystkie prezentowane w sieci układy startowały "od pierwszego" załączenia.

Dolna płaszczyzna płytki - układ elementówJak widać obwód zasilania gniazda USB jest chroniony bezpiecznikiem (polimerowym) 0,5A. Dolna strona płytki (ta z układem FT232RL) stanowi główny element.Górna płaszczyzna płytki portu USB

Z kolei górna realizuje wymagane połączenia wyżej wymienionych funkcji.

Praktyczna uwaga: by nie mieć kłopotu ze spasowaniem głównej płytki z płytką portu komunikacyjnego najpierw lutujemy goldpiny w płytce głównej. Nakładamy na nie "żeńskie" gniazda. I pasujemy płytkę portu. Po spasowniu obu płytek ("na kanapkę") lutujemy 4, najbardziej od siebie oddalone (po 1 w każdym narożniku PCB) wyprowadzenia gniazd. Sprawdzamy i lutujemy pozostałe wyprowadzenia gniazd.

W efekcie spięcie obu płytek nie będzie sprawiało kłopotu, zapewniając też pewny kontakt.

Prezentowałem już: schemat, obrazy przedstawiające układ elementów płytki portu komunikacyjnego. Pozostało już tylko zamieszczenie odpowiedniej prasowanki. 


Prasowanka płytki portu USB

Jak widać obejmuje ona obydwie strony płytki. Lewa - dolna, prawa - górna. Obydwie "mirrory" i w skali 1:1. 

Podczas montażu należy zwrócić uwagę na to, by końcówki goldpinów gniazda ICSP nie powodowały przypadkowych zwarć z kontaktami gniazda przyłączeniowego USB.

 

Płytka włącznika i wskaźników stanu

Płytka włącznika i LEDów...Kolejną płytką jest płytka na której zamontowałem włącznik i wskaźniki LEDy) stanu: urządzenia (włączony: tak-nie), transmisji danych przez port USB (LEDy: Rx,Tx) oraz stanu włączenia poszczególnych sekcji tłumika (20dB-10dB-20dB).

Oczywiście można z tej płytki zrezygnować, ale... na jednej malutkiej płytce umieściłem dwa gniazda: (mini)USB i zasilania (DC). Zmieściły się. Nawet da się podłączyć kable. ;)

Niestety włączanie czy wyłączenia przez wyjęcie kabla zasilania często powoduje wyjęcie również kabla USB.Efekty zbliżenia.... ;)

Możliwe jest również (przypadkowe) poruszanie kablem USB.  Dlatego dodałem włącznik. Ponieważ port  USB (w moim wykonaniu) po włożeniu do niego kabla USB jest stale aktywny to takie jego niekontrolowane włączanie i rozłączanie może
powodować zaburzenia pracy portu.

Czasami pojawia się komunikat systemowy, a czasami nie. Jedynym widocznym efektem był brak odpowiedzi NWT na komendy z PCta. Dlatego też dodałem diody sygnalizujące pracę portu USB.


Płytka - układ elementówObok przedstawiłem układ elementów na obu stronach płytki.

Prasowanka...Następnie prasowankę. Należy zwrócić uwagę by prasując odpowiednio złożyć prasowanki. 

Działający port USB...Wydzielenie płytki portu komunikacyjnego i zasilanie go z gniazda USB ma jeszcze inną zaletę:

można go sprawdzić jeszcze przed zbudowaniem czy uruchomieniem NWT.

Tutaj tylko wskażę jak sprawdzić czy port USB (nie musi być przyłączony do NWT) jest rozpoznawany przez system:

  • pod systemem MS Windows po podłączeniu portu po otwarciu Menadżera urządzeń zobaczymy (nowy) port COM. Jeśli jest to pierwsze uruchomienie portu może potrwać chwilę. Spowodowane jest to "dociągnięciem" i instalacją sterowników (z reguły odbywa się to automatycznie),
  • pod Linuksem (w wielu dystrybucja) wystarczy otworzyć terminal i wydać komende "lsusb" (oraz zatwierdzić ją poprzez wciśniecie klawisza "Enter"). Na liście rozpoznanych urządzeń USB winno być widoczne nasze urządzenie (port) z identyfikatorem: 0403:6001