Практичность надежных беспаечных макетных плат не вызывает сомнений, но нужно признать, что они не идеальны. Конечно, они не подходят для определенных типов схем, но они менее проблематичны, чем платы с перемычками. Небрежные люди могут безнадежно запутаться в куче перемычек с компонентами, а придирчивые потратят больше времени на аккуратное размещение перемычек, чем на создание прототипа самой схемы. Что же мне делать?
Один из способов решения этой проблемы — создание беспаечной макетной платы без перемычек. Именно в этом заключается идея продолжающейся работы Кевина Санто Каппуччо над «кондитерскими изделиями». Идея состоит в том, чтобы адаптировать стандартную макетную плату таким образом, чтобы соединение между любой парой общих контактных полосок и шиной питания можно было установить программно. Хитрость заключается в имитации матрицы микросхем CMOS-переключателей, особенно MT8816AP. 128 перекрестных переключателей на микросхеме могут работать с напряжениями до ±12 вольт, поэтому существует множество схем, в которых можно использовать эти программируемые кремниевые перемычки.
[Кевин] Текущая версия — 0.2, её размер позволяет разместить её под беспаечной макетной платой, а корпус компактный. Он поделился подробностями о том, как подключать контакты макетной платы, что, по-видимому, оказалось довольно трудоёмким процессом: вытащить контакты, вырезать небольшую этикетку в конце желобка, а затем согнуть её вниз, чтобы сформировать вывод для сквозного монтажа на печатной плате. Это выглядит как очень трудоёмкий процесс, должен быть более простой способ; [Кевин], очевидно, открыт для предложений.
Хотя мы уже видели, как перекрестное переключение используется для улучшения беспаечных макетных плат, простота этого проекта нас порадовала. Идея отказаться от всех этих перекрестных соединений, безусловно, заманчива.
Это действительно классный проект. Умное дополнение — небольшие экраны по бокам, отображающие текущее состояние подключения.
Если, конечно, вы не можете реализовать 7-сегментный светодиодный дисплей, вибромотор, акселерометр, DIP-переключатель или любые другие «забавные и интересные» компоненты.
15 мА (ImaxIO) достаточно для обработки любого слабого сигнала; если требуется больший ток, можно использовать биполярные транзисторы или полевые транзисторы, ведь это всё ещё макетная плата.
При создании прототипа я изготовил одностороннюю печатную плату для поверхностного монтажа, на которой разместил все необходимые цифровые микросхемы, и разбрызгал микросхемы CPLD, которые передавали «все» сигналы между микросхемами. Затем я просто запрограммировал соединение на языке VHDL. Таким образом, если я допущу ошибку или мне потребуется изменить соединение, это будет просто изменение кода.
Для аналогового синтезатора, где нужно подключать всевозможные кабели, эта идея кажется довольно интересной.
Что ж, как только я найду макетную плату, которой буду доверять, я перестану сомневаться. В случае с макетными платами *всегда* приходится гадать, в чем причина: в ошибке в вашей конструкции или в самой плате.
Ситуацию усугубляет то, что проектирование должно учитывать возможности макетной платы, а то, что действительно требует прототипирования, например, переключение регуляторов, работает плохо.
Аналоговые и высокоскоростные схемы не любят паразитных эффектов, а цифровые и низкоскоростные не требуют этапа изготовления прототипов вручную, если соблюдать осторожность.
Я ничего не знаю обо всем этом, но всегда надеялся на подобное преобразование, и каждый раз, когда я смотрю на это, обнаруживаю, что это не так. Даже для простых схем необходимо тщательно подбирать переключатель в соответствии с реальными требованиями. При этом все равно приходится мириться с определенной долей нежелательных явлений. Это всегда операционные усилители с коэффициентом усиления, равным единице, или какие-то транзисторы с напряжением смещения или сопротивлением.
Я мало что знаю о лежащей в основе технологии. В найденном мной техническом описании MT8816 нет принципиальной схемы подключения. Но сразу (если я правильно объяснил), я увидел, что максимальный ток составляет 15 мА, а типичное сопротивление в открытом состоянии — 45 Ом при Vdd=12 В. Это, конечно, интересный компонент, который можно использовать для многих целей, но предупреждение очень серьёзное. Даже подавляющее. Я не могу вспомнить ни одной схемы, которую я собирал на макетной плате, которую можно было бы адаптировать. Особенно потому, что я использовал макетную плату как подготовительный этап перед пайкой... По сравнению с этим переключателем, совершенно другое поведение проводов сделало начало работы вообще невозможным.
Если я достаточно хорошо понимаю принцип работы схемы, чтобы предсказать влияние этого соединения на неё, то макетная плата мне вообще не понадобится.
Для слабых сигналов, поддерживающих низкий ток, это должно быть более или менее идеальным переключателем. Конечно, сопротивление в открытом состоянии будет варьироваться в зависимости от вашего точного положения в диапазоне напряжений, но вам в любом случае придется иметь дело с килоомами, и не должно иметь значения, добавите ли вы ±75 Ом к этой погрешности в свою схему. В противном случае вы проектируете схему, которую невозможно будет фактически собрать из-за допусков компонентов.
Да, имея это устройство, вы можете взяться за разработку проекта, и этот проект будет посвящен малосигнальным схемам с сопротивлением +/-75 Ом. Но я никогда не делал подобных проектов. Я даже не могу представить себе проект такого масштаба. Критерии здесь практически полностью зависят от количества контактов: либо контактов так много, что макетная плата — капля в море, либо их так мало, что лучше использовать зажим для микросхем, чтобы соединить кабели.
Фактически, половина готового кода позволяет подавать на щуп некоторую частоту (или любой сигнал), так что вы можете подключать его к разным рядам и сообщать плате, какие соединения вы хотите установить, без участия компьютера.
Следующий шаг после того, как я настроил основные компоненты, — это выполнение некоторых из упомянутых вами действий. Существует несколько способов решения этой проблемы. Думаю, самый гениальный способ — установить дисплей на макетную плату, но создание дисплея с такой пористой структурой может потребовать уровня разработок Samsung. Другой способ — установить на неё миниатюрный проектор и камеру, но все устройства, которые я использовал для подобных целей, слишком медленные и проблемные в использовании, и в итоге получается полная неразбериха.
Дело не в том, что что-то из этого невозможно сделать, мне просто нужно найти способ сделать это, не жертвуя опытом.
Мне нравится идея использования зондов. В качестве индикатора, каждый столбец имеет RGB-подсветку, а каждая "сетка" — свой цветовой код. Конечно, это не так умно, как проекторы, но управлять лентами WS281* проще.
Хотя, по моему опыту, эти готовые, небрендированные прозрачные пластиковые пластины — полная ерунда, но, кажется, проще скомбинировать прозрачный корпус с зажимом BB830, чем дисплей с отверстием. Это расширит возможности размещения светодиодов. Но даже размещение светодиодов над и под печатной платой — не такая уж плохая идея (за исключением того, что линия питания немного мешает).
Мне нравится эта идея, и я должен внимательно изучить микросхему. Я искал что-то подобное, но только в плане количества выводов. Каждый вывод должен иметь программируемое сопротивление, плюс программируемое сопротивление относительно земли, установленное как вход, как выход, и в трехстабильное состояние, и все это в виде блока сдвигового регистра для каждого вывода, то есть программируемого программно. Но до сих пор не найдено подходящей FPGA/CPLD. Для макетной платы система должна охватывать как минимум 60 выводов (30+30). Поскольку все основано на сдвиговых регистрах, ее можно легко расширить. И все они управляются программно.
Используя наш веб-сайт и услуги, вы безоговорочно соглашаетесь на размещение файлов cookie, обеспечивающих производительность, функциональность и рекламу. Узнать больше
Дата публикации: 19 ноября 2021 г.