D. PETROVIĆ

1. novembar 2020.

Uprošlom broju konstruisali smo našu mikrokontrolersku štampanu ploču. Sada je red da sve to sastavimo, programiramo bootloader i prebacimo skeč. Postoje razni načini za svaki od ovih zadataka, a mi ćemo ići linijom manjeg otpora.

Lemljenje

Naša štampana ploča prilično je malih dimenzija sa SMD (surface mount device) komponentama i vrlo je teško zalemiti ih „iz ruke”. Ako se upustite u ovakvu avanturu, svakako vam trebaju uveličavajuće staklo sa osvetljenjem, third hand stalak, tanak kalaj i lemilica sa tankim vrhom. Oni iskusniji će posegnuti za tečnom pastom za lemljenje i rernom ili peglom, ringlom šporeta. Naše komponente su dovoljno velike da mogu kvalitetno da se zaleme i sa lemilicom i tankom žicom. Mada, ako ćete se ozbiljnije upuštati u SMD PCB, razmislite o duvaljki (hot air gun), cene su pristupačne.

BOM (bill of material) kaže da nam je potreban ATmega328p u TQFP pakovanju, zatim jedna dioda 1N5819 u SOD123, taster 3×6×2.5, otpornici 10K i 510R u 1206. Isto 1206 pakovanje važi i za LED. Micro-USB u 5P5.9, dok je 16MHz kristal u HC-49SM. Kondenzatori su, takođe, 1206, jedan od 100nF i dva od 22pF. Sve šeme, tabele i fajlove možete naći ovde: i.sk.rs/357673.

Prilikom lemljenja SMD komponenti, podrazumeva se da se svi padovi prethodno očiste, a za to je zgodan flux pen u obliku flomastera. Dodajemo malu tačku kalaja na jedan pad, dok držimo lemilicu u samom uglu da održava kalaj rastopljenim, pa zatim dodajemo komponentu. Nakon toga, lemimo drugu stranu. Potpuno isto važi i za lemljenje ATmege, ma koliko na prvi pogled delovalo teško. Vrlo mala količina kalaja na jedan pad, spuštamo čip i pozicioniramo ga tako da su svi izvodi na svojim mestima. Nakon toga, lemimo suprotnu stranu, pa tek onda ovu koju smo započeli. Ukoliko se desi da smo stavili više kalaja i premostili dva izvoda, to se rešava sa bakarnom pletenicom. Za priču o svim tehnikama i trikovima lemljenja, štampani medij nije baš najpodesniji. Nama je bitno samo da vam stvorimo sliku. Ako je sve zalemljeno, kroz lupu sve proveravamo više puta. Takozvani „hladan lem” nas može koštati sati i sati debagovanja.

Bootloader

Prvo što treba da uradimo da bismo uopšte prebacili skeč na ploču jeste da programiramo bootloader. U tu svrhu smo ostavili ICSP heder, identičan onom na Unu. Postoje razni primeri na Mreži, uz korišćenje alata iz samog Arduino IDE i uz upotrebu raznih programatora, ali mi smo se odlučili za drugačiji pristup koji autor ovih redova koristi u svakom projektu i apsolutno je noob proof. Nick Gammon je obavio fenomenalan posao za više mikrokontrolera sa prefiksom ATmega. Na GitHubu (i.sk.rs/357668) možete preuzeti sve neophodne fajlove, dok se neverovatno detaljno pojašnjenje može naći na i.sk.rs/357669.

Uz naš primer nije moguće koristiti 2x4 ICSP kabl, jer je povezivanje malo drugačije.

Kada smo sve povezali na Uno, koji koristimo kao programator, prebacujemo Atmega_Board_Programmer.ino. Na Serial monitoru. Ako je sve pravilno povezano, trebalo bi da nam se pojavi linija sa odabirom „L” i „U”, u zavisnosti od toga da li je loader za 16 ili osam megaherca, a mi u serijskom terminalu kucamo „U”. Skeč će na taj način programirati Optiboot 16MHz loader, koji će zauzeti samo 512 bajtova. Nakon toga, na monitoru dolazi odabir da li želimo da prekinemo, verifikujemo ili da programiramo čip, što mi i radimo kucajući „G”. Na terminalu će se pojavljivati linije sa informacijama šta u tom trenutku program radi, a nama je jako bitno da prođe linija „No errors found”. Kada se proces završi, dobijamo liniju „Programming mode off”, a koju prati upit da li želimo da programiramo sledeći čip, što ako radimo, kucamo „C”. Nakon reseta naše ploče, ona je spremna za klasično prebacivanje skeča. Na Nikovoj stranici redosled je malo drugačiji, ali je post iz 2012. godine, dok je skeč na GitHubu u međuvremenu promenjen.

Skeč

Kod nekih kompleksnijih projekata može se dodati integralno kolo koje će komunicirati između mikrokontrolera i računara. Mi smo takvo kolo izostavili i opredelili se za FTDI FT232RL adapter. Ovaj adapter ubadamo u naš ženski 6-pinski header i pritom vodimo računa o pinoutu. Iz tog razloga smo i obeležili na našoj ploči GND. Ploča povezana na računar pojaviće se pod nekim portom, kao i bilo koja druga. S obzirom na to da je na našoj ploči Optiboot bootloader, pod Boards biramo Una, uz odgovarajući COM port. Blink skeč, prebačen na našu ploču, radiće like a charm. Nakon prebacivanja skeča, ploču možemo napajati običnim punjačem telefona, power bankom ili bilo čim drugim, pa čak i preko nekih od headera, uz regulisani napon od pet volti.

Ovo je, naravno, običan primer sa jednom LED lampicom. Međutim, bez obzira koliko projekat bio kompleksan, koji mikrokontroler bio u pitanju, kakvi senzori i šta već - suština je ista. Isto važi i za postupak. Razvijamo projekat na prototipskoj ploči, prenosimo ga na štampanu ploču i puštamo ga u svet. Prilikom razrade iole ozbiljnijeg projekta, osim šeme i stvari vezanih za mikrokontroler, treba imati na umu da power managment i odgovarajući senzori ili releji mogu biti mnogo ozbiljniji poduhvat. Nije retkost da se V1.0 vrlo brzo pretvori u V1.5 ili i više. Eventualni početni neuspeh ne sme da vas obeshrabri, već da vas podstakne da projekat ipak privedete kraju. Mi smo tu da vam pomognemo, a adresu foruma znate.