Moduli PIC e AVR da chip SMD adatti al breadboarding: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Di tanto in tanto, ti imbatterai in alcuni microcontrollori in forma montata su superficie (SMD), che vorresti provare sulla tua breadboard! Faresti di tutto per ottenere la versione DIL di quel chip, a volte non sarebbe disponibile. Le ultime versioni dei chip MCU sono quasi sempre prodotte in forma SMD, potrebbero essere SOIC, o SOP o TSSOP, QFP o TQFP (forma quad). Questo Instructable è per riempire quel bisogno del bricolage hobbista.

Mi sono imbattuto in alcuni chip SMD per PIC16F76 - SOIC 28. Ne ho acquistati un sacco a buon mercato. Più rapporto qualità-prezzo!

Inoltre mi sono imbattuto in alcuni chip SMD per Atmega88A-AU in forma 32 Lead TQFP. Questo è un pacchetto quad con 8 pin su ciascuno dei 4 lati. E alcuni chip SMD per ATTINY44A - TSSOP a 14 pin con passo da 0,8 mm (copre solo la parte superiore del pollice!). Queste sono state una sfida, ti mostrerò cosa fare con loro nel prossimo istruibile.

Per prima cosa esamineremo il SOIC28-PIC16F76 più facile da gestire. Guarda la confezione della striscia in cui arriva (foto 1).

E quello che abbiamo fatto con esso per posizionarlo finalmente sulla breadboard, da dove gli hobbisti possono iniziare a giocare, collegando tutti i componenti che ti piacciono sui pin generosamente disponibili! vedi foto 2.

Un altro motivo per cui potresti voler fare questo genere di cose è che le versioni SMD se ne acquisti 10 o talvolta 5 su un sito cinese risultano molto più economiche della versione di tipo DIP dal tuo amichevole negozio di elettronica di quartiere, se puoi aspettare 3 settimane per riceverlo nel sistema di spedizione transcontinentale.

Passaggio 1: creazione del modulo SOIC PIC16F76 a 28 pin con passo 1,27 mm

Questi sono gli strumenti di cui hai bisogno, un tronchesino, filo d'acciaio del diametro di 0,5 mm (acquistalo da qualsiasi negozio di ferramenta, è usato per legare le barre d'acciaio, hai bisogno del filo d'acciaio perché deve essere abbastanza rigido, a volte viene fornito con una luce rivestimento di zinco), una scheda adattatore TSSOP disponibile in qualsiasi negozio di elettronica online e un righello (se si riscontrano problemi nel tagliare le lunghezze dei cavi esattamente a occhio). Anche i perni maschi dell'intestazione della macchina sono utili per allineare le lunghezze dei cavi tagliati durante il lavoro. Sono necessarie due intestazioni ciascuna con 14 pin. Saranno usati come maschere per tenere i pin mentre li inserisci nei fori dell'adattatore in seguito e durante la saldatura. Potresti usare anche un filo di acciaio da 0,6 mm, che potrebbe adattarsi meglio al nostro inserimento sulla breadboard, ma non ho avuto accesso a questa dimensione del filo.

Si prega di vedere le foto.

È necessario utilizzare un tampone 3M comunemente usato in cucina verde Scrub, utilizzare questo per pulire un tratto di 1 metro del filo da 0,5 mm per farlo brillare, far scorrere il filo da un'estremità all'altra (non tagliarlo ancora dalla bobina su quale hai immagazzinato il filo) 3 volte o più finché non acquista una lucentezza che puoi vedere. si possono vedere alcune macchie di ruggine marrone chiaro sul filo, basta pulire anche su di esse con la spugnetta. Va bene se non riesci a rimuoverli tutti completamente, purché le estremità dei fili siano lucide. Questa fase di pulizia del filo è necessaria. Mentre lo fai, allunga leggermente il filo, per uniformare eventuali attorcigliamenti o pieghe in modo che sia ragionevolmente dritto prima di iniziare a tagliare. Se qualsiasi piega nel filo non è rettificabile, rifiuta quella piccola porzione mentre esegui il taglio come da atto nel paragrafo successivo.

Inizia a tagliare dal filo pulito in lunghezze di 2 pollici. Usa un filo già tagliato per misurare la prossima lunghezza del filo da tagliare, va bene se sono fuori lunghezza fino a 1 o 2 mm. Dopo aver saldato finalmente, puoi ancora ridimensionare o tagliare quelli che sono più lunghi e livellarli. Ne servono 28, farne 4 in più nel caso si riscontrassero dei difetti durante la saldatura in un qualsiasi pezzo tagliato, per sostituirlo. Adagiateli su un foglio di carta bianca nel vostro piano di lavoro ordinatamente parallelamente all'altro.

Passaggio 2: saldatura del chip SMD SOIC28 all'adattatore

Ora prendi l'adattatore SOIC 28, di solito può avere due lati, utilizzerai il lato con passo di 1,27 mm tra i binari (l'altro lato potrebbe essere TSSOP o SSOP28 con passo di 0,65 mm). A volte sarai in grado di procurarti SOIC 32, va bene, purché sia più di 28. Puoi usare anche quelli, lascia inutilizzati i buchi che non ti servono per il tuo chip SMD. Tuttavia, posizionare il chip nella posizione più alta, sull'adattatore, allineando il suo pin n. 1 con la marcatura del pin 1 sulla scheda dell'adattatore, (sotto i pad inutilizzati. Ci sarà un punto sul chip per contrassegnare il pin n. 1. La scritta sull'adattatore che dice "SOIC-28" dovrebbe trovarsi sotto il chip, ad es., sotto i pin 14 e 15. Questa scritta sull'adattatore aiuta a riconoscere come posizionare il chip in un secondo momento quando si maneggia il modulo e si collega alla breadboard, rimuovendolo e facendolo ripetutamente in futuro, senza errori.

Pulisci anche le piste dell'adattatore e i VIA perimetrali con il tampone scotch-brite verde, non c'è bisogno di esagerare! Metti un po' di fondente sui pad dell'adattatore dove salderai. Posiziona il flusso sopra i pin MCU in alto per 1 mm solo lungo il pin, cioè all'estremità del pin. Posizionare l'MCU sull'adattatore. Puoi usare un pezzo di nastro adesivo 3M per tenerlo in posizione finché non saldi alcuni perni agli angoli del chip, per ancorarlo saldamente, quindi rimuovere il nastro e saldare il resto. È importante impiegare un po' di tempo per allineare correttamente il chip in modo che i suoi perni si trovino sulle tracce dell'adattatore il più possibile al centro e poi fissino il nastro adesivo. Durante la saldatura dei pin, utilizzare la minima quantità di saldatura possibile sulla punta del ferro (io uso un ferro da 10 watt con punta fine conica, SUGGERIMENTO: utilizzare SEMPRE un ferro a temperatura controllata di tipo manuale o automatico con isolamento di rete/tipo trasformatore quando si lavora con elettronica sensibile/microcontrollori, LED, ecc.) o 1 mm appena sopra la punta, in modo che scorra verso la punta mentre lo si tiene contro la punta di ciascun perno. È adatto un filo di saldatura a flusso multipolare da 0,5 mm di diametro. Puoi anche usare un filo di saldatura da 0,8 mm se stai attento a tamponare solo un pezzettino piccolissimo all'estremità di ciascun perno con la punta del ferro alla giusta temperatura. La saldatura scorrerà appena sotto ogni pad mentre tamponi o tocchi la punta del ferro su ciascun pin, tenendola sui binari/pad sull'adattatore. Normalmente puoi tamponare e ancorare 3 pin di saldatura ogni volta che tocchi la punta del tuo ferro sul filo di saldatura (per fonderne un po' sulla punta o 1 mm sopra la punta, poiché tenderà a scorrere verso il BASSO su una punta conica, che è quello di cui hai bisogno). E ripeti per i successivi 3 pin in sequenza. In seguito puoi tornare indietro e dare un'altra tamponatura con una piccola quantità di saldatura, alle estremità dei pin dove hai un dubbio sulla connettività, ma non mettere mai la saldatura in eccesso al primo posto, poiché collegherà i pin di contatto del MCU, perderesti molto tempo nel rimuovere questa saldatura in eccesso con una ventosa per saldatura, per non parlare del surriscaldamento degli adattatori, delle tracce e dei pin MCU). Guarda alcuni tutorial di saldatura SMD con tubo a U se non sei sicuro e fai pratica con un SMD o PCB consumabile prima di provare questo su un vero MCU!

Dopo il raffreddamento, posizionare il DMM sull'intervallo di continuità e ascoltare il segnale acustico mentre si controlla il VIA in ogni foro sulla periferia dell'adattatore con l'altra punta della sonda posizionata delicatamente su ogni pin dell'MCU! Sì, è solo un passo di 1,27 mm tra i punti MCU, ma puoi posizionare la sonda sul pin giusto! Puoi farlo anche con MCU SMD passo 0,8 mm e QFP (più tardi istruibile)! È solo un controllo di continuità, quindi un breve soggiorno della punta della sonda DMM su ciascun pin dell'MCU toccandolo leggermente dall'ALTO con la sonda tenuta verticalmente, ascoltando il segnale acustico lo farà. il trucco I fori / VIAS nell'adattatore ti aiutano ad ancorare l'altra punta della sonda del tuo multimetro digitale. Assicurarsi che la continuità sia presente per i VIA corrispondenti nell'adattatore SOIC ai pin MCU. Ripetere in caso di dubbio. Fallo partendo dal PIN1 (è segnato sui fori VIA dell'adattatore) e termina al pin 28 in ordine in modo da non perdere nessun pin o foro). Cerca attentamente i pin collegati a ponte, usando una lente se lo desideri, mentre lo fai, e fai un controllo di continuità anche sul pin adiacente per assicurarti che non ci sia bridging tra QUALSIASI DUE pin adiacenti. Qualsiasi leggero ponte che puoi correggere posizionando la punta di ferro su di esso, rifondendolo e tirando verso l'esterno nello spazio tra i due pin MCU. Se questo non corregge il bridging, ovviamente hai a che fare con un globo più grande (non hai rispettato la regola del "minimo saldatura" da utilizzare!).

Questo controllo di continuità per la possibilità di bridging può essere eseguito anche alla periferia poiché hai già controllato dai pad di bordo / fori VIA ai singoli pin MCU per la continuità nel passaggio precedente! Basta controllare la continuità da un foro VIA al suo vicino! Non dovrebbe emettere un segnale acustico!. Spero che la mia spiegazione sia abbastanza dettagliata da aiutare anche il principiante.

Quindi, dopo aver completato questo in modo soddisfacente, passa all'atto di saldare i pezzi di filo ai fori VIA sui bordi dell'adattatore (passaggio successivo).

Passaggio 3: posizionare i pezzi di filo tagliato nei fori dell'adattatore e saldare

Posiziona ogni pezzo di filo che hai tagliato con cura in ciascun foro dell'adattatore SOIC-28 finché non si ferma nel foro guida sottostante all'interno dell'intestazione dei perni della macchina. tenere l'intestazione dei pin della macchina a una distanza al di sotto dell'adattatore in modo che sporga esattamente un pollice per ogni filo che si inserisce sotto il foro dell'adattatore. Questo è come l'ho fatto. L'intestazione dei perni della macchina è abbastanza stretta da ricevere la punta del filo da 0,5 mm, una misura corretta e la mantiene in posizione mentre si posizionano anche altri perni nei fori rimanenti. Eseguire prima un lato dell'adattatore SOIC, ovvero 14 bit di filo verranno introdotti su un lato prima attraverso i fori dell'adattatore. Tutti i pezzi di filo dovrebbero entrare saldamente nella testata della macchina, tenendola un pollice sotto (spingi ogni estremità del pezzo di filo nel foro nella testata della macchina) in posizione esattamente parallela, per quanto puoi vedere il suo parallelo ad occhio, sotto di essa! Sembra difficile, ma non lo è, continua a farlo un filo alla volta.

Infine posizionare il flusso usando uno spazzolino sui fori Via attraverso i quali passano i pezzi di filo. Più flusso è sempre buono, puoi sempre ripulire in seguito con IPA. Mettere un po' di fondente anche sul filo che si trova vicino al foro dell'adattatore, un mm sopra e sotto di esso. Riscalda il tuo saldatore e inizia a saldare. Saldare sopra e sotto i fori Via, in modo da ottenere dei bei giunti di saldatura conici appuntiti sui fori e sui fili che passano. Non è così difficile come sembra! Se non l'hai mai fatto prima, lo otterrai facilmente, usa solo abbastanza flusso se trovi che la saldatura non si fonde correttamente né con il pad o con il filo di acciaio. Ulteriori SUGGERIMENTI: Non utilizzare una temperatura del ferro troppo alta, poiché ciò causerà l'evaporazione del flusso prima che abbia svolto il suo lavoro! Riducete anche la temperatura del ferro ruotando il suo regolatore (il ferro a temperatura controllata manuale ne ha bisogno, ma anche quelli di voi che hanno i ferri automatici hanno bisogno di impostare la temperatura più bassa che ANCORA SCIOLGA LA SALDATURA in modo affidabile, per evitare il surriscaldamento, la delaminazione del pad e il flusso evaporazione prematura) fino a quando il calore è appena sufficiente per svolgere il lavoro durante la saldatura e la fusione delle lunghezze dei cavi ai fori Via nell'adattatore.

Dopo aver completato quanto sopra, ripetere con l'altra intestazione del perno della macchina tenuta sotto i fori dell'adattatore, utilizzando i restanti 14 bit di filo sull'altro lato e saldare. (SUGGERIMENTO: stiamo usando l'intestazione dei pin della macchina a 14 pin come 'JIG & FIXTURE' per aiutarci a tenere i pin equidistanti, le estremità posizionate alla giusta distanza e quindi saldare, un filo alla volta. Assicurati prima saldando i pin che il JIG e il PCB dell'adattatore sono alla giusta distanza (ogni pin dovrebbe sporgere di almeno un pollice sotto la scheda dell'adattatore) e il più parallelo possibile.) Nelle foto sopra vedrai il chip non è saldato sul adattatore, perché è mostrato a scopo dimostrativo, ma è necessario saldare il chip SMD sull'adattatore prima di saldare le punte del filo o i pin attraverso i fori dell'adattatore/VIA! (Un chip che ho già saldato e le foto per questo puoi vedere il passaggio successivo.)

Passaggio 4: il pacchetto MCU DIL completato pronto per l'uso su breadboard! e anche per i ponticelli DuPont

Puoi vedere le foto che mostrano il modulo completato. Puoi posizionarlo su qualsiasi breadboard e collegare i componenti come desideri mentre fai esperimenti su questo MCU.

Notare che oltre ai fori della breadboard, è anche possibile utilizzare le sporgenze del cavo superiore (sopra il PCB dell'adattatore) per collegare i connettori del cavo di collegamento di tipo DuPont femmina! Questo può aiutarti a evitare la congestione dei cavi. In questo modo ti dà una maggiore flessibilità nell'uso di questo modulo. Il filo da 0,5 mm che abbiamo usato funziona anche per adattarsi perfettamente ai ponticelli DuPont! Normalmente posiziono questo modulo sulla breadboard, la maggior parte delle connessioni ai pin sono fatte sulle prese pin della breadboard tranne Vcc e Ground che collego direttamente con i jumper DuPont sulla parte superiore del modulo. Nel caso in cui stai testando un pin digitale con un LED, puoi collegare questo LED con un resistore direttamente a uno dei pin superiori se non hai spazio sulla breadboard. Quindi possiamo effettuare connessioni in due strati a questa scheda adattatore! Anche misurare la tensione ai pin è facile, basta collegare la sonda nera DMM al pin di terra e l'altra sonda rossa al pin dove si desidera misurare, utilizzando i pin sporgenti in alto per misurare la tensione (ad esempio, tensione PWM su un pin, Digital ON stato di un pin ecc.).

Passaggio 5: alcune altre foto per capire cosa abbiamo fatto

Ulteriori foto ti aiuteranno a capire il processo e infine cosa abbiamo ottenuto, adatto ad essere inserito nella nostra breadboard. Nota che ci sono due modi per usarlo nella breadboard, puoi collegarlo direttamente senza rimuovere i pin dell'intestazione Machine Male su entrambi i lati (header a 14 pin su entrambi i lati) che si adattano ancora perfettamente ai fili che scendono dall'adattatore che tiene fuori MCU! oppure puoi rimuovere con attenzione le intestazioni, assicurandoti che i pin siano equidistanti 0,1 pollici l'uno dall'altro e collegare le estremità del filo d'acciaio di 0,5 mm di diametro nella breadboard. Assicurati di raddrizzare tutti i pin con una pinza ad ago dopo che il processo di saldatura dei fili all'adattatore è completo, mantenendo una spaziatura uniforme tra i pin alla loro estremità superiore sopra la scheda dell'adattatore e all'estremità inferiore dove va nella breadboard. Ma lo uso con i perni dell'intestazione in posizione, poiché aiutano nell'allineamento dei fili rigidi che si adattano perfettamente ai fori dell'intestazione.

È una tua scelta, qualunque cosa ti senta a tuo agio.

Fase 6: Modulo per SOIC 0.8mm Pitch Attiny44A

Fornisco solo le foto per i pacchetti che ho realizzato per la sperimentazione su Attiny44A e QFP Atmega 88A a 32 pin. Descriverò come farlo in seguito istruibile. Sono saldati su un proprio modulo plug-in rimovibile, con prese corrispondenti (intestazioni dei pin del ponticello femmina) saldate su una scheda di sviluppo con programmazione rapida che ho realizzato da stripboard, che contiene anche l'intestazione ICS a 10 pin dall'USB-ASP. per comodità nella programmazione.

Passaggio 7: modulo plug-in per pacchetto TQFP a 32 pin Atmega88A-SSU, solo immagini con scheda di sviluppo per utilizzarlo

Vedi le foto allegate., Non fornisco una descrizione del processo in questo istruibile, ma è molto simile a quello descritto per la creazione del modulo rimovibile contenente l'MCU. Viene mostrata anche l'intestazione ICS a 10 pin. C'è un LED che indica l'alimentazione su ogni scheda. Anche una Schottky di prevenzione della tensione inversa con Vfw 0.24V sulla scheda mostrata in queste foto. Normalmente li metto su ogni tavola che creo da stripboard.

C'è anche un pulsante RESET pin per metterlo a terra e un resistore da 4,7 K per il pull-up di questo pin a Vcc. Questa resistenza di ripristino è necessaria non solo per il normale funzionamento dell'MCU, ma anche per la sua programmazione. L'USB-ASP porterà il pin RESET al potenziale GROUND, dopodiché i pin MISO, MOSI, SCK smetteranno di comportarsi come pin Port e assumeranno le loro "funzioni alternative" per eseguire il protocollo SPI (funzione ICS). Quando il pin RESET è tenuto alto dall'USB-ASP, questi stessi pin funzionano nella loro modalità normale come pin delle porte. Questo può aiutarti a capire meglio come funzionano questi stessi pin in due modi diversi, uno durante la programmazione, l'altro durante il normale funzionamento come pin della porta, e perché il bit del pin RESET dovrebbe essere impostato su 1 per "consentire" di essere utilizzato per il ripristino scopo invece del pin della porta e perché il bit SPIEN in Fuses dovrebbe essere impostato (valore '0') per abilitare ICS/programmazione con i pin SPI della funzione MCU..

Tutte queste schede descritte con foto, le ho realizzate e testate e ho eseguito programmi di vario tipo, in modo affidabile.

La presa bianca che vedete serve per estrarre un connettore a 6 pin dalla scheda di programmazione di sviluppo che funziona efficacemente come un header ICS da 10 pin a ICS a 6 pin. Più su questo più tardi. La presa maschio che si collega a questa presa bianca contiene cavi che terminano in ponticelli tipo DuPont femmina che puoi far scorrere sopra i fili che sporgono da qualsiasi modulo che hai realizzato finora, sui pin ICS, in modo da poterli programmare facilmente senza mettendoli su una breadboard!

Buon esperimento! Ora i chip SMD e gli MCU non sono un limite ai tuoi viaggi. in eccitanti orizzonti di microcontrollori. Rimane o si basa sulle tue idee di progetto e abilità di programmazione ora!

Attendo con impazienza i tuoi commenti e le osservazioni di seguito, su questo articolo, e conoscere altri modi che potresti aver utilizzato per rendere i chip SMD utilizzabili dagli hobbisti.