21/12/14

Placa de desenvolvimento "PICop II"

Inspirada na placa PICop, trata-se de uma placa de desenvolvimento concebida em torno do micro-controlador PIC18F4550 da Microchip. Embora o projecto seja diferente, a PICop II pode ser considerada como uma versão melhorada da sua predecessora, uma vez que tem mais pinos de E/S e o dobro da memória flash. Além disso esta nova placa inclui um segundo circuito oscilador para aplicações em tempo real, o que a torna muito útil quando é necessário medir o tempo de forma precisa.

Placa de desenvolvimento "PICop II".

O circuito é bastante linear, aparte algumas complexidades. IC1, um dispositivo de protecção PolyZen, protege o micro-controlador (IC2) contra sobre-tensões que ocorram na alimentação. Convém mencionar que este dispositivo também oferece alguma protecção contra inversões de polaridade, embora no caso do PIC18F4550 tal protecção não se garanta (o micro-controlador anterior suporta uma tensão inversa de apenas 0,3V, valor máximo segundo a respectiva folha de dados, e o PolyZen somente tem efeito quando esta atinge um valor próximo de 0.6V). C1 e C2 são condensadores de desacoplamento cujo propósito é filtrar o ruído nas alimentações do micro-controlador, ao passo que C3 serve para estabilizar o regulador interno do módulo USB do PIC18F4550. R3 é um resistor de pull-up necessário à programação por ICSP, servindo também para manter o valor lógico do pino RE3 em nível alto durante a operação.

Pormenor dos circuitos osciladores, na face inferior da placa.

Como se vê na imagem acima, a PICop II tem dois circuitos osciladores: o cristal X1, de 20MHz, fornece a base de tempo principal ao micro-controlador, enquanto que X2, de 32,768KHz, fornece a base de tempo RTC (de Real Time Clock). Note que os osciladores do PIC18F4550 operam de forma independente, o que possibilita os mais diversos modos de funcionamento. Inclusivamente, é possível configurar o micro-controlador de modo a que a base de tempo seja dada por X2 ao invés de X1.

Lista de componentes:
C1/2 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C3 – Condensador cerâmico multi-camada 470nF 10V (0805);
C4/5 – Condensador cerâmico multi-camada 27pF±5% C0G 10V (0805);
C6 – Condensador cerâmico multi-camada 12pF±5% C0G 10V (0805);
C7 – Condensador cerâmico multi-camada 15pF±5% C0G 10V (0805);
IC1 – Circuito de protecção PolyZen ZEN056V075A48LS;
IC2 – Micro-controlador PIC18F4550 (PIC18F4550-I/ML);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2-7 – Conector header macho de 5 pinos;
J8 – Conector USB Hirose UX60-MB-5S8;
JP1 – Conector header macho de 2 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 270Ω±5% 1/8W (0805);
R2/3 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805);
R4/5 – Resistor de filme espesso 100KΩ±5% 1/8W (0805);
S1 – Interruptor pulsador C&K PTS525SM10 (PTS525SM10SMTRLFS);
X1 – Cristal CTS 406C35E20M00000;
X2 – Cristal CTS TF322P32K7680.


O layout está disponível nos formatos brd (Eagle 6.6.0) e Gerber. A encomenda da placa deve ser feita pelo OSH Park, uma vez que o layout foi desenhado tendo em conta as especificações deste serviço. Caso prefira outro serviço de fabrico, deverá verificar se o mesmo admite layouts de quatro camadas com furação a partir de 0,5mm.

A montagem deste projecto requer equipamento especializado e alguma experiência. Todos os componentes devem ser soldados cumprindo a seguinte ordem: primeiro soldam-se os componentes SMD da face superior, posteriormente os componentes da face inferior, e por último os componentes through-hole. Os componentes SMD devem ser soldados por refusão com ar quente, sempre com o cuidado de aplicar o calor estritamente necessário e no tempo mais curto possível.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://www.box.com/s/9df1wuvwt7yb2ys412pw
Diagrama do circuito (Eagle 6.6.0 sch): http://www.box.com/s/b73jzox4s606i75724l8
Layout da placa (Eagle 6.6.0 brd): http://www.box.com/s/hlszn7yn8xqrt1emsjgc
Ficheiros Gerber: http://www.box.com/s/hs6im6d4vt7zd3ejgicu
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://www.box.com/s/n3qydlcavuyqr4ejp715
Pasta contendo todos os ficheiros: http://www.box.com/s/jpwccsy6esk70wcinwba
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/sJwKrsTZ