21/12/2014

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.

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

27/11/2014

Placa de desenvolvimento "PICop" (Rev. A)

Esta é uma revisão maior ao projecto "PICop", apresentado no post de 29 de Julho. A nova versão introduz características importantes, designadamente protecção contra sobre-tensões e um botão adicional que pode ser utilizado para reset ou para implementar funções do utilizador. Também foram feitas algumas correcções, tanto no circuito como a nível de layout.

Placa de desenvolvimento "PICop", revisão A.

Apesar das novas implementações, o circuito não difere substancialmente do original. O micro-controlador, anteriormente com a designação IC1, assume agora a designação IC2. IC1 é um dispositivo PolyZen, que é essencialmente um fusível PPTC e um díodo Zener no mesmo encapsulamento, e serve para proteger o micro-controlador contra eventuais sobre-tensões na alimentação. O dispositivo anterior também oferece alguma protecção contra inversões de polaridade, se bem que no caso do PIC18F2450 tal protecção pode não ser suficiente (é de salientar que o referido micro-controlador suporta uma tensão inversa de apenas 0,3V, valor máximo conforme consta na respectiva folha de dados, ao passo que o PolyZen só começa a actuar quando esta atinge cerca de 0,7V).

Pormenor do dispositivo PolyZen, situado na face inferior da placa.

Por seu lado, JP1 é agora um conector de dois pinos. Esta alteração prende-se com o facto de não ser necessário isolar o pino RE3 do micro-controlador do resistor R2, uma vez que esse pino é apenas usado internamente. Com a introdução de S1, um interruptor pulsador, é agora possível utilizar o pino RE3 para implementar a função de reset (função MCLR, com o bit MCLRE a um) ou qualquer outra função (como entrada digital, com o bit MCLRE a zero). Por conseguinte, R2 tem agora uma dupla função como resistor de pull-up: auxilia a programação via ICSP e mantém alto o nível lógico do pino RE3 se o pulsador S1 não estiver premido.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C2 – Condensador cerâmico multi-camada 470nF 10V (0805);
C3/4 – Condensador cerâmico multi-camada 27pF±5% C0G 10V (0805);
IC1 – Circuito de protecção PolyZen ZEN056V075A48LS;
IC2 – Micro-controlador PIC18F2450 (PIC18F2450-I/ML);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 10 pinos;
J4 – 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 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805);
R3/4 – Resistor de filme espesso 100KΩ±5% 1/8W (0805);
S1 – Interruptor pulsador C&K PTS525SM10 (PTS525SM10SMTRLFS);
X1 – Cristal CTS 406C35E20M00000.

O layout está disponível nos formatos brd (Eagle 6.6.0) e Gerber. Novamente recomendo a aquisição da placa através do OSH Park, dado que o layout foi criado tendo em conta as especificações deste serviço. Quanto à montagem, seguem-se os preceitos anteriormente referidos: soldam-se primeiro os componentes SMD da face superior, e só depois os componentes SMD da face inferior, aplicando o ar quente de modo a dar o calor estritamente necessário e o mais breve possível. Os componentes through-hole soldam-se em último lugar com ferro de soldar.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/k8bj6ynxaj13rmjdnaz4
Diagrama do circuito (Eagle 6.6.0 sch): http://app.box.com/s/rfl06so0ggoo0fx312hs
Layout da placa (Eagle 6.6.0 brd): http://app.box.com/s/ufuai276yvyb6wkz38u5
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/8310vewbv9qb2ti1cbm7
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/qpcpnih0r1xzdad3ifk3
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/0nc7hocsq34xpet7eatb
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/l8TItge9

07/10/2014

Programa de demonstração para a placa de desenvolvimento "PICtree"

Trata-se de mais um programa de demonstração, agora concebido para testar e demonstrar a funcionalidade da placa PICtree. Tendo este programa carregado, a PICtree faz piscar 16 LEDs em sequência, no sentido anti-horário e em ciclos de dois segundos. O circuito para a demonstração deve ser montado em placa de ensaio, conforme o diagrama da figura seguinte:

Como anteriormente, o programa está disponível em C e em hexadecimal. O código C deve ser previamente compilado com o compilador XC8 da Microchip, ao passo que o ficheiro hexadecimal pode ser carregado directamente para o micro-controlador.

Links importantes:
Programa em C: http://app.box.com/s/jhz1...zglt
Ficheiro hexadecimal: http://app.box.com/s/iykv...3no1

08/09/2014

Saturn PCB Toolkit 6.8

Uma ferramenta imprescindível no desenho de placas de circuito impresso, o Saturn PCB Toolkit pode ser considerado como o "canivete suíço do engenheiro electrotécnico". Esta aplicação permite calcular e prever as características de praticamente qualquer condutor em placa de circuito impresso, incluindo vias, pares diferenciais e indutores planares. Adicionalmente, todas as funções incluídas são totalmente parametrizáveis.

Actualmente na versão 6.8.1, esta aplicação pode ser obtida gratuitamente através do site da Saturn PCB. Mas, independentemente do facto de ser grátis, o Saturn PCB Toolkit é uma ferramenta que recomendo vivamente pela sua grande utilidade.

Links:
Saturn PCB: http://www.saturnpcb.com/
Saturn PCB Toolkit: http://www.saturnpcb.com/pcb_toolkit.htm

12/08/2014

Programa de demonstração para a placa de desenvolvimento "PICant"

Este programa serve para testar e demonstrar a funcionalidade da placa PICant. A sua lógica de funcionamento é muito simples: selecciona-se o LED que fica aceso premindo o pulsador correspondente. Para realizar a demonstração deverá montar o circuito em placa de ensaio, de acordo com o diagrama da figura seguinte:

Novamente, o programa está disponível em C e em hexadecimal. O código C deve ser compilado com o XC8, um compilador da Microchip. Por outro lado, o ficheiro hexadecimal pode ser carregado directamente para o micro-controlador.

Links importantes:
Programa em C: http://app.box.com/s/lw5hl5ml9alg4z8rq9m0
Ficheiro hexadecimal: http://app.box.com/s/bomljjazlzyqynz9u1du

29/07/2014

Placa de desenvolvimento "PICop"

PICop é uma placa de desenvolvimento baseada no micro-controlador PIC18F2450 da Microchip. Apesar de ter algumas semelhanças em relação às suas predecessoras PICcell, PICant e PICtree, esta nova placa possibilita o desenvolvimento de aplicações USB ou USART. Para além do conector USB, a PICop tem 18 pinos de E/S, cabeça de programação com suporte LVP e cristal de 20MHz para uma operação precisa. Em suma, trata-se de uma ferramenta de desenvolvimento muito versátil.

Comparativamente às placas de desenvolvimento anteriores, o circuito introduz alguns elementos novos. O cristal X1 fornece uma base de tempo de 20MHz ao micro-controlador, tendo C3, C4 e R1 os valores adequados para garantir a estabilidade do oscilador. É de salientar que, com as definicões do prescaler e do postscaler da PLL correctas, esta base de tempo permite a operacão do módulo USB do PIC18F2450 em full speed e em low speed. O conector USB está ligado ao micro-controlador através de um par diferencial, cuja impedância característica de 93,7Ω está dentro dos limites da especificação USB (90Ω±15%). Note que a alimentação do circuito nunca é feita via USB, sendo que a tensão proveniente do host (V_bus) é detectada pelo pino RC2 do micro-controlador por intermédio do resistor R4, servindo R3 apenas como resistor de carga.

Apesar destas diferenças, existem elementos em comum que convém mencionar: o condensador C1 estabiliza a tensão de alimentação do micro-controlador, ao passo que R2 é um resistor de pull-up necessário à programação. Tal como nas demais placas de desenvolvimento, a proveniência da tensão de alimentação pode ser seleccionada através de JP1.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C2 – Condensador cerâmico multi-camada 470nF 10V (0805);
C3/4 – Condensador cerâmico multi-camada 27pF 10V (0805);
IC1 – Micro-controlador PIC18F2450 (PIC18F2450-I/ML);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 10 pinos;
J4 – Conector USB Hirose UX60-MB-5S8;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 390Ω±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805);
R3/4 – Resistor de filme espesso 100KΩ±5% 1/8W (0805);
X1 – Cristal CTS 406C35E20M0000.

O layout está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Quanto à encomenda da placa, o serviço de fabrico a escolher deve admitir layouts de quatro camadas com furação a partir de 0,5mm. Nesse sentido, recomendo o OSH Park, uma vez que o layout está optimizado para as especificações deste serviço.

A montagem deste projecto requer equipamento especializado e alguma experiência. Todos os componentes SMD devem ser soldados por refusão com ar quente, sendo que os primeiros a serem soldados são os da face superior, pois alguns desses componentes requerem mais calor. Os componentes SMD da face inferior devem ser soldados à posteriori, aplicando o calor estritamente necessário e no tempo mais curto possível, por forma a impedir a difusão excessiva de calor para a outra face. Os componentes through-hole soldam-se em último lugar pelo processo usual.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/1bk6qzwxb3sfl0v41h4y
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/q4e7bcogus2c6tbvte1t
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/j5c7mtt4sj0twg6o1s9q
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/o7yzxb7a87ko51t2wst3
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/ob326jitz070qwvpdwhu
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/xyzc3qukmn1rprci833a
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/7pMcczyS

08/07/2014

Circuito regulador de tensão CRT5V

O CRT5V é um circuito regulador de tensão especificamente desenhado para funcionar com placas de ensaio. Fornecendo uma tensão de 5V e uma corrente máxima de 1A, é adequado para alimentar a maioria dos circuitos digitais. Pode ser alimentado por fontes não reguladas de 9 a 12V. Além disso, a corrente necessária varia de acordo com a corrente consumida pela carga, o que permite alguma flexibilidade quanto à escolha de uma fonte de alimentação com menor ou maior capacidade.

Parâmetros de funcionamento:
– V_{d. mín.} = 7,84V
– V_{d. máx.} = 13,2V
– I_{L max.} = 1A

Características eléctricas:
– I_d. (I_L. = 0A) = 21,78mA
– P (V_d. = 9V, I_L = 0A) = 196mW
– P (V_d. = 12V, I_L = 0A) = 261,3W

De concepção simples, o circuito tem como elemento central um regulador de tensão 7805. O condensador C1 filtra o ruído na tensão de entrada, ao passo que C2 serve para estabilizar a tensão de saída do regulador. A presença desta última tensão é assinalada por D3, um díodo emissor de luz, servindo R1 para limitar a corrente que o atravessa.

No entanto, e apesar da sua simplicidade, este circuito conta com diversas medidas de protecção. O díodo D1 protege o regulador contra inversões de polaridade na alimentação. Por seu turno, D2 protege o regulador caso a tensão à saída do mesmo ultrapasse a tensão na sua entrada (o que acontece, por exemplo, quando se alimenta uma carga capacitiva e a alimentação é cortada). Por fim, D4 é um díodo de roda livre cujo propósito é proteger a saída do regulador contra picos de tensão vindos de cargas indutivas.

Lista de componentes:
C1 – Condensador electrolítico 10µF 25V;
C2 – Condensador de poliéster 100nF 63V;
D1 – Díodo rectificador 1N5400;
D2 – Díodo rectificador 1N4001;
D3 – LED vermelho;
D4 – Díodo de comutação rápida 1N4150;
HS1 – Dissipador passivo de 4,8°C/W;
IC1 – Regulador de tensão 7805 (LM7805/µA7805);
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2/3 – Conector header macho de 2 pinos;
R1 – Resistor de carvão 180Ω±5% 1/8W.

Tal como em projectos anteriores, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. A montagem deste projecto não requer ferramentas ou processos especiais. Todavia, para além do típico ferro de soldar de 25W, é necessário um segundo ferro de 60W para soldar o dissipador. Em alternativa, pode simplesmente usar uma estação de soldar com ajuste de temperatura ou de potência.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/mt8hg9bdnqpd8amizatz
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/4vhsd3v7qin4hta0sdim
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/7jq71jkxq2hfjeumg3uy
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/ww64uyzgg4q442s5a3jr
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/dt8ut4j2vv9ivpnnhbpq
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/n4am3g4b1lu5h80s0g8e
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/wpNuqv2N

29/06/2014

Programa de demonstração para a placa de desenvolvimento "PICcell"

Como o título sugere, trata-se de um pequeno programa que serve para demonstrar a funcionalidade da placa PICcell. Com este programa, a PICcell faz piscar cinco LEDs de forma alternada. O circuito para a demonstração deve ser montado em placa de ensaio, de acordo com o seguinte esquema:

O programa está disponível tanto em C como em hexadecimal. O código C deve ser compilado com o XC8, um compilador da Microchip. Por seu turno, o ficheiro hexadecimal pode ser carregado directamente para o micro-controlador, isto é, sem compilar primeiro.

Links importantes:
Programa em C: http://app.box.com/s/zcupij3dvks3qmnf6bkh
Ficheiro hexadecimal: http://app.box.com/s/zcylmr8o2pqnbtxyjdx9

29/05/2014

Carta adaptadora ICSP/ZIF "Protos II"

Protos II é uma carta adaptadora ICSP para ZIF que suporta micro-controladores PIC com até 40 pinos. Essencialmente utiliza um conceito semelhante ao da carta adaptadora Protos. Todavia, por ter duas cabeças de programação, a sua aplicabilidade estende-se aos micro-controladores da família PIC18, de 28 e 40 pinos.

O circuito não é muito diferente dos anteriores. C1 é um condensador de desacoplamento que estabiliza a tensão de alimentação. Por sua vez, R1 e R2 são resistores de pull-up que auxiliam a programação, tendo efeito respectivamente nos conectores J1 e J2.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de poliéster 10nF 63V;
J1/2 – Conector header macho de 6 pinos;
R1/2 – Resistor de carvão 10KΩ±5% 1/8W;
SK1 – Suporte ZIF DIP de 40 pinos.

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Mais uma vez, friso a importância de recorrer a um serviço de fabrico de PCBs de modo a garantir bons resultados.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/quten6pto366f4by2cvi
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/1e88eqm37oocllfvm8of
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/67d4jko1ljke8linyyoi
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/4sverie7w46jtk5b715p
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/fl82wxftpwkaxmp3fsnq
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/i1cxlivesmcuvv88e5zh
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/Ftad5Us7

06/05/2014

Placa de desenvolvimento "PICtree"

Inspirada nas placas PICcell e PICant, PICtree é uma placa de desenvolvimento que emprega o PIC16F690 da Microchip. Comparativamente à PICcell, esta nova placa de desenvolvimento tem o triplo dos pinos de E/S e mais memória. Cobrindo bastante mais aplicações do que qualquer das anteriores, a PICtree torna possível simular circuitos em torno do PIC16F690 ou outros micro-controladores compatíveis contendo até 20 pinos.

O circuito nada apresenta de novo em relação aos anteriores. Mais uma vez, C1 é um condensador de desacoplamento que serve o micro-controlador, enquanto que R1 é um resistor de pull-up necessário à programação. Por seu turno, JP1 permite seleccionar a proveniência da tensão de alimentação do micro-controlador. Note que a pinagem do circuito segue a ordem que está presente nas versões P, SO e SS do PIC16F690, não obstante o facto da versão ML aqui usada apresentar uma ordem de pinos diferente.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Micro-controlador PIC16F690 (PIC16F690-I/ML);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 10 pinos;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805).

Como anteriormente, o layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Este layout em particular requer um serviço de fabrico que suporte furos a partir de 0,5mm. Saliento também que a soldadura dos componentes SMD deve ser feita recorrendo a equipamento específico. O micro-controlador em particular, por ter encapsulamento QFN, deve ser soldado por refusão.