|
|
| Миниатюрный адаптер для подключения приемников и радиостанций к компьютеру через COM-порт
|
| Начало » Разработки
|
| Разместил: |
ЗигЗаг  |
| Необходимые детали, приборы, инструменты |
Разъем DB-9F (мама) в разборном корпусе Двухпроводный Аудио/Видео кабель 1-1.5 метра |
| Полезные ссылки |
1. статья по теме
2. статья по теме
|
|
Текст статьи: •
|
Адаптер для подключения приемников и радиостанций к персональному компьютеру через COM-порт по двух и трех-проводной линии программирования.
Этот адаптер я делал для приемника YAESU VR-500, но как подсказали участники форума, его можно использовать и для других моделей.
Среди этих моделей: YAESU VR-120, VR-500, VX-1, IC-R10, IC-R20 и др.
С небольшим изменением (о нем в конце статьи) подключаются AOR 2700, 8000 и 8200.
Данный адаптер создавался как альтернатива существующим в интернете вариантам с целью уменьшения его габаритных размеров до возможности размещения всего адаптера в корпусе разъема DB-9F (чисто эстетический аспект) и уменьшения его энергопотребления, дабы сохранить работоспособность адаптера на слабеньких COM-портах без использования внешнего питания.
В роли преобразователя уровней решено использовать микросхему ADM101E фирмы Analog Devices, как нельзя лучше подходящую для подобных задач. ADM101E позволяет передавать данные со скоростями до 460 килобит в секунду и имеет низкое энергопотребление. Корпус в исполнении microSOIC. Данный адаптер потребляет от COM-порта ток всего 5-6 миллиампер, что обеспечивает почти четырехкратный запас по току с учетом питания от двух линий порта.
Здесь находится принципиальная схема и шаблоны печатных плат.
А вот монтажные схемы.
Верхняя сторона печатной платы:
Нижняя сторона печатной платы:
Что нам потребуется для сборки адаптера:
-Кусочек двухстороннего фольгированного текстолита, размером примерно 40х25 миллиметров.
- Кабель аудио/видео двухпроводный экранированный длиной 1-1.5 метра
- два 3-х выводных стереоджека (если в вашем приемнике используются другие штекера, то вместо одного стереоджека необходим один штекер, подходящий к вашему приемнику)
- Разъем DB-9F в разборном корпусе (в комплекте идет со всем крепежом и планками)–1 шт.
- ну и инструмент (паяльник, пинцет, припой, флюс…)
Далее идет информация для начинающих, продвинутые могут уже начинать делать. :)
Теперь о радиодеталях:
(смотрим схему)
Диоды VD1, VD2- любые в корпусе SOT23 (или SST3). Единственное пожелание, если будет возможность выбора, выбирайте те, что имеют меньшее падение напряжения. От этого напрямую зависит возможность питания данного адаптера от слабых COM-портов. Лично я выдрал эти диоды с платы дохлого флопика, падение напряжения на них оказалось 0.6 вольта. Если будете также, как и я, побираться в поисках деталей по старым платам :), не перепутайте диоды с другими элементами в таких же корпусах, рядом с ними должно стоять обозначение D, или VD. Ну и прозвонить не забудьте, чтоб на убитые не нарваться. Два диода можно заменить одной диодной сборкой с общим катодом в таком же корпусе. В этом случае сборка устанавливается вместо диода VD1, соответственно устанавливать VD2 не нужно.
Стабилизатор DA1 любой на напряжение стабилизации 5 вольт в корпусе SOT-89. Например TA78L05F, или NJM78L05… В общем этих стабилизаторов выпускают все, кому не лень под разными обозначениями. Есть вероятность приобретения стабилизатора из серии Low Drop. Можно использовать и их, ничего плохого в этом нет, но у них расположение выводов отличается от простых стабилизаторов, придется на плате резать дорожки и кидать перемычки, или в графическом редакторе подправить шаблон. Да и стоят они дороже, чем обычные.
В крайнем случае можно вместо стабилизатора применить стабилитрон на 5 вольт.
Конденсаторы. Обычные керамические чип-конденсаторы типоразмера 0805. Хотя Analog Devices рекомендует применять конденсаторы Low ESR, но простые тоже работают нормально. Нужно 1 конденсатор емкостью 0.3 микрофарад и 3 штуки емкостью 0.1 микрофарад. Я в своем адаптере использовал конденсаторы X7R. Только в отличии от остальных элементов, конденсаторы всеже лучше использовать новые, так как от их качества зависит работоспособность нашего адаптера.
Резисторы. Типоразмер 0805. Номинал не критичен. Теоретически можно обойтись и без них. Но я просто подстраховался, так как не знаю что стоит у приемника на интерфейсе и какие максимально допустимые токи он может переварить. Да и для ADМ101E с резисторами работать полегче будет. Я в своем адаптере применил R1- 470 Ом, R2- 3.3 кОм. Просто расчетных не оказалось в наличии.
Ну теперь можно браться за работу.
Печатную плату делаете любым удобным для вас способом. Лучшее качество получится конечно же при использовании фотоспособа. Но лазерный утюг тоже дает нормальные результаты. Я свою платку так и сделал.
Для начала необходимо распечатать шаблоны в натуральную величину. Для этого сначала распечатываем их из Акробата как есть, с масштабом 1:1, затем измеряем линеечкой в миллиметрах полученный отпечаток по размерной линии 28 мм. Теперь делим 28 на полученную цифру и умножаем на 100%, это и будет необходимый масштаб печати для получения реального фотошаблона. У меня получился масштаб 13,183%. Теперь просто в свойствах печати выставляем этот масштаб и печатаем шаблоны для дальнейшей работы. При печать на принтере желательно использовать максимально возможное разрешение.
Полученные отпечатки складываем лицом друг к другу, на просвет совмещаем крестики и аккуратно, чтобы избежать смещения листков, скрепляем их с 3-х сторон степлером. У нас получился своеобразный конвертик. Внутрь него вкладываем нашу подготовленную платку и несем этот бутерброд под утюг, или ультрафиолетовую лампу. Подробно процесс изготовления печатных плат в домашних условиях широко описан в интернете, так что расписывать его здесь не буду.
После протравки контролируем качество платы на предмет всяких лишних, либо недостающих деталей. Если все отлично, облуживаем плату припоем. Следует аккуратно относиться к тонким дорожкам и контактным площадкам не допуская их перегрева, или механического воздействия. Если текстолит отечественного производства, то проводники могут легко отслоиться из-за перегрева. Чтобы легче было потом монтировать компоненты на плату, на контактных площадках можно оставить слой припоя при лужении чуть толще, чем на дорожках, особенно это актуально для посадочного места ADM101E. После лужения проверьте плату на предмет отсутствия «соплей» между дорожками, при обнаружении- убрать.
Если все у нас получилось, и ничего не отвалилось от платы нужного, начинаем механическую обработку. Сначала высверливаем сверлом диаметром 0,4-0,6 мм все переходные отверстия (их всего 3 напротив разъема DB-9F) и осевые отверстия под крепеж шнура и боковые пазы. Теперь более крупными сверлами увеличиваем диаметры отверстий до необходимой величины (переходные отверстия больше не трогаем). После этого обрабатываем плату по контуру чтобы она свободно входила в корпус разъема. Можно смело обтачивать до внутреннего края контурной линии платы. Для этой операции очень хорошо подходит китайский ручной сверлильный агрегат с разными насадками, такие везде продаются по цене от 300р и выше. Обратите внимание на сторону монтажа разъема DB-9. Сейчас его контактные площадки соединены контурной линией, ее необходимо сточить полностью, чтобы площадки не имели электрического контакта между собой, либо можно сделать пропилы между площадками, чтобы разорвать связь.
После того, как плата будет обточена и станет свободно помещаться в корпус разъема, ее необходимо промыть. Сначала простой водой с мылом, чтобы удалить механическую пыль, а потом и в спиртовом растворе, чтобы удалить остатки флюса после лужения. После этой процедуры наша плата станет чистой, красивой и блестящей. Для себя спирт пока не применять! :)
Теперь можно приступать к монтажу компонентов. Я рекомендую начать с самого сложного- с монтажа сердца нашего адаптера ADM101E, так как для его установки потребуется повышенная точность рук и устойчивость самой платы, а устойчиво она будет лежать, если на ней не будет смонтировано никаких компонентов. Если вам кажется, что такого маленького тараканчика посадить на свое место невозможно, это не правда, не верьте глазам своим, все получится! :) Берем микросхемку пинцетиком и покрываем кончики ее ножек флюсом. Можно даже на этом этапе ее ножки облудить, но не допускайте излишнего количества припоя, капелек на ножках быть не должно! Я сам монтировал ее без предварительного лужения. Теперь нужно подготовить паяльник. Отлично для этой цели подходит микропаяльник типа «Комар» с тонким острым жалом. Но мы ведь не занимаемся серийным производством мобильных телефонов, поэтому у нас такого паяльника нет. :) Ничего, берем какой есть. У меня например ЭПСН-25-220в сделанный в СССР, мой любимый. Единственное, что я ему заменил, это жало. Родное медное выкинул, а вместо него вставил необлуживаемое вечное жало. Таким жалом очень удобно паять всякую SMD мелочь, а так, как оно не облуживаемое, то соответственно практически гарантирует от возникновения «соплей». Но простым медным жалом тоже можно работать. Если у вашего паяльника жало медное, уберите с него лишний припой, чтобы не было никаких капелек. Для данной работы более подойдет жало обточенное под гвоздь, или конус. Теперь размещаем плату на столе параллельно груди, берем пинцетом микросхему так, чтобы первая ее ножка, помеченная точкой, оказалась с нужной стороны.
Рука должна целиком опираться предплечьем о стол. Все перемещения пинцета осуществляются только незначительными движениями кисти и пальцами держащими пинцет, в другой руке уже должен быть паяльник, держите его как шариковую ручку. Аккуратно ставим микросхему на свое посадочное место. Еще раз проверьте правильное положение первой ножки! Микросхема должна своими ножками расположиться точно по средине контактных площадок, смещение за их границы не допускается. Если с первых трех попыток не получилось попасть, дайте руке немножко отдохнуть и повторите попытку. Как только вы попали микросхемой на заданное место, подносим паяльник к крайней контактной площадке и греем ее до расплавления припоя на ней около ножки микросхемы. Самой ножки паяльником касаться не надо, вы сдвинете этим микросхему. Как только припой расплавился, отводим паяльник и дуем. Разжимаем пинцет. Теперь наша микросхема слегка прихвачена за одну точку припоем. Теперь можно проконтролировать ее расположение. Если вы обнаружите небольшой перекос, то его можно на этом этапе подкорректировать, микросхема пока может отклоняться на небольшие углы вокруг вертикальной оси. Если она лежит как надо, то теперь кончиком указательного пальца, или уголком канцелярского ластика слегка прижимаем микросхему к плате и паяльником просто разогреваем припой на контактных площадках рядом с ножкой микросхемы. Начинаем эту операцию с противоположного угла от припаянной первой ножки. Расплавленный припой будет сам хватать облуженую ножку. Обходим все ножки одну – за другой. В заключении повторяем прогрев самой первой нашей ножки, чтоб ее пропаять окончательно. Ну все! Теперь можно полюбоваться как у нас все получилось красиво и качественно. Мегабаксовые производственные паяльные агрегаты, всякие там рифлоу и вэйвы глядя на нашу работу просто нервно курят в сторонке! Слава советскому паяльнику ЭПСН и собственно нам! :)
Если вы выполнили этот этап, то вся остальная работа покажется для вас просто отдыхом.
Собственно нам осталось пропаять 3 переходных отверстия простыми проволочками и припаять оставшиеся радиокомпоненты. Если вы осилили ADM101, то со всем остальным разберетесь сами без проблем :) Смотрим на монтажные схемы сторон и паяем. Не старайтесь наносить много припоя, SMD-компоненты не нуждаются в больших количествах, наоборот, чем меньше- тем лучше.
В заключении припаиваем DB-9F. Прежде, чем его припаять, просто воткните в него плату и установите его в корпус. При необходимости подкорректируйте расстояние от платы до разъема, чтобы плата размещалась в корпусе свободно.
Теперь запаиваем и его.
Ну вот, практически все.
Еще раз контролируем отсутствие на плате «соплей» и качество пайки компонентов. Недочеты оперативно устраняем. Очень желательно промыть нашу плату в спирте, или спиртобензиновом растворе, чтобы очистить ее от остатков флюса.
Теперь можно попробовать включить наше устройство.
Нет, не надо его пока включать в COM-порт компьютера. Давайте для начала просто подключим его к какому-нибудь источнику питания напряжением 9-12 вольт. Можно временно припаять проводки к контактам разъема DB9-F: N5-земля, N4- +12вольт. Включаем питание. Теперь измерим напряжение на первой ножке стабилизатора, должно быть около 5 вольт. Если напряжение гораздо больше, или равно 0, то либо стабилизатор не исправен, либо что-то не правильно припаяли, проверьте цепь от первой ножки стабилизатора, возможно где-то замыкание.
Если с питанием все нормально, замеряем напряжение на 3-й ножке микросхемы DA2, оно должно быть –(минус) 4.1--4.5 вольт. Если это так, можно порадоваться, значит наши конденсаторы понравились ADM101E и его встроенный инвертор напряжения находится в полном здравии. Если же этого напряжения не наблюдается, необходимо проверить подключение 8-й ножки DA2 к земле. Если тут все нормально, то придется заменить конденсаторы на Low ESR, например танталовые. Если и это не помогло, то видимо неисправна сама ADM101E.
Если с инвертором все нормально и он отдает положенное отрицательное напряжение, нам остается проверить только работу драйвера и ресивера ADM101E.
Измеряем напряжение на контактной площадке P1 соединенной с резисторами. На ней должно быть около 5 вольт. Теперь подадим на контактную площадку N3 +9+12 вольт.
На контактной площадке Р1 напряжение должно упасть практически до 0.
Теперь измерим напряжение на контакте N2 разъема DB-9F. Должно быть отрицательное напряжение равное измеренному ранее на 3-й ножке микросхемы, а если теперь замкнуть контакты на P1 то напряжение должно поменять свой знак.
Если все так и происходит, то наш адаптер собран правильно, из исправных компонентов и работает нормально.
Остается припаять собственно кабель и собрать все устройство в корпус разъема.
Кабель припаивается экраном к контактной площадке соединенной с земляным полигоном (это такая сеточка на поверхности платы), а центральная жила подпаивается к контактной площадке, соединенной с резисторами.
Распайка другого конца кабеля зависит от конкретной модели вашего приемника.
Например для приемника YAESU VR-500 центральная жила кабеля припаивается к выходу от среднего колечка на джеке, а оплетка к самому верхнему (третьему) кольцу джека, как правило этот контакт самый большой и имеет фланцы с зубцами для обжима кабеля. Контакт от самого кончика джека можно припаять к центральной жилке второго провода на кабеле, и с другого его конца припаять еще один джек для подключения к линейному входу аудиокарты компьютера. Не забудьте также припаять экранную оплетку этого провода к 3-му контакту Джека.
Для других приемников и радиостанций смотрите руководства по эксплуатации.
Нас интересуют на этом разъеме линии земля (GND, COM, или GROUND) – это подключается к оплетке кабеля.
И линия сигнальная (DATA, Program, или Clone) – это подключается к центральной жиле нашего кабеля.
Некоторые приемники требуют для подключения трехпроводное соединение.
У них разделена сигнальная линия на две- In и Out. Их тоже можно подключить к данному адаптеру. Для этого необходимо аккуратно скальпелем разрезать дорожку соединяющую резисторы R1 и R2 между собой. К контактной площадке соединенной резистором R1 подключается линия DATA Out, а к резистору R2 подключается линия DATA In.
Ну вот собственно и все. Можно подключать наш адаптер к компьютеру, а дальше руководствуйтесь инструкцией к программному обеспечению и вашему приемнику.
Адаптер можно оставлять включенным в COM-порт постоянно.
P.S. На текущий момент времени данный адаптер собран в единственном экземпляре, поэтому никакой статистики по отказам и неисправностям нет. Теоретически можно предположить наличие такого дефекта, например данные с приемника в компьютер считываются нормально, а в приемник зашиваются со сбоями, либо вообще не зашиваются. В таком случае следует уменьшить номинал резистора R2, либо вообще от него отказаться, замкнув его контактные площадки.
Еще возможен вариант нарваться на совсем слабенький COM-порт (например в каком-нибудь ноутбуке), который не обеспечивает напряжение логических уровней на своих выходах с достаточным уровнем.
Необходимо померить напряжение логической единицы на данном порту. Если оно ниже 7-6 вольт, то без внешнего источника питания обойтись не удастся. Либо на свой страх и риск просто замкнуть между собой перемычкой ножки 1 и 3 стабилизатора напряжения и запитать наш адаптер напрямую. ADM101E сохраняет свою работоспособность при напряжении питания от +4.5 до +5.5 вольт. Максимально допустимое напряжение питания +6 вольт.
Дополнение от 21 Авг 2006
Добавлен новый вариант печатной платы для данного адаптера.
Архив с pdf лежит в копилке по адресу:
http://www.radioscanner.ru/uploader/2006/vr500pcv3 .zip
Изменения:
- более компактная трассировка, позволяющая избежать фигурной резьбы по текстолиту (плата прямоугольной формы), при этом плотность компонентов осталась практически прежней (монтаж не усложнился.)
- разделены линии RX и TX для подключения по 3-х проводному интерфейсу. Для двухпроводных интерфейсов данные площадки соеденить перемычкой.
Дополнение от 12 Янв 2007
Доработанная версия адаптера.
Внесенные изменения решили проблемму несовместимости с некоторыми р/станциями.
Увеличить
Добавлен резистор R3 и изменен номинал резистора R2.
Плату можно использовать от предыдущего варианта. В этом случае резистор R3 ставится между площадками (или дорожками) RX и GND.
Данный вариант адаптера безупречно работает с YAESU VX-6
Небольшая статистика по работе.
Лично мной собрано 14 данных адаптера. Все адаптеры начинали работать сразу и не требовали никакой настройки.
Первый вариант схемы обнаружил неработоспособность с радиостанциями YAESU VX-7 и VX-6. Исправлено в последней версии схемы. (смотри предыдущий коментарий).
Также возможна неработоспособность схемы при попадании остатков флюса между ног микросхемы (не запускается инвертор напряжения).
Лечится промывкой собранной платы в ацетоне, спирте, или бензине, в зависимости от использованного флюса. Я мою платы зубной щеткой и бензином (щеткой тереть в направлении ножек микросхемы).
Дополнение от 16 Янв 2007
Где достать ADM101E?
ADM101E можно заказать бесплатно на www.analog.com
Зарегистрируйтесь на этом сайте, найдите микросхему поиском, в сводной таблице в колонке Samples Cart нажмите на линк Add to Cart. Далее указываете количество (1 или 2 шт.) и жмете на кнопку Checkout.
Остается проставить галочки в анкете и сидеть и ждать посылку.
Если вам нужно больше микросхем, придется покупать, например в фирме Элтех.
Дополнение от 27 Янв 2007
Добавлена печатная плата, соответствующая последним изменениям в схеме адаптера (см. коментарий от 12 января 2007 года).
В архиве по адресу http://www.radioscanner.ru/uploader/2007/adapterpc bv4.rar
находятся шаблоны двухсторонней печатной платы и монтажная схема верхней стороны. Нижняя сторона осталась без изменений.
|
|
•
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
|
| Файл создан: 15 Фев 2007 15:33:59, посл. исправление: 06 Мар 2007 17:36:40 |
|
