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.

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

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.

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).

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/u40msd40u68eut9xziri
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/jlaz8zquipuh1jn2pw9f
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/yla1o95as2idmikquahz
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/qppf7xe10xj4q54kezx9
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/p59x733xd0qyl8vbg1za
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/mh975majfnn5a6a87kuh
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/jaCLD1ZT

Galeria de vídeos

Pode agora ver vídeos de alguns dos projectos com descrição em Português! Para visitar a galeria no Sapo Vídeos, vá a http://videos.sapo.pt/bloguetronica.

OSH Stencils

Utilizando o conceito do OSH Park, o OSH Stencils é um serviço de fabrico de stencils para pasta de solda. Para além de ser muito fácil de utilizar, é muito rápido: tipicamente os stencils são expedidos dentro de um ou dois dias após a encomenda, e por vezes até no próprio dia. Com duas espessuras à escolha (76 e 127µm), os stencis produzidos são relativamente baratos e a sua qualidade é aceitável. Embora não sejam tão duráveis como os stencils em aço inox usados na indústria, estes stencils de poliamida servem perfeitamente para trabalhos em protótipos e pequenas produções.

As imagens atestam não só o quanto o serviço é completo, como também a qualidade de fabrico dos stencils. No caso particular da última imagem, o stencil sobrepõe-se perfeitamente às ilhas a cobrir de pasta. Os esquadros, um conjunto que pode ser adicionado a pedido durante o processo de encomenda no site, têm a espessura adequada para o trabalho em placas de 1,6mm. A gravação no lado direito do stencil também pode ser feita a pedido, ao contrário do logótipo que já não é opcional.

Em última análise, o OSH Stencils é um serviço que, a meu ver, completa o OSH Park e é por isso uma mais valia de peso para a comunidade do hardware livre. De facto, embora não seja um serviço essencial à criação de protótipos tal como o OSH Park o é, o OSH Stencils é um auxílio precioso quando se trata de produzir em pequena escala.

OSH Stencils: http://www.oshstencils.com/

Placa de desenvolvimento "PICant"

Inspirada na placa PICcell, PICant é uma placa de desenvolvimento que utiliza o PIC16F688 da Microchip. Embora o conceito subjacente seja o mesmo, esta nova placa de desenvolvimento tem o dobro dos pinos de E/S e mais memória, cobrindo efectivamente um maior número de aplicações do que a sua predecessora. Em suma, com a PICant é possível simular circuitos em redor do PIC16F688 ou com outros micro-controladores compatíveis contendo até 14 pinos.

O circuito é muito semelhante ao mostrado anteriormente. Novamente, C1 estabiliza a tensão de alimentação do micro-controlador, ao passo que R1 é um resistor de pull-up necessário à programação. Tal como no circuito anterior, JP1 permite seleccionar a proveniência da tensão de alimentação do micro-controlador.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Micro-controlador PIC16F688 (PIC16F688-I/SL);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 7 pinos;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805).

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Mais uma vez recomendo que obtenha a placa através de um serviço de fabrico de PCBs para garantir bons resultados.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/ta7nm6jwj6bfw4b4dkly
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/ve288vgrxt0013le5cij
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/b1ksle7kildvj89lt1d6
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/ojnbq2nssez4u9a7ihs0
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/z00mtzwi0579q38ortpa
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/1qrisxz3f45azsbvl9xh
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/TvChTbl6

Placa de desenvolvimento "PICcell"

PICcell é uma placa de desenvolvimento construída em torno do PIC12F683 da Microchip. De concepção muito simples, esta placa permite o acesso directo a todos os pinos do micro-controlador incluso, e por isso pode ser utilizada em placa de ensaio tal como um micro-controlador discreto. A sua cabeça de programação permite programar o micro-controlador sem quaisquer componentes adicionais. Estas características tornam a PICcell numa ferramenta útil na simulação e concepção de circuitos contendo o PIC12F683 ou micro-controladores semelhantes.

O circuito nada apresenta de novo. C1 é um condensador de desacoplamento que serve o micro-controlador PIC12F683 (IC1). Por seu turno, R1 é um resistor de pull-up necessário à programação com o PICkit 2 ou o PICkit 3. JP1 permite seleccionar de onde vem a tensão de alimentação do micro-controlador, se do circuito externo ou do programador.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Micro-controlador PIC12F683 (PIC12F683-I/SN);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 4 pinos;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805).

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Pela sua complexidade, esta placa não deve ser preparada em casa mas sim recorrendo a um serviço de fabrico de PCBs. A soldadura dos componentes SMD pode ser também um obstáculo, pois requer equipamento apropriado e algum treino.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/6vuz166dwla6lqvcv10e
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/6xo0wow8fjumiuipb9z8
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/h3g6guugr9ae660i3bao
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/perpiid7kpwafybj9och
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/fbpdk518cgnmvjm53e70
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/znu7xxac42rwovuhmrx3
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/LagZV03r

Projectos no OSH Park

As placas de circuito impresso dos últimos projectos estão disponíveis para encomenda. Visite o perfil do blogue no site do OSH Park, em http://oshpark.com/profiles/bloguetronica.

Carta adaptadora ICSP/ZIF "Protos" (Rev. 1)

Trata-se de uma revisão menor ao projecto "Protos" apresentado no post de 20 de Fevereiro. O circuito é o mesmo, apenas mudando a nomenclatura dos componentes.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de poliéster 10nF 63V;
J1 – Conector header macho de 6 pinos;
R1 – Resistor de carvão 10KΩ±5% 1/8W;
SK1 – Suporte ZIF DIP de 20 pinos.

Como anteriormente, o layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Novamente, deve recorrer a um serviço de fabrico de PCBs por forma a garantir bons resultados.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/ny2pz8oqkgolh578r6n2
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/htvugznok0o7g537h85k
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/bl00zomqsn4i7slqus4w
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/o97qijxau8600er15sf3
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/gzbybfs7w9k9bcy5mqpa
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/ia2odw334q2pondz5cq0
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/kHF7dHpK

OSH Park

Criado por James "Laen" Neal, este é um serviço de encomenda de placas de circuito impresso que segue a filosofia do hardware livre. Caracterizado por ter um custo baixo em comparação com serviços comerciais equivalentes, o OSH Park é uma solução excelente para a criação de protótipos e para pequenas produções. Para além disso, este serviço distingue-se dos demais pela qualidade das placas que produz: para além do acabamento profissional com máscara de solda e serigrafia, todas as placas vêm com tratamento ENIG (de Electroless Nickel Immersion Gold).

Tratando-se de um serviço económico, o OSH Park não apresenta muitas opções. Embora seja possível submeter layouts com duas ou quatro camadas (o número de camadas é automaticamente detectado pelo sistema), o utilizador não pode definir outras características, como a espessura do substrato ou do cobre, nem mesmo a cor da máscara de solda (que é sempre púrpura). Existe também a questão da demora entre a submissão do layout e o envio das placas que, dependendo do número de camadas, pode ir de uma semana a um mês. Porém, apesar destas e de outras limitações, o OSH Park é um serviço que prima sobretudo pela qualidade e por isso deve ser considerado.

OSH Park: http://oshpark.com/

Carta adaptadora ICSP/ZIF "Protos"

Protos é uma carta adaptadora ICSP para ZIF, especialmente concebida para os programadores PICkit 2 e PICkit 3 da Microchip. No entanto, pode funcionar com outros programadores ICSP. Suporta a generalidade dos micro-controladores PIC12 e alguns micro-controladores PIC16, estes últimos de 14, 18 e 20 pinos. Devo realçar que este projecto foi desenhado em Eagle, pelo que existem diferenças em termos de ficheiros.

O circuito é muito simples. Existe uma correspondência directa entre os pinos do conector ICSP e os pinos activos do suporte ZIF. O condensador C1 serve apenas para estabilizar a tensão de alimentação do micro-controlador, ao passo que R1 actua como um resistor de pull-up durante a programação.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de poliéster 10nF 63V;
R1 – Resistor de carvão 10KΩ±5% 1/8W;
SV1 – Conector header macho de 6 pinos;
ZX1 – Suporte ZIF DIP de 20 pinos.

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.2.0) e Gerber. Esta placa não deve ser preparada por métodos caseiros, mas sim recorrendo a um serviço de fabrico de PCBs de modo a obter bons resultados. Nesse sentido, recomendo o OSH Park pela sua qualidade e baixo custo.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/fn9nog7csay5re9w4xr4
Diagrama do circuito (Eagle 6.2.0 sch): http://app.box.com/s/0jgzcb0w5tyk7yk43gvo
Layout da placa (Eagle 6.2.0 brd): http://app.box.com/s/p6g0k7tia66nzkx5gb22
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/q1jk64dm6r9hdnjxs255
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/kng2qxzst333hkwmx2mb
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/kp51zk3vwvp27e1rmig8
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/82LbRwuE

Amplificador de áudio "Monoblocus Magnus" (Rev. 1)

Esta é uma revisão menor ao projecto "Monoblocus Magnus" apresentado no post de 9 de Julho de 2013, que essencialmente visa corrigir o problema da oscilação de alta frequência (consulte o post de 23 de Janeiro). Em consequência das alterações introduzidas para estabilizar o amplificador, a resposta em frequência desta nova versão é mais reduzida na gama superior. As restantes especificações técnicas mantêm-se iguais.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{a. mín.} = 207V_rms
– V _{a. máx.} = 253V_rms
– Z _{L mín.} = 4Ω

Características eléctricas:
– I _a. (V _a. = 230V_rms, Z _L = 4Ω) = 1,149A_rms
– I _a. (V _a. = 230V_rms, Z _L = 8Ω) = 681,1mA_rms
– P (V _a. = 230V_rms, Z _L = 4Ω) = 264,4W
– P (V _a. = 230V_rms, Z _L = 8Ω) = 156,7W

Características de amplificação:
– Impedância de entrada: 5,004KΩ
– Sensibilidade de entrada: 500mV_rms
– Ganho: 33,52dB (47,4V/V)
– Resposta em frequência (-3dB): 11,18-24150Hz
– Potência de saída (Z _L = 4Ω): 112W
– Potência de saída (Z _L = 8Ω): 68W

O circuito é semelhante ao do projecto original, diferindo apenas na adição de dois condensadores: C17 e C21. Estes condensadores diminuem o ganho do amplificador para frequências acima dos 24KHz, impedindo com efeito a ocorrência de oscilações de alta frequência.

Lista de componentes:
C1 – Condensador tipo Y2 100nF 300V~;
C2/3/8/9 – Condensador electrolítico 6,8mF 63V;
C4/6/10/12 – Condensador electrolítico 100µF 63V;
C5/7/11/13/19/23 – Condensador de poliéster 100nF 63V;
C14 – Condensador electrolítico 220µF 63V;
C15 – Condensador de poliéster 1µF 63V;
C16/20 – Condensador cerâmico 220pF 63V;
C17/21 – Condensador de mica 82pF±1% 500V;
C18/22 – Condensador electrolítico não polarizado 220µF 10V;
D1/2 – Díodo rectificador 1N5405;
D3-6 – Díodo rectificador 6A1;
D7/8 – Díodo rectificador 1N4002;
F1/2 – Fusível lento 2,5A;
F3/4 – Fusível lento 5A;
HS1/2 – Dissipador passivo de 1,2°C/W;
IC1 – Opto-acoplador PS2501A-1 ou PS2561A-1;
IC2/3 – Amplificador de áudio de potência LM3876 (LM3876TF);
J1 – Conector IEC C14;
J2 – Conector RCA fêmea;
JW – Fio multifilar 26AWG;
L – Bobina de núcleo de ar 10 espiras Ø10mm 18AWG;
LP – Lâmpada de néon resistorizada 230V~;
R1 – Resistor de carvão 1,5KΩ±5% 1W;
R2 – Resistor de carvão 22KΩ±5% 1/8W;
R3 – Resistor de carvão 5,6KΩ±5% 1/8W;
R4 – Resistor de carvão 47KΩ±5% 1/8W;
R5/10 – Resistor de carvão 1KΩ±5% 1/8W;
R6/11 – Resistor de filme metálico 34,8KΩ±0,1% 1/8W;
R7/12 – Resistor de filme metálico 750Ω±0,1% 1/8W;
R8/13 – Resistor de carvão 4,7Ω±5% 2W;
R9/14 – Resistor bobinado 0,1Ω±1% 3W;
R15 – Resistor de carvão 10Ω±5% 1W;
S – Interruptor bipolar;
T – Transformador toroidal 230V~ 2x25V~ 250VA.

A placa de circuito impresso deve ser preparada tomando os cuidados usuais. O modelo da caixa a usar é o mesmo, não havendo diferenças em termos de furação. A montagem faz-se de forma idêntica, pelo que recomendo que siga as notas do projecto original.

Links importantes:
Diagrama do circuito: http://app.box.com/s/6nxxuec1r2m3zw4ilc6y
Layout da placa: http://app.box.com/s/4i6gml3a6bub0u3e2rou
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/v74knwlnr1y3flrd0lhb

Novo endereço

O Bloguetrónica tem um novo endereço! A partir de hoje pode consultar este blogue em http://www.bloguetronica.com/. Embora o endereço antigo continue a ser válido, deverá actualizar os marcadores do seu navegador.

O problema do Monoblocus Magnus

Desenhar um amplificador com topologia paralela não é fácil, ainda para mais utilizando integrados LM3876. Primeiro, é preciso assegurar que o ganho em malha fechada dos dois integrados é igual e que a carga à saída é repartida de forma equilibrada. Em seguida é necessário fazer os testes em placa de ensaio para confirmar se tudo funciona devidamente. Mesmo assim, não é certo que tudo corra bem. Neste caso, e apesar do sucesso nos testes anteriores, a implementação em placa de circuito impresso não funcionou como era suposto.

Depois de montada a placa, resolvi testá-la numa situação real. Ligando apenas o transformador e a respectiva alimentação, verifiquei que os dissipadores dos integrados aqueciam bastante em alguns segundos, isto sem carga e sem fonte de sinal. Com o altifalante e a fonte de sinal ligados, o som saía limpo mas só durante poucos minutos, antes da protecção térmica dos LM3876 começar a actuar. Após muita análise, percebi que o problema residia numa oscilação de alta frequência que só acontecia quando as saídas dos integrados estavam acopladas através dos resistores R9 e R14. Medindo a diferença de tensão entre as saídas dos integrados com um osciloscópio, constatei que a oscilação apresentava uma frequência e amplitude variáveis, com valores rondando 80KHz e 2V_pp respectivamente.

A solução, que aliás me foi sugerida por um amigo, envolve somente a adição de dois condensadores: um em paralelo com R6 e o outro em paralelo com R11. Estes condensadores diminuem o ganho para as altas frequências e, efectivamente, suprimem a oscilação. Após alguns testes, verifiquei que quaisquer condensadores com valor entre 68 e 100pF resolviam o problema sem diminuir demasiado a resposta em frequência do amplificador. Devo no entanto fazer notar que, ao aplicar condensadores de 68pF, ainda detectei uma oscilação residual com 5mV_pp de amplitude.

Posso especular que o sucesso dos testes em placa de ensaio possa ter sido de alguma forma sustentado pelas capacitâncias parasitas da mesma. Na altura assumi que as condições de um circuito montado numa placa de ensaio seriam piores do que as do circuito na placa final. Mas dada a topologia paralela do amplificador e o layout particularmente "difícil" da placa final, aconteceu precisamente o oposto.

Exposto o problema do projecto actual, irei lançar uma revisão em breve que soluciona o problema de oscilação deste amplificador. Entretanto, caso tenha construído este projecto, sugiro que solde condensadores de 82pF directamente nos terminais de R6 e R11 para suprimir a oscilação. Os condensadores devem ser de mica (silver mica) ou cerâmicos do tipo NP0 (C0G), com tolerância de 1%.

Rectificadores Schottky duplos (série MBR)

No post de 14 de Março de 2013 discorri sobre díodos rectificadores Schottky, mencionando alguns dispositivos da série MBR. No entanto, esta série é principalmente conhecida pelos seus rectificadores Schottky duplos. Estes componentes englobam dois díodos rectificadores Schottky, terminados em cátodo comum, no mesmo encapsulamento. Tal configuração torna estes rectificadores particularmente úteis em fontes de alimentação comutadas.

A tabela abaixo é um sumário dos rectificadores duplos mais usuais desta série, categorizados de acordo com a corrente média e tensão inversa nominais.

	35V	45V	50V	60V	100V	150V	200V
15A	MBR1535CT	MBR1545CT	MBR1550CT	MBR1560CT	–	–	–
20A	MBR2035CT	MBR2045CT	MBR2050CT	MBR2060CT	MBR20100CT	MBR20150CT	MBR20200CT
25A	MBR2535CT	MBR2545CT	MBR2550CT	MBR2560CT	–	–	–
30A	MBR3035CT	MBR3045CT	MBR3050CT	MBR3060CT	–	–	–
40A	MBR4035PT	MBR4045PT	MBR4050PT	MBR4060PT	–	–	–
	–	MBR4045WT	–	MBR4060WT	–	–	–
60A	–	MBR6045WT	–	MBR6060WT	–	–	–