Serwis Edukacyjny
Nauczycieli
w I-LO w Tarnowie

Do strony głównej I LO w Tarnowie

Materiały dla uczniów liceum

  Wyjście       Spis treści       Poprzedni       Następny  

©2017 mgr Jerzy Wałaszek
I LO w Tarnowie

Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek
Konsultacje: Wojciech Grodowski, mgr inż. Janusz Wałaszek

 

 

Elementy

Złącza

Rozdziały artykułu:
Wstęp
Teoria
Warsztat
Elementy
    Przewody
    Złącza

Projekty

 

Rodzaje złącz

Złącza mają za zadanie połączyć elektrycznie przewód z urządzeniem elektronicznym. W technice cyfrowej stosuje się tysiące różnych złącz i nie jestem w stanie ich wszystkich opisać. Podam jedynie informacje o podstawowych i często używanych rodzajach złącz.

Najprostsze złącze to zwykłe przylutowanie przewodu do płytki drukowanej:

Na płytce wykonuje się specjalne pole lutownicze (ang. wire pad) z otworem, w który wkłada się przewód i przylutowuje cyną do pola. Tak postępujemy, gdy chcemy mieć niezawodne połączenia, np. pomiędzy modułami urządzenia, a połączenia te nie muszą być rozłączane. W Eagle tego typu połączenia znajdziesz w bibliotece wirepad.lbr.

Przewody mogą być mocowane do płytki drukowanej rozłącznie bez lutowania, np. poprzez przykręcanie śrubką w specjalnym gnieździe:

Przewody wykonuje się tu najczęściej z linek, których końce są zlutowane na odcinku 5 mm.

Jeśli złącze musi być rozłączalne, to stosowane są różne rodzaje gniazd i współpracujących z nimi wtyczek.

 

 

Złącza krawędziowe

Złącze krawędziowe (ang. edge connector) umożliwia bezpośrednie łączenie z płytkami drukowanymi. Zasada jest prosta: na brzegu płytki tworzy się prostokątne pola, do których dochodzą ścieżki. Płytkę wsuwa się następnie w gniazdo krawędziowe i połączenie gotowe:

Wykonanie w warunkach amatorskich płytki drukowanej ze złączem krawędziowym może być trudne, ponieważ pola stykowe nie mogą pokrywać się tlenkami w miarę upływu czasu – powodowałoby to pogorszenie styku. W profesjonalnym wykonaniu są one pokrywane cieniutką warstewką złota, które jest metalem szlachetnym. Zamiast złota amator może użyć cyny, np. stopu Lichtenberga, który topi się w temperaturze poniżej punktu wrzenia wody. Nie jest to rozwiązanie idealne, ale lepsze od pozostawienia punktów styku niezabezpieczonych – miedź dosyć szybko śniedzieje i wymaga częstego czyszczenia styków.

Złącza krawędziowe można natomiast z powodzeniem używać, jeśli twoje urządzenie ma współpracować z profesjonalnie wykonaną płytką np. kartą lub modułem pamięci:

W takim przypadku musisz zakupić odpowiednie gniazdo krawędziowe, które będzie pasowało do podłączanego urządzenia.

Specjalizowane złącza krawędziowe są stosowane do popularnych kart pamięci SD:

 

Goldpiny

Goldpiny (ang. goldpin headers) są bardzo popularnymi złączami ze względu na swoją uniwersalność, prostotę i niezawodność. Złącze zbudowane jest z dwóch elementów:

bolców męskich (ang. male goldpin header):

gniazd żeńskich (ang. female goldpin header):

Bolce wsuwa się do gniazd i w ten sposób tworzone jest połączenie. Goldpiny produkowane są w postaci listew, najczęściej po 40 bolców/gniazd. Z takiej listwy odłamujesz/odcinasz potrzebną ci ilość goldpinów i lutujesz je na płytce drukowanej.

 

Goldpiny produkowane są w wielu odmianach:

  Proste Zgięte SMD
Jednorzędowe
Dwurzędowe
Jednorzędowe
Dwurzędowe

Istnieją również wtyczki, które pasują do gniazd goldpinowych męskich i żeńskich:

Goldpiny mogą również służyć do konfiguracji parametrów pracy urządzenia elektronicznego za pomocą zworek (ang. jumpers), które nasuwa się na sąsiednie pary bolców, tworząc między nimi zwarcie.

Bolce goldpin posiadają przekrój kwadratowy o boku 0,64mm. W płytce drukowanej należy wykonać otwór o średnicy około 0,9mm. Bolce ustawiane są w odstępie 1/10", czyli 2,54mm.  W Eagle dostęp do goldpinów masz poprzez biblioteki:

  • con-lsta.lbr – listwy gniazd jednorzędowe, dwurzędowe i dwurzędowe kątowe
  • con-lstb.lbr – listwy bolców jednorzędowe, dwurzędowe i dwurzędowe kątowe
  • pinheader.lbr – listwy bolców jedno- i dwurzędowe

W naszych projektach intensywnie wykorzystujemy goldpiny.

 

Złącza KANDA

Przy pracy z mikrokontrolerami AVR spotkasz się często ze złączem KANDA, które służy do przesyłania sygnałów programujących (ISP – ang. In-System Programming, programowanie w układzie) . Złącze to występuje w dwóch wariantach: 6 stykowe i 10 stykowe. W jego skład wchodzi gniazdo oraz wtyczka, zwykle mocowana na tasiemce:
 
 

Gniazdo Kanda jest kompatybilne z dwurzędowymi goldpinami męskimi, jednak zaleca się stosowanie oryginalnego gniazda. Wtyczka KANDA posiada z jednego boku wypust, który wchodzi w wycięcie w gnieździe KANDA, co uniemożliwia ich odwrotne podłączenie (przy goldpinach trzeba niestety uważać). Tego typu rozwiązanie oszczędzające miejsce widać na poniższym obrazku (Arduino Nano):

Numeracja styków w złączach Kanda jest następująca:

WTYCZKA  

widok od czoła

 

widok od czoła

GNIAZDO  

widok z góry

 

widok z góry

Istnieją przejściówki Kanda 6 ←→ Kanda 10. Możesz je wykonać samemu.

Ogólnie rzecz ujmując, złącze KANDA 10 jest "lepsze" od KANDA 6. Linie danych na tasiemce przeplatają się z liniami masy, które służą do ekranowania i obniżają poziom zakłóceń, a to z kolei pozwala na szybszą transmisję danych. W praktyce amatora nie ma to większego znaczenia, ponieważ i tak nie stosujemy ekstremalnych szybkości transmisji. KANDA 6 jest mniejsze i oszczędza miejsce na płytce.

Znaczenie sygnałów w złączu KANDA jest następujące:

Vcc napięcie zasilające mikrokontroler, zwykle 5V lub 3,6V.
GND masa, 0V
SCK impulsy zegara (ang. Serial Clock).
MISO dane z programowanego mikrokontrolera (ang. Master Input Slave Output).
MOSI dane dla programowanego mikrokontrolera (ang. Master Output Slave Input).
RST sygnał programujący, podłączany do wyprowadzenia RESET w mikrokontrolerze. Cykl programowania rozpoczyna się, gdy RST przechodzi w stan niski 0.
NC niepodłączone (ang. No Connection).

Gniazda KANDA 6 i KANDA 10 (ML6* i ML10*) znajdziesz w bibliotekach Eagle:

  • con-harting-ml.lbr
  • con-ml.lbr

 

Złącze USB

xxx

 

xxx

xxx

 

Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki

w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2017 mgr Jerzy Wałaszek

Materiały tylko do użytku dydaktycznego. Ich kopiowanie i powielanie jest dozwolone
pod warunkiem podania źródła oraz niepobierania za to pieniędzy.

Pytania proszę przesyłać na adres email: i-lo@eduinf.waw.pl