PICkit2 USB égető utánépítése
 

    Bizonyára sokan ismeritek a gyári PICkit2 áramkört. A ChipCad-nél meg lehet vásárolni kb. 8000Ft-ért. Mi értelme után építeni, ha ilyen olcsón meg lehet venni? Hirtelen két indok jut az eszembe: Az egyik, hogy kb. fél árban után építhető, a másik, hogy olyan alkatrészekből építkezünk, amelyek mind kaphatóak, így ha netán tönkretennénk, fillérekből javíthatjuk meg. Talán még az se lehet mellékes, hogy a saját alkotásunknak is tekinthetjük, ami számomra elég nagy érték szokott lenni.

Lássuk a rajzot:


A gyáritól néhány ponton eltér a rajz.
1. A D6+R21 páros arra szolgál, hogy ha olyan PIC-et égetünk, vagy debuggolunk, aminek nincsen MCLR felhúzó ellenállása, de  a konfigurációban a külső reset aktiválva van, akkor a PIC ne maradjon Reset állapotban, amikor Vdd-t adunk neki a beégetett program futtatásához, kipróbálásához.
2. A klón nem tartalmazza a soros EEPROM-okat. Ennek az az egyszerű oka, hogy a gyári szoftverek nem támogatják a használatát jelenleg. Arra szolgálnának, hogy a beléjük letöltött PIC programot hordozni lehessen, és PC nélkül is fel lehessen programozni egy céláramkört. Én ezt a funkciót nem értékelem túl sokra a mellett, hogy a gyári áramköri kialakítás PC, vagy egy USB csatlakozóra kivezetett külső
5V-os tápegység nélkül nem működhet, mivel a céláramkörből nem lehet táplálni a 18F2550-et, mert a Vdd nem kerülhet vissza rá a Vdd-ről. Véleményem szerint ez is az egyik oka, hogy még nem tartalmazza a gyári PICkit2 szoftver ezt a lehetőséget. Megjegyzem, hogy ha netán életre kel ez a lehetőség, akkor van elképzelésem az EEPROM-ok elegáns illesztésére, de erről majd akkor, ha aktuális lesz.
3. Az R34-es lehúzó ellenállás a gyári áramkörben egy FET-en keresztül vezérelve kapcsolódik rá a Vdd vonalra. Úgy gondoltam, hogy erre a megoldásra semmi szükség, mivel ezen az ellenálláson alig folyik áram, így fixen is rajta lehet.
4. A Vpp pump kapcsoló eleme itt FET lett. Ezzel kihasználtam a két FET-et az egy tokban.
5. A kisebb maradék ellenállás és nagyobb kapcsolási áram miatt a Vdd-t szabályzó P-s FET-et megdupláztam. Igaz, hogy részben erre szintén a két FET vezetett az egy tokjában.
6. Az R31 és R8 páros úgy született, hogy nem kapható a 2k7-es ellenállás ahol a többi alkatrészt találtam. A megoldás nem okoz különösebben problémát, mivel az ellenállások 10-esével rendelhetőek és jutott ide is a megfelelő értékekből. Az csak külön szerencse, hogy filléres dolgokról van szó.


Néhány szót ejtenék a kritikus alkatrészekről.
- A D7 egy Shotky dióda, ami itt azért fontos, mert kevesebb feszültség esik rajta, mint egy sima diódán. A szűkös USB 5V (4,7...4,9V) miatt erre nagy szükség van.
- A D8 pozícióban viszont inkább a Shotky gyorsaságát használjuk ki a 150KHz kapcsolási freki egyenirányításához.
- Az alkalmazott FET-ek nagy árama itt feleslegesnek tűnik, viszont a maradék ellenállásuk 2,5V Gate feszültség mellett nagyon jól jön. A másik ok, ami miatt ezekre esett a választás, hogy nem nagyon lehet kapni hasonló paraméterekkel megáldott kisebb áramú típusokat.
- Az MCP6001 pótolhatatlan OPA, de szerencsére kapható.
- A BC807-817 tranyókra inkább az olcsóságuk miatt esett a választás a rengeteg típus közül, amelyek szintén jók lehetnének ezekre a pozíciókra, ha netán van a fiókotokban néhány hasonló darab.
- A LED-ek színeit magam választottam, de természetesen mindenki olyan színűt választ az adott pozícióba, amilyen neki tetszik!

A nyákrajz képe:

Talán lehetne még kisebbre tervezni, de akkor sokkal nehezebb lenne a nyákot elkészíteni vasalással. Így is kisebb lett, mint a gyári és szinte pont akkora, mint a WPB_V2 kisebbik nyákja.

Az áramkör rajza(DesignWorksProf4) és nyákrajza
(CircuitMaker2000)  letölthető:
PICkit2_W_klon.cct
PICkit2_W_klon.PCB (jobb klikk, mentés másként)
A megnézésükhöz szükséges programok demói a kezdő oldalról letölthetőek. Ha nem boldogulnátok, írjatok levelet.

A nyákterv első ránézésre elrettentő lehet, de igyekszem leírni az elkészítésének menetét, és remélem, hogy nem fog gondot okozni senkinek!
Erről korábban próbáltam némi segítséget írni: Vasalásos Nyákkészítés
Sok tanácsot és ötletet lehet találni a www.hobbielektronika.hu fórumain is.

A nyáklap mindkét oldalát finom(600-1000-es) polírpapírral elő kell készíteni a vasaláshoz. A csiszolást vizesen kell végezni.
Nyáklap a vizes csiszolás után:


A lézerrel kinyomtatott rajzolat:
A Top oldalt kell tükrözve nyomtatni.



A kinyomtatott rajzolatokat a képen látható módon lehet illeszteni, hogy a két oldal pontosan egymás alá kerüljön a nyákon. Ekkor még csak az egyik szélén kell tűzőgéppel rögzíteni a két papírt:


A melegítést 1-2 percig kell végezni, a vasalót nem szükséges mozgatni.  Ezután gyorsan le kell görgőzni mindkét oldalt. Esetleg a túloldalt érdemes még egy kicsit melegíteni és újból finoman legörgőzni. Nem kell erősen, mert csak szétlapul a festék.
A vasalódeszka és a nyák közé egy bakelit lapot érdemes tenni, ami elég sík és rideg, valamint jól bírja a hőt és némileg hőszigetelő is.
A tűző szegecseket fogóval el kell lapítani, hogy ne tartsa el a vasalót véletlenül.



Áztatás 5-10 perc. A papírt finoman ledörgöljük, és a maradékot, ha nem jönne le, fogkefével, vagy szigetelő szalaggal körbetekert röviden kilógatott finom sörtéjű vastag ecsettel, óvatosan lekeféljük.
A papírt meg lehet kezdeni a körmünkkel is, de le is lehet vágni a széleket és óvatosan lehúzni. Én az előbbit választottam, de lehet, hogy kevesebb papír maradt volna fenn, ha lehúztam volna(lehúzáskor viszont a széleket időnként fel szokta tépni). A hátramaradó hártya nem gond, mert le lehetett dörgölni a nagy részét, a többit a kefe lehozta.


Maratás előtt így nézett ki a rajzolat a nyákon:



Látható, hogy vannak kis hibák(átlátszó pad-ek). Ez nem mindig szokott így lenni, van mikor sokkal jobban sikerül.
A hibákat megfelelő tollal könnyen lehet javítani:


Maratás után:
A festéket szintén víz alatti csiszolással lehet eltávolítani az említett finomságú polírpapírral. Ne erőltessük, de aggódni sem kell, hogy esetleg sérülne a panel.




Akik elég figyelmesek azok biztosan észrevették, hogy a képeken látható nyákrajzolatok nem egyeznek meg. Az eltérések a fejlesztés közbeni hibák javításai miatt vannak, és a miatt, hogy nem készítettem újabb képeket minden lépésről. Természetesen a közölt nyák rendben van és szemléltetésre a köztes verziók is megfelelnek.

A LED ek a panelen SMD kivitelűek, de az alkatrészek között 3mm-es sima LED-eket íram. Sokkal olcsóbbak, és simán beültethetőek a pad-ekre. Hogy melyikre milyen színűt tesztek, rátok bízom.

Az átvezető furatokat én 0,5mm-es fúróval fúrtam(el is törtem, mikor leejtettem :( ), de 0,8-assal is ki lehet fúrni(mint ahogy a második verzióban már azzal fúrtam :) ). Fontos, hogy nagyon éles legyen a fúró, mert egyébként letolja túloldali forrszemet. A tekercs és a tüskesorok furatai 1mm-esek. Ajánlom figyelmetekbe az EQUIP-TEST Kft.-t ahol a Technoctrol fúrókat vettem. Ezek a fúrók nagyon hosszú élettartamúak(hacsak nem ejted le! :) ), és kiváló minőségűek(nem olcsó).

Az ICSP csatlakozót a beforrasztáskor oda kell ragasztani a nyákhoz valami pillanat ragasztóval.

A szükséges alkatrészek jegyzéke és egy lehetséges beszerzési forrásból származó árai: Alkatrészlista

Ilyen lett a második panel, amin még mindig sikerült két hibát elkövetnem, miután módosítottam az előző tervet. Kicsit kapkodtam, hogy hamar készen legyek. Ez így szokott lenni. Azért ez már nem lett olyan rossz!
A beültetést az előző panel alapján végeztem, gondolom nektek is megfelel beültetési rajz helyett a kész panel képe!



Ha a kimaratott panelen néhány alkatrész helyét (pl. egy 10nF-os kondit, ICSP csatit, LED-et) nem ott találnátok ahol a képen van, ne lepődjetek meg. A PCB-t is érdemes kinyitni, ill. kinyomtatni nagyban, hogy a felirat nélküli alkatrészek helyét is megtaláljátok.

Élesztés:
Ha minden alkatrész a helyére került és többszöri átnézés után is rendben találjuk az áramkört, akkor megkísérelhetjük feltölteni rá a firmwaret(FW).
Én a PK2V021000.hex használom, és a WPB_F18-al programoztam fel a PIC-et. A PIC Azonosítás gombra rábökve rögtön kiderül, hogy a 18F2550 áramkörileg rendben van-e.
Figyeljünk oda, mert a klónon lévő ICSP csatikiosztás a Microchip által favorizált kiosztásnak megfelelő, azaz eltér az általam korábban alkalmazott WPB kiosztástól(amennyiben esetleg valakinek van valamelyik megépített WPB példány az erre erősen figyeljen)! Szükség lehet egy rövid átalakító kábelre, ami a fordítást elvégzi.
WPB->PK2 fordító:

PK2_WPB fordító:


WPB_V2 -> PICkit2 -> Céláramkör láncolat.
Aranyos nem? :)


Természetesen ez csak egy szemléltetés, mivel így soha nem lesznek összekötve. Habár elvileg így sem történhet túl nagy baj. Csak a játék kedvéért: először feltöltöm a firmware-t a WPB_V2 vel, a PK2-re, majd a PK2-vel feltöltöm a céláramköröm programját. :) A dolog szépséghibája, hogy a PK2-t és a WPB-t sem illik addig a céláramkörre csatlakoztatni, amíg el nem indítottuk a PC programját!

Ügyeljünk nagyon a megfelelő csatlakoztatásra, ha esetleg más kiosztású égetőáramkörünk van!
 
Engem is zavar ez a kiosztás mizéria, ennek megszüntetését célozva választottam a gyári ICD2, ill. PICkit2 kiosztását(remélem a gyár nem fog változtatni!).
Ez nekem is némi nyűggel jár, de hasznosnak tartom a váltást.

Tehát ha felismerte az égető(pl. WPB_F18_xxx) a PK2-n lévő 18F2550-es PIC-et, akkor nagyobb baj már nem lehet.
Telepítsük fel a PC-re a PICkit 2 v2.40 programot(de ne indítsuk el). A telepedett program könyvtárában megtaláljuk a szükséges firmwaret (PK2V021000.hex)
Égessük bele, majd ellenőrizzük le, hogy sikerült e rendesen.
Csatlakoztassuk a klónt az USB-re, de előtte a PC hangerejét emeljük meg, hogy hallhassuk a jellegzetes csatlakozási hangot.
Az USB tápfeszültséget indikáló LED világítani fog.
Ha ez megtörténik, akkor az áramkör FW-je rendben van és az áramköri részben sincs alapvető hiba.
Ekkor indítsuk el a
PICkit 2 v2.40 programot, és figyeljük a LED-eket, amikor is mindhárom LED-nek villognia kell a detektálás folyamata alatt. Ha minden rendben van, akkor a program a "PICkit 2 found and connected" üzenettel kell elindulnia.

Ezután hozzáfoghatunk a klón ellenőrzéséhez(még ne csatlakoztassunk céláramkört az égetőhöz!)
Válasszuk ki a Device Family menüből a 18F-eket. Ekkor az üzenet a "No device detected" lesz. Folytassuk az ellenőrzést a Tools menü, Troubleshoot... pontjával, ahol a program segít a megfelelő feszültségek meglétét ellenőrizni.
Egy "Next" után a Vdd ellenőrzésre értünk. Itt a Test gomb megnyomása után a Results: ablakban látnunk kell a beállítotthoz igen közeli értéket, miközben a klón Vdd LED-je égni kezd.

Számoljunk azzal, hogy 5V beállítása esetén a soros diódán és a FET-en is esik némi feszültség abból, ami eleve nem 5V. Az USB feszültsége 4,7.. 4,9V szokott lenni. Teszteljük végig a kisebb feszültségeket, amikor is elvileg már jó értékeket kell visszakapjunk néhány tized eltéréssel. Az értékeket a képen jelzett VDD lábon műszerrel ellenőrizzük le! Ha ez rendben, akkor a Vdd szabályzó rész rendben van.

A "Next" kétszeri nyomása után(közben lesz egy figyelmeztetés), a Vpp ellenőrzésére juthatunk. A Vpp mindig a kiválasztott PIC típusa szerinti feszültséget teszteli, ami a 18F-eknél 12V, a 24F-eknél 3,6V és így tovább. A szükséges Vpp értékét minden esetben közli, ahogy azt a képen láthatjuk az 1)-es kiemelt sorban. Itt most a Test Vpp gombra kattintva 12V közeli feszültséget kell látnunk. Ekkor a Vdd és a Vpp LED is világítani fog.


Ha ez rendben, akkor a továbbiakban a PDG és a PDC vonalakat tesztelhetjük(Next).
A Vdd be lesz kapcsolva(LED-je világít) és a megfelelő gombokkal ki-be kapcsolhatjuk a programozó lábakat. Egy műszerrel lehet ellenőrizni, hogy a megfelelő szintek megvannak-e a gerjesztésre. A vonalakon mért feszültségeknek meg kell egyeznie a korábban kiválasztott PIC-hez tartozó Vdd értékével(pl. 24F-eknél ~3,3V, 18F-eknél ~4,5V, stb.). De ha a Vdd ellenőrzés ablakban előzőleg beállítottunk egy feszültséget, akkor annak megfelelő feszültségeket kell mérjünk a kimeneteken.


Ezután még érdemes a Vdd kalibrációt megtenni. Ez egyszerű. Rá kell kötni egy műszert a kimeneti Vdd kapocsra, és elindítani a Tools/ Calibration Vdd... menüpontot. Töröljük a kalibrációt, majd beírjuk a műszeren olvasható értéket a megfelelő helyre(ha tizedesponttal nem fogadja el, akkor használjunk vesszőt.)



Ha ez is rendben van, akkor rá lehet kötni az égetőnket a céláramkörünkre! Kész.

Néhány gondolat a PK2 firmware-ről.
Az MPLAB a PK2 programozónak, vagy debuggernek való kiválasztásakor vizsgálja, hogy melyik FW van az égetőnkben. Ha nem a neki megfelelőt találja, akkor forszírozza az égetést, azaz szó nélkül beleégeti a szerinte megfelelőt. Ez a 8.00 MPLAB tól a 2.2-es verzió. Ha ezt nem szeretnénk valami miatt, vagy netán saját verziójú FW-t szeretnénk készíteni, akkor az MPLAB IDE\PICkit 2 könyvtárban be kell állítani a legmagasabb verziószámra a kívánt firmware fájl nevét. Ez nálam jelenleg a PK2V021000.hex. Ha ettől nagyobb verziószámmal szerepel egy fájl, akkor az betöltésre kerül. Ezért ha a 8.00 verziónál nem szeretnénk a 2.2-es verziót használni, akkor azt a fájlt át kell nevezni, hogy becsapjuk az MPLAB-ot és a régebbi FW-vel hasonlítsa össze az égetőnkben lévő FW-t. Elvileg a 2.2-es FW is jól működik, de én nem szoktam addig változtatni valamin, amíg az nem okoz gondot! Érdekes, hogy a microchip oldalán nincs még kint a 2.2 FW, csak a 8.xx verziójú MPLAB-okkal telepedik.


Köszönetet szeretnék mondani szilva, trudnai és potyo hobbielektronikai fórumtársaimnak a segítségükért, ami nélkül sokkal tovább tartott volna az áramkör végleges formába öntése, és nem is sikerülhetett volna ilyen jól!

Kapcsolat:
Ha kérdés vagy véleményetek van, kérem a wattmep@tvn.hu címre írjatok.
A fórumon is megtalálhatjátok a válaszokat ill. feltehetitek a kérdéseket:
PICKit2 klón építése.

   
Jó égetést!

2008.02.08. watt