Pickit2 klón építése

(HUN) PICkit2 klón építése

(by Z.Szilvásy - 27/09/2008)
Forrás: http://www.mcuhobby.com/

A PICkit2 használata sokkal kényelmesebb és megbízhatóbb, mint azoké a bizonyos "JDM" programozóké, amiket az interneten mindenhol megtalálunk. A PICkit2 egy nagyon ütőképes eszköz, a PIC programozó funkcióján kívül soros EEPROM-ok programozására és bizonyos PIC-ekkel debuggerként is használható. A PICkit2 a Microchip terméke, akik folyamatosan fejlesztik a programját és a firmware-ét az újabb és újabb PIC-ek támogatásával. Tulajdonképpen az összes 8 bites PIC, valamint a 16 bites 24H és dsPIC sorozatok, de még a legújabb, 32 bites család is programozható a PICkit2-vel.

Miért a PICkit2?

A fentieken túl a PICkit2 USB illesztőn keresztül kommunikál a számítógéppel, így nincs több kínlódás a modern PC-kkel vagy laptopokkal amiken nincs LPT vagy COM port. A Microchip az egész kapcsolási rajzot és az eszközben futó firmware-t hozzáférhetővé tette, ezért megvan a lehetőségünk, hogy utánépítsük.

Az eredeti PICkit2 dokumentációja és egyéb file-jai a gyártó honlapján: Microchip PICkit2 honlap.

A klón első prototípusa

Mit tud a klón?

A PICkit2 klón kizárólag furatszerelt alkatrészekből lett tervezve, hogy az otthoni utánépítés ne jelentsen problémát. A kapcsoláson is egyszerűsítettem, így a klón egy ugyanakkora nyomtatott áramköri lapon elfér, mint amekkora az eredeti PICkit2:

A legfőbb különbség, hogy a klón csak az 5V-os tápfeszültséget támogatja, ezért a 3.3V-os eszközökhöz szükséges egy kis illesztő, amit a közeljövőben külön fogok ismertetni.
A második változtatás, hogy elhagytam az eredeti PICkit2-be beépített két 24C512 EEPROM-ot. Ezek csap a "programmer-to-go" funkcióhoz használatosak (amikoris az eszközt zsebrevágva, PC nélkül lehet PIC-et beprogramozni a PICkit2-be előzőleg feltöltött hex-szel), de én úgy gondolom, egy hobbista számára ez egyáltalán nem lényeges szempont.
A harmadik módosítás az, hogy a klónban MOSFET-ek dolgoznak az eredetiben lévő bipoláris tranzisztorok helyett, így minimális számú járulékos alkatrész kell a kapcsolásba. Azt gondolhatjuk, hogy a Q3, a tápfeszültséget a céláramkör felé kapcsoló FET szükségtelenül túlméretezett, ambár ezzel a megoldással érhetjük el a lehető legkisebb feszültségesést a tápfeszültségvonalon.
Végezetül én USB-B csatlakozót használok a klónban. Ilyen típusú kábele valószínűleg mindenkinek kéznél van, vagy ha épp nem lenne, akkor fillérekért beszerezhető egy szaküzletben vagy akár hipermarketben is. Az eredeti miniUSB csatlakozó drágább is és a beszerzése is nagyobb nehézséget okozhat.

A klón kapcsolási rajza (rákattintva nagyobb kép)

Hogyan működik?

A fenti képen látható a kapcsolási rajz. Az eszköz összes működését a PIC18F2550 vezényli. Ez kommunikál USB-n keresztül a számítógéppel, vezérli a Vpp pumpát, amikor szükséges, kapcsolja a Vdd-t és meghajtja a céláramkör felé menő vonalakat. A beépített órajelgenerátor az X1 kvarc, valamint C2 és C3 segítségével biztosítja a szükséges órajelfrekvenciát.

L1, Q1, D1, C1 és C4 egy boost DC-DC konvertert alkotnak, amelyet a PIC-ben futó firmware vezérel. A feszültségérzékelő visszacsatolás R2-ből és R3-ból épül fel, így teljes a szabályozókör. Q4 és Q5 feladata R5-tel együtt az előállított Vpp-nek az MCLR/Vpp kimenetre történő kapcsolása. Q6 az R4-gyel egy aktív lehúzást ad az MCLR vonalra, amikor erre szükség van. A LED1 (zöld, R12-vel) azt mutatja, hogy a klón az USB portról tápfeszültséget kap.

R16 és Q3 a Vdd-nek a kimeneti Vdd vonalra történő kapcsolására szolgál. A Vdd-t érzékelő visszacsatolás a PIC felé R6-tal van megoldva. Q2 R1-gyel és R17-tel aktív lehúzást képez a kimeneti Vdd vonalon. A D2 (ha be van ültetve) az áramkört védi, mindössze a Vdd vonal felől érkező külső feszültséggel szemben. A sárga színű LED2 (R11 soros ellenállással) jelzi, hogy a Vdd a kimenetre van kapcsolva.

A piros LED3-at (R10-zel) a firmware vezérli a működés különböző állapotainak visszajelzésére. Normál működéskor az olvasási és írási műveletek alatt világít, "elfoglalt" állapotot jelezve.

R7, R8 és R9 áramkorlátozó ellenállások sorban a PGD, PGC és AUX kimeneti vonalakkal. R15 és R14 biztosítja bizonyos esetekben a PGD és PGC vonalak alacsony állapotát.

C5, C6 és C7 tápfeszültséghidegítő kondenzátorok, míg R13 egy kisütő terhelésként viselkedik miután az eszközt lehúztuk az USB buszról.

Az S1 nyomógombnak két funkciója van:

ha nyomva tartjuk, mialatt a PICkit2-t csatlakoztatjuk az USB-hez, az eszköz egy speciális, bootloader módban indul el - ebben a módan csak egy új firmware letöltése lehetséges a PICkit2 kezelőszoftverből;
normál használat közben egy nyomás értesítheti a kezelőprogramot, ami ennek hatására újraolvassa a legutoljára használt hex file-t és beprogramozza azt a csatlakoztatott áramkörbe - ha ez engedélyezve van a programban.

Hogyan építsük meg?

A NYÁK terv és a beültetési rajz a lenti képeken láthatók. A panel egyoldalas, csak néhány egyenes átkötés található az alkatrészoldalon (piros vonalak). Ez egyszerűvé teszi az áramkör otthoni nyomtatását is. A NYÁK mintázatába tettem egy szöveget is, hogy megkönnyítsem a helyes nyomtatás beazonosítását. Fontos, hogy a rézfólián a szöveg olvasható legyen, eztért ezt maratás előtt kétszer is ellenőrizzük. A nyomtatási rajz az Eagle-ből 600 dpi felbontású PNG-be lett exportálva, valamint egyik barátom konvertálta a mintázatot PDF formátumba is, ami szintén jól használható. Az eredeti méretű képek és az Eagle file-ok egy csomagban letölthetők itt: pk21_pickit_klon.zip

A NYÁK forrasztási oldalának mintázata

Tudni kell, hogy a D2 védődiódán (BAT85 a rajzon) sokkal több feszültségesés keletkezik a Vdd vonalon mint a kapcsoló Q3 FET-en. Ha úgy látjuk jónak, a védődióda által okozott feszültségesés kiküszöbölhető, ha a dióda helyét rövidre zárjuk. Ha mégsem akarjuk teljesen kiiktatni ezt a védelmet, akkor használhatunk egy kisebb feszültségesésű típust, pl. 1N5819-et.

A PIC-et ajánlatos foglalatba téve beépíteni. A Q3 kkörüli áramköri részlet lehetővé teszi, hogy Q3-at (IRF9Z34) egy lényegesen olcsóbb BC640 bipoláris tranzisztorral helyettesítsük (mint ahogy az én prototípusomban látszik is). Ebben az esetben a kimeneti áram egy-két száz milliamperre korlátozódik elofgadható feszültségesés mellett.

Mindamellett, hogy a panel összeszerelése nem bonyolult feladat, alapvető, hogy óvakodjunk a véletlen rövidzáraktól és szakadásoktól. A NYÁK beültetése után érdemes ellenőrizni az elektromos vezetősávokat egy csipogós műszerrel (szakadásvizsgáló).

Beültetési rajz a NYÁK-hoz

Az első indítás

Sajnálatos módon a klón elindításához a firmware-t valahogy be kell programozni a 18F2550-be - ehhez vagy egy másik programozó kell ideiglenesen, vagy valakivel meg kell csináltatni a programozást. Ha egyszer a PICKit2 firmware bekerült a 18F2550-be, utána már lehet azt frissíteni másik programozó nélkül, mert a firmware tartalmaz egy bootloadert is.

A firmware legújabb verziója mindig megtalálható a Microchip honlapján, de a cikk írásakor éppen aktuális benne is van a cikkhez kapcsolódó csomagban.
A csomag letölthető itt: pk21_pickit_klon.zip

Az akaratlan rövidzárak vagy fóliaszakadások felderítése és javítása után az elkészült kártya csatlakoztatható a számítógéphez. A klón USB-hez történő csatlakoztatásakor a PC-nek HID kompatibilis eszközként kell azt felismernie. Windows XP esetén nyissuk ki az Eszközezelőt és ellenőrizzük, hogy ott van-e. Következő lépésként indítsuk el a "PICkit2" kezelőprogramot és ellenőrizzük az általa jelzett állapotot. Az állapotnak "PICkit2 connected." szöveget kell tartalmaznia és a szöveg hátterének nem szabad pirosnak lennie.

Ha minden jónak tűnik, akkor a "tools" menü "troubleshoot" pontjára kattintva kövessük végig a hibaelhárító varázslót. Ehhez az eljáráshoz szükséges egy feszültségmérő. Itt jegyzem meg, hogy a klón nem tudja szabályozni a kimeneti Vdd feszültséget, így annak a PICkit2 programon belüli változtatása a kimenetre semmilyen hatással nincs, mindig az USB feszültség körüli értéket (5V) kell mérni a Vdd kimeneten, amikor az be van kapcsolva.

Ha hiba nélkül végiglépkedtünk a varázslón, használatba is vehetjük vadonatúj PICkit2 klónunkat. Gratulálunk, sok sikert a használatához!

Talán Önnek is egy ilyen klónja van :)
Posted by szilva on September 27 2008 17:16:15