Несколько месяцев назад завершился мой проект по изготовлению USB-клавиатуры. Среди прочего, я выполнил дизайн электронных схем, спроектировал печатную плат, запрограммировал прошивку, сделал макет в CAD и произвёл сборку устройства. В результате получилась удобная клавиатура, которую я использую ежедневно и ласково называю KeeBee:
Клавиатура KeeBee в окончательном виде
Несколько целей проекта:
От переводчика: Librem 5 (на рендере) — защищённый смартфон под Linux от компании Purism, который создаётся на максимально открытом железе и софте за счёт краудфандинга.
Сегодня расскажем о разработке Librem 5 Developer Kit и о том, как мы использовали в его разработке только на 100% свободные программы.
Дизайн девкита опубликован на условиях лицензии GNU GPLv3+, аппаратный репозиторий Git лежит здесь.
KiCad — очевидный выбор EDA
Перед началом разработки было не совсем ясно, по какому пути разрабатывать проект. В частности, какой инструмент выбрать для автоматизации проектирования электроники (EDA). Изначально идея состояла в изменении платы i.MX 6QP OpenRex от FEDEVEL для соответствия всем требованиям к девкиту, но мы сразу столкнулись с двумя основными проблемами: там использовался архаичный процессор i.MX 6QP, а ещё хуже, что плата была разработана в проприетарной системе Altium. К счастью, у меня уже был опыт проектирования электроники с помощью EDA KiCad, поэтому мы сумели создать дизайн девкита, используя на 100% свободное ПО.
Читать полностью »
Потребность делать железо периодически возникает у многих технарей. Иногда задача позволяет нафигачить всё проводами на макетке, а иногда, к сожалению, нужно нечто посерьёзнее. Вот и меня однажды настигла потребность делать печатные платы… Лазерно-утюжная технология кустарного изготовления плат по началу сильно отталкивает своей рандомностью (на чём печатать, как греть, с какой силой давить, как отдирать, и т.д.), но друзья поделились опытом, и оказалось, что это действительно не так уж сложно. ЛУТ бесспорно дешевле любого другого варианта, и (внезапно) вполне подходит для двухсторонних плат.
Кому интересно посложнее, подороже и поточнее, можно делать фоторезистом, но наша методика (основным элементом которой является особая бумага) позволяет стабильно прорабатывать шины 0.3/0.3 мм, так что в нашем сообществе бытует мнение что тян фоторезисты не нужны.
Кто не видит смысла в кустарном производстве плат, скорее всего сможет вспомнить пару случаев, когда приходилось пилить дорожки и припаивать проводки на целой партии плат. А сделав одну плату дома, можно её хорошенько отладить и приобрести уверенность в фабричных платах.
Под катом я поделюсь детерминированной методикой изготовления двухсторонних печатных плат по технологии ЛУТ с различными резервными схемами на случай косяков. От идеи до включения. Будем работать с KiCad, Incscape, наждачкой и гравёром.
Проектируя печатные платы часто возникает потребность добавить трёхмерную модель электронного компонента на плату. Но не всегда получается найти готовый файл в интернете. Нарисовать такую модель с помощью CAD-программы труда не составляет: задать параметры корпуса и выводов дело десяти минут, если, конечно, нужна габаритная модель а не фотореалистичная картинка.
Но есть проблема: профессиональный CAD-редактор стоит не дёшево, а свободно распространяемые не всегда удобны в использовании.
К счастью на помощь всегда может прийти Blender. Да, он не предназначен для создания чертежей и точных моделей. Но тем не менее позволяет быстро создавать трёхмерные модели электронных компонентов для последующего их импорта в трассировщики. В этой статье я опишу способ создания модели микросхемы и подключения её к библиотеке компонентов KiCad.
Какое-то время назад я опубликовал статью-презентацию об инструменте под названием QEDA. Если кратко, то это утилита для облегчения процесса создания библиотеки электронных элементов.
Были сделаны полезные выводы, проведена дальнейшая работа, проект развивался. Появился интерфейс коммандной строки (CLI). На сегодняшний день можно говорить о некотором milestone: проект достиг версии 0.1.
В этот статье я рассмотрю типичный рабочий процесс по созданию платы в среде KiCad и использованием утилиты QEDA.
Предупреждение: будут картинки и, как следствие, трафик.
Одним из критических замечаний к предыдущей статье было следующее: дескать фу таким быть, стрелять из пушки по воробьям да ещё проприетарным софтом за 10000$, к тому же наверняка украденным с торрентов. Оставляя за кадром моральную сторону вопроса, а так же презумпцию невиновности, обратимся к следующему вопросу — а что там у нас имеется в Open Source секторе, пригодное для решения задач проектирования электронной техники. В частности изготовления печатных плат. Наиболее достойной, на мой взгляд, оказалась кроссплатформенная программа KiCAD, распространяемая по лицензии GNU GPL. Имеются версии для Linux, Windows и macOS.
Рассмотрим этот инструмент подробнее применительно к уже решенной мною задаче — трассировке печатной платы для преобразователя уровней на базе MAX232.
Серверы, собранные из специально не предназначенных для этого комплектующих, обычно имеют два недостатка. У них отсутствует аппаратный сторожевой таймер и часто не хватает энтропии для ряда сервисов. Нехватка энтропии особенно актуальна для не сильно нагруженных серверов. Это связанно с тем, что ядро Linux в качестве источника энтропии использует активность системы, а именно: сетевого оборудования, дисковой подсистемы и аппаратных прерываний.
Также в домашнем сервере часто возникает необходимость иметь более экономный, по сравнению с Wi-Fi, радиомодуль для коммуникации с автономными датчиками.
Существует большой выбор устройств, с помощью которых можно решить любую из этих проблем, но подключение каждого из них требует отдельный порт. Оценив ситуацию, в итоге решил разработать устройство 3-в-1 подключаемое в RS232 (COM) порт. Остальные требования получились следующими:
watchdog;Таким образом устройство получило наименование WRN от названий составляющих его подсистем: WDT (WatchDog Timer), RNG (Random Number Generator), nRF24L01+.
Обычно, для перехода от идеи к реализации, необходим прототип устройства, удобный для проверки и отладки на месте, что особенно важно для мобильного устройства. Далее постараюсь максимально подробно разобрать процесс создания прототипа беспроводного сенсора на базе ATtiny85.
Цель — создать сенсор работающий, условно говоря, в коробке с искусственным освещением и передающий температуру и статус освещения с немедленной реакцией на изменение освещения: включилось, отключилось, мигнуло. Сенсор решено было сделать мобильным и питать от элемента CR2032, иначе говоря, при разряде до 2.7V (предел для датчика TMP36), можно рассчитывать на 200mAh.
Микроконтроллер ATtiny85 имеет всего 5 портов ввода/вывода и возможность отключить RESET в пользу дополнительного порта. Данный бюджет был распределён следующим образом:
Элементная база определена, можно приступать к проектированию.