Idea projektu i przyjęte rozwiązania

Założenia projektu są bardzo proste: zbudować system rozwojowy radia amatorskiego pozwalający wykorzystywać w postaci modułów te same, często na schematach powtarzające się bloki i układy do budowy różnych urządzeń radioamatorskich. Dlaczego tak nie podejść do budowy kolejnych rozwiązań?

Myślę, że to o wiele tańsze w gruncie rzeczy rozwiązanie, a prostota montażu i uruchomienia gotowych modułów zawierających określone bloki funkcjonalne z jednej strony powinna zachęcić nawet najmniej doświadczonych spośród nas do poznawaniem zagadnień konstruktorskich, a z drugiej - bardziej doświadczonym konstruktorom pozwoliłoby to na skupieniu się w zakresie rozwoju istotnych części konstrukcji radiowych. Co również istotne - rozwiązanie to w bardzo zasadniczy sposób ogranicza prowadzenie przewodów zasilających, sygnałowych i sterujących pomiędzy różnymi blokami funkcjonalnymi, co znacznie ułatwia wszelką diagnostykę, relokację bloków i rekonfigurację całości sprowadzając np. badania porównawcze określonych bloków do ich wyjęcia i wstawienia innych. A więc...

​

​

Wielkość płyty bazowej i modułów oraz wybór złącz montażowych

Po wielu przemyśleniach założyłem ostatecznie, że całość powinna być łatwa i tania w montażu, a także mobilna, aby można było swoje "dzieło" łatwo przenosić w dowolne miejsce.

Przyjąłem zatem, iż płyta bazowa nie powinna być większa od formatu standardowego zeszytu szkolnego (A5) dzięki czemu łatwo ją będzie wraz z zamontowanymi modułami spakować i schować do czegokolwiek, a następnie przetransportować.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Jako złącza bazowe do osadzania modułów przyjąłem typowe, popularne i relatywnie tanie kołkowe złącza żeńskie "goldpin" 2x8 o rastrze 2,54 mm (100 mil), które zamontowane na płycie utworzyły by zestaw 3 wierszy i 8 kolumn (24 gniazda), w których miałyby być osadzane moduły.

​

​

​

​

​

​

​

​

Ważnym było również przyjęcie i takiego założenia, aby rozkład złącz na płycie z uwagi na najpopularniejsze w elektronice rozwiązania był calowy, dlatego też złącza i całość rozwiązania zostały umieszczone na planie siatki o rastrze 100 milsów.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

O ile można przyjąć, iż pomiędzy sąsiadującymi modułami w poziomie nie ma żadnego odstępu (złącza kołkowe męskie na krawędziach sąsiednich modułów stykają się ze sobą, a pcb modułów ze względów technologicznych ma szerokość pomniejszoną o 10 milsów) ponieważ połączone są one jednym złączem 2x8, to jednak w pionie zachowany został odstęp o wielkości ok. 2 mm, co z jednej strony pozwoli na stosunkowo bezproblemowe demontowanie modułów bez używania dodatkowych narzędzi, a z drugiej - umożliwi łatwe ukrywanie ewentualnych przewodów sygnałowych i sterujących pod modułami.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Pionowo czy poziomo?

Początkowo zastanawiałem się nad pionowym montażem płytek za pomocą złącz krawędziowych lecz szybko doszedłem do przekonania, że w cale nie uzyskam przez to więcej miejsca, ponieważ w gruncie rzeczy wysokość elementów jest różna i należało by przyjąć relatywnie spore średnie odległości pomiędzy modułami (więc i złączami), a warunkiem krytycznym okazała się możliwość wygodnego przeprowadzania wszelkich badań i pomiarów modułów pracujących bezpośrednio w układzie. Ta ostatnia cecha zadecydowała o tym, że montaż modułów odbywa się w poziomie, co okazało się z wielu względów bardzo korzystne. Jedną z korzyści płynących z takiej topografii jest ograniczenie do minimum interakcji (wzajemnego wzbudzania się) występujących pomiędzy obwodami sąsiadujących modułów.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Zasilanie modułów, przesyłanie sygnałów, magistrala I2C

Wszystkie złącza 2x8 zamontowane na płycie bazowej posiadają identyczny rozkład pinów, którym przypisaałem następujące funkcje:

- piny 1 i 2: zasilanie +12V

- piny 3 i 4: zasilanie 9V (lub 8V) (dla układów analogowych)

- piny 5 i 6: GND (masa wspólna)

- piny 7 i 8: zasilanie +5V (dla układów cyfrowych)

- piny 9 i 10: GND (masa wspólna)

- pin 11: wyprowadzenie sygnału nr 1 z poprzedniego modułu

- pin 12: wprowadzenie sygnału nr 1 do następnego modułu

- pin 13: wyprowadzenie sygnału nr 2 z poprzedniego modułu

- pin 14: wprowadzenie sygnału nr 2 do następnego modułu

- pin 15: sygnał SCL magistrali I2C

- pin 15: sygnał SDA magistrali I2C

Dzięki takiemu rozwiązaniu do modułów zasilanie dostarczane jest z dwóch stron, a w przypadku wyższych modułów komplet zasilania można dostarczyć aż przez 4 złącza! Jak bardzo jest to przydatne i wygodne rozwiązanie wie zapewne każdy doświadczony konstruktor. Oto kilka przykładów w prosty sposób wyjaśniających ideę funkcjonowania hambita:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

Wybór magistrali sterującej pracą układów

...

​

​