22

Kurs Protela

Elektronika dla Wszystkich

Schemat przystawki w wersji odręcznej po-
kazany jest na rysunku 57a. Na podstawie
tego szkicu narysowałem w Protelu schemat,
pokazany na rysunku 57b.

Ten prosty układ zostanie umieszczony

w niewielkiej obudowie z tworzywa sztucz-
nego. Tylna ścianka obudowy zostanie wy-
korzystana jako radiator - zamiast plastiko-
wej wkładki będzie tam umieszczony odpo-
wiedniej wielkości kawałek blachy alumi-
niowej o grubości 1...1,5mm, więc trzeba
odpowiednio ustawić na płytce tranzystor
MOSFET.

Projektując płytkę trzeba też zadbać, by

obwody wiodące znaczne prądy zawierały
szerokie ścieżki lub pola miedzi.

Jeśli chodzi o diodę LED, zostanie ona

umieszczona na płycie czołowej i dołączona
za pomocą przewodów, więc na płytce wy-
starczyłyby jakkolwiek umie-
szczone dwa otwory. Ja od razu,
rysując schemat, przypisałem
diodzie D1 obudowę oznaczoną
D4 (odstęp punktów 400mil),
by między nóżkami w razie po-
trzeby można było przeprowa-
dzić ścieżki.

Dwa przełączniki też będą

dołączone przewodami, więc
też można przypisać im dowol-
ne obudowy. Ja zdecydowałem
się na obudowę oznaczoną T2
w jednej z moich starszych bi-
bliotek. Pierwotnie była to alter-
natywna obudowa dla zwykłego
tranzystora w obudowie TO-92.

Ponieważ nie miałem do-

tychczas w bibliotece „schema-
towej” symbolów przełączni-
ków, na poczekaniu wykonałem
dwa: przełącznik trzypozycyjny
(3POZ) i

dwupozycyjny

(2POZ). Po skończeniu rysowa-
nia schematu „podłożyłem” pod
niego ramkę.

Płytka

Mając gotowy schemat, stworzyłem nowy
arkusz „płytkowy” – dokument PCB (F – N)
i najpierw w warstwie KeepOutLayer ręcznie
narysowałem na nim obrys płytki odpowie-
dni do obudowy. Będzie to, płytka jedno-
stronna o wymiarach około 53x37mm
z dwoma otworami o średnicy 3,2mm w od-
stępie 41mm. Zaznaczyłem te otwory i ob-
szary, gdzie nie powinno być elementów ani
ścieżek. „Surowa” płytka pokazana jest
na rysunku 58a. Rysując obrys, prze-
łączałem jednostki klawiszem Q z ca-
lowych (milsów) na metryczne (mili-
metry), mając wcześniej ustawiony
skok kursora równy 25mil.

Po wykonaniu obrysu płytki przełą-

czyłem się na schemat. Mając na ekranie
otwarty schemat, poleceniem D - P (De-

sign, Update PCB) wrzuciłem bez problemu
wszystkie elementy na płytkę (obok płytki).
Upewniłem się, że włączone jest sprawdzanie
bieżące - On-line DRC: T – D oraz D – O.

Potem patrząc na schemat i analizując ob-

wody przepływu prądu, po kilku próbach
ręcznie ustawiłem elementy, by było jak naj-
mniej skrzyżowanych „nitek” połączeń (Con-
nections). Przewidziałem od razu przebieg
kluczowych szerokich ścieżek, gdzie będą

S

S

p

p

o

o

t

t

k

k

a

a

n

n

i

i

a

a

z

z

P

P

r

r

o

o

t

t

e

e

l

l

e

e

m

m

9

9

9

9

S

S

E

E

Spotkanie 11

Na kolejnych spotkaniach zaprojektujemy płytkę do przystawki uruchomieniowej i przy okazji znów się czegoś nauczymy. Omówimy
też sprawę wydruków. Komplet materiałów do opisanych ćwiczeń można znaleźć na naszej stronie internetowej w projekcie
Przystawka.ddb.

Rys. 57a

Rys. 57b

Rys. 58a

płynąć znaczne prądy i od razu zdecydowa-
łem, że na płytce będzie jedna krótka zwora
ze źródła tranzystora do kondensatora C3.
Tranzystor mocy umieściłem przy tej krawę-
dzi płytki, obok której umieszczony będzie
radiator. Wstępny układ elementów pokaza-
ny jest na rysunku 58b.

Przed poprowadzeniem ścieżek trzeba

wprowadzić szereg zmian. Przede wszystkim
trzeba powiększyć punkty lutownicze, do
których przewodami zostaną dołączone prze-
łączniki J1 i J2.

Punkty i punkciki

Przy tego typu operacjach będziemy korzy-
stać z selekcji, czyli wybiórczego zaznacza-
nia niektórych elementów. W dalszej części
kursu będę wymiennie używał określeń za-
znaczenie i selekcja. Elementy można zazna-

czyć (wybrać, podświetlić, wyselekcjono-
wać), klikając na nie z wciśniętym klawi-
szem Shift (Shift + kliknięcie). Jeśli elementy
są rozmieszczone luźno, można też kliknąć
i trzymając klawisz myszy przeciągnąć kur-
sor, zaznaczając prostokąt – objęte nim ele-
menty zostaną wybrane i zaznaczone. Można
też zaznaczyć naciskając klawisze E – S lub
krócej po prostu S i wybrać opcję (np. Inside

Area). Polecam dwa pierwsze sposo-
by: Shift+kliknięcie oraz przeciąga-
nie myszą.

Zaznacz więc prze-

łączniki J1 i J2, jak po-
kazuje rysunek 59
i podwójnie kliknij na dowolnym
z zaznaczonych punktów, by otwo-
rzyć okno z właściwościami tego
punktu. Ponieważ chcemy zmienić
właściwości nie tylko tego punktu,
więc koniecznie kliknij przycisk
Global, by rozwinąć szersze okno.
Okno to wręcz przeraża wielu po-

czątkujących, ale Ty jak zwykle zachowaj
spokój.

Okno wcale nie jest straszne, a za to oka-

zuje się niezmiernie pożyteczne, oferując nie-
samowite możliwości, z których zresztą bę-
dziesz wykorzystywać tylko malutką część.

Najpierw zastanów się, co chcemy zmie-

nić: średnice i otwory we wszystkich punk-
tach obu zaznaczonych elementów. Wpisz
(dwukrotnie) średnicę punktu np. 120mil
i (raz) średnicę otworu, np. 40mil w odpowie-
dnie okienka. Na rysunku 60 odpowiednie
okienka zaznaczyłem kolorem niebieskim.
Zwróć uwagę, że automatycznie zostały za-
znaczone odpowiednie okienka z prawej stro-
ny - co ja zaznaczyłem kolorem żółtym. Zna-
czy to, że do wszystkich zmienianych punk-
tów skopiowane zostaną te zaznaczone atry-
buty: zmienione zostaną rozmiary punktów
i średnice otworów.

Tym sposobem poznałeś przeznaczenie

okienek z prawej strony ramki – określasz tu,
co będzie zmieniane.

Na razie jeszcze nie ustaliłeś, jakich

obiektów (punktów lutowni-
czych) dotyczyć będą zmia-
ny. Czy wszystkich punktów
na płytce? Nie, w tym przy-
padku tylko punktów dwóch
przełączników. Aby nie
zmienić wszystkich punktów
na płytce, celowo zaznaczyli-
śmy tylko te dwa elementy
(dokonaliśmy selekcji). I te-
raz dzięki temu zaznaczeniu
selektywnie dokonamy
zmian. Pomoże nam w tym
środkowy rząd okienek.
Wcześniej zwróć uwagę, że
lewe okienko Selection jest
zaznaczone (dlatego, że klik-
nięty punkt należy do wybra-

nych elementów) - zaznaczyłem to na rysun-
ku kolorem zielonym.

Skoncentruj się: chcemy zmienić wszyst-

kie punkty obszaru selekcji. Informujemy
o tym program, klikając strzałkę przy środ-
kowym okienku Selection i wybierając Same,
jak pokazuje rysunek 61. Masz do wyboru
trzy możliwości: albo zmieniasz obiekty ma-
jące takie same atrybuty (Same), albo dowol-
ne, jakiekolwiek (Any), albo też różne (Dif-
ferent) od atrybutu klikniętego obiektu.

My w środkowym oknie Selection wybie-

ramy Same, żeby zmiany dotyczyły tylko
składników (punktów) zaznaczonych – o ta-
kim samym atrybucie, jak w lewym okienku.
Inaczej mówiąc - wszystkich zaznaczonych
punktów.

To naprawdę nie jest trudne. Przeanalizuj

to jeszcze raz: W lewym rządku okienek
wpiszesz, co chcesz zmienić. Jeśli zmiany
dotyczą jednego punktu, masz tylko ten je-
den rządek okienek (bo nie klikniesz przyci-
sku Global). Przy zmianach globalnych,
w prawym rządku okienek zostanie zazna-
czone, które atrybuty zostaną zmienione
w innych elementach podlegających zmia-
nie. Natomiast środkowy rząd okienek wy-
korzystasz, żeby określić, jakie składniki
(punkty) mają podlegać zmianie. Zwróć
uwagę, że na początku we wszystkich środ-
kowych okienkach masz opcję Any, co ozna-
cza, że domyślnie zmiany dotyczą wszyst-
kich składników. W środkowych okienkach
możesz dowolnie wybierać opcje Any, Same,
Different, i właśnie w ten sposób określisz
precyzyjnie, które punkty zostaną zmienione.

Często wykorzystasz tu możliwość wcze-

śniejszej selekcji, czyli wybrania jednego lub
kilku elementów bibliotecznych.

Jak widzisz, okno globalnych zmian daje

Ci mnóstwo możliwości. Ale to jeszcze nie
koniec. W prawym dolnym rogu masz bar-
dzo ważne okienko Change Scope. My nie
chcemy zmieniać All FREE primitives -
wszystkich wolnych, czyli niezwiązanych
składników (punktów, które nie wchodzą
w skład elementów bibliotecznych, np. zosta-
ły umieszczone poleceniem P-P). My chce-
my zmienić właściwości wszystkich składni-
ków, także tych związanych, wchodzących
w skład elementów bibliotecznych. Dlatego
koniecznie musimy zmienić opcję w okienku
Change Scope na All primitives.

Po kliknięciu OK pokaże się małe okien-

ko z bardzo ważną informacją: ile dodatko-
wych elementów będzie zmienionych. Rysu-
nek 62 pokazuje, że w tym przypadku będzie
to pięć dodatkowych elementów. Kliknij Yes
i ewentualnie rozsuń elementy, jeśli powstał
konflikt, jak na rysunku 63.

23

Kurs Protela

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 59

Rys. 60

Rys. 61

Rys. 58b

24

Kurs Protela

Elektronika dla Wszystkich

Okienko z rysunku 62 z liczbą zmienia-

nych elementów jest naprawdę ważne, bo
od razu zorientujesz się, czy czegoś nie
przegapiłeś. Jeśli przykładowo wcześniej
nie zmieniłbyś zawartości okienka Change
Scope, w okienku z rysunku 62 otrzymał-
byś informację, że zostanie zmienionych 0
dodatkowych elementów. Jeśli z kolei
w środkowym okienku Selection zamiast
Same, pozostawiłbyś Any, otrzymałbyś in-
formację o zamianie 43 elementów i pro-
gram zmieniłby właściwości wszystkich
punktów. Dzięki zaznaczeniu potrzebnych
elementów i wybraniu opcji Same zmieni-
łeś tylko to, co chciałeś.

A teraz dla wprawy pozmieniajmy właści-

wości jeszcze innych punktów. Przykładowo
większość punktów ma średnicę 80mil.
Zmieńmy ją na 90mil. Podwójne kliknięcie

na dowolny z takich
punktów otworzy
okno właściwości,
które poszerzysz,
klikając przycisk
Global.

Chcemy zmie-

nić tylko rozmiary
wszystkich punk-
tów okrągłych, ma-
jących wcześniej
średnicę 80mil.
Tym razem nie do-

konujemy więc za-

znaczenia (selekcji) elementów podlegają-
cych zmianie. Tabelka po zmianach będzie
wyglądać, jak na rysunku 64. W środko-
wym okienku X-Size zaznaczyłem Same, że-
by zmienione zostały elementy, które wcze-
śniej miały wielkość 80mil. Wybrałem też
Same w środkowym okienku Shape (ksz-
tałt), żeby program nie zmienił kwadrato-
wych punktów tranzystora, które też mają
wielkość 80mil. Po dokonaniu zmian pro-
gram zasygnalizuje naruszenie reguł w ele-
mencie C3. Słusznie, odstęp wynosi teraz
tylko 10 milsów. Zmieńmy to.

Osoby przyzwyczajone do Autotraxa ma-

ją kłopoty ze zmianą punktów tylko jednego
elementu. Rzeczywiście Protel nie oferuje
specjalnej opcji zmiany punktów w obrębie
jednego elementu. Ale nie jest to żadna wa-
da. Trzeba się tylko przyzwyczaić do innego
sposobu pracy. Po prostu najpierw trzeba za-
znaczyć potrzebny element (np. Shift+klik-
nięcie), w tym przypadku kondensator C3.
Potem trzeba kliknąć podwójnie na jeden z

punktów i otworzyć tabelkę właściwości
(globalnych). Trzeba zmienić opcję Any na
Same w środkowym okienku Selection
i opcję w okienku Change Scope. Na pozór
odwrotne wartości wpisane w okienkach X-
Size oraz Y-Size wynikają z tego, że element
został wcześniej odwrócony o 90 stopni - za-
znaczyłem to czerwoną linią (Rotation

Rys. 63

Rys. 64

Rys. 65

Rys. 66

Rys. 67

Rys. 62

25

Kurs Protela

Elektronika dla Wszystkich

90.000). Po zmianach tabelka będzie wyglą-
dać jak na rysunku 65, a po zatwierdzeniu
i usunięciu zaznaczenia (odznaczenie) kon-
densatora, punkty będą wyglądać jak na
rysunku 66.

Zmieńmy jeszcze dla nabrania wprawy

punkty lutownicze tranzystora T1. Trzeba go
zaznaczyć (Shift+kliknięcie) i podwójnie
kliknąć na którymś punkcie. Wygląd tabelki
po zmianach pokazuje rysunek 67.

Zaznacz jeszcze punkty lutownicze ozna-

czone A, B, C, D. W tych obwodach będą
płynąć znaczne prądy, więc możemy po-
większyć te punkty i ich otwory według ry-
sunku 68.

A teraz zadanie domowe: koniecznie

poćwicz zmiany wielkości, kształtu i śre-

dnicy otworu punktów lu-
towniczych. Dobrze utrwal
sobie w pamięci sposób
zmiany punktów tylko
w jednym elemencie - bę-
dziesz często przeprowa-
dzał takie zmiany.

Ja po wprowadzeniu opi-

sanych zmian staranniej
ustawiłem elementy i zaczą-
łem prowadzić te ścieżki,
które trzeba poprowadzić
ręcznie. Resztę zrobi potem
automat.

Piotr Górecki

Ciąg dalszy ze strony 19.

Płytka klawiatury z diodami wymaga bardziej
skomplikowanego montażu. W pierwszej ko-
lejności, po wlutowaniu mikrostyków, należy
tak wyprofilować kolorowe diody LED, by
znalazły się nad przyciskami, a ich naciśnię-
cie powodowało zadziałanie tychże przyci-
sków. Po zmontowaniu płytek należy je zło-
żyć w przysłowiową kanapkę. Po poprawnym
zmontowaniu układ powinien od razu po-
prawnie pracować. Układ modelowy został
zasilony napięciem 6V z 4 ogniw 1,5. Próby,
jakie przeprowadziłem, wykazały, że gra tak-
że działa poprawnie przy napięciu zasilają-
cym 3V, ale dla większej jasności diod należy
zmniejszyć wartości rezystorów ograniczają-
cych R5-R7. Grę należy obowiązkowo wypo-
sażyć w wyłącznik zasilania, ponieważ w sta-
nie IDLE pobór prądu nie jest pomijalnie ma-
ły. Cały układ należy umieścić w jednej z do-
stępnych na rynku obudów. W przypadku
braku obudowy można wykonać ją z kawał-
ków laminatu, przy czym przykładowy pro-
jekt laminatowej płyty czołowej znajduje się
na rysunku we wkładce. Wystarczy wtedy
wykonać boki oraz dno urządzenia. Należy
także schować baterie zasilające. Obsługa gry
jest bardzo prosta i sprowadza się tylko do na-
ciskania przycisków na wyznaczonej tablicy.
Kolejka graczy jest pokazywana odpowie-
dnim kolorem diody D10. Po naciśnięciu
przycisku na wyznaczonej tablicy, naciśnięty
przycisk przyjmuje kolor, na jaki wskazywa-
ła dioda D10. Naciśnięcie przycisku z diodą
S10 uruchamia nową grę oraz wychodzi ze
stanu IDLE, podczas gdy mikrokontroler się
w nim znalazł. W przypadku remisu grę nale-
ży rozpocząć po naciśnięciu wspomnianego
przycisku startu (S10). Kolorom diod mogą
być przypisane odpowiednio kółko lub krzy-
żyk, dlatego we własnym zakresie należy
podjąć decyzję, jaki kolor diody będzie uwa-
żany za kółko, a jaki za krzyżyk. Grę można,
po zmianie programu zawartego w mikrokon-
trolerze, wykorzystać także jako dwie kostki
sześciościenne. Wyświetlacz gry w sam raz

się nadaje do tego celu. Jedną kostką mogły-
by być diody zielone, a drugą czerwone. Lo-
sowanie oraz wybranie kostek do pokazania
umożliwiałby przycisk startu S10. W wyniku
braku pamięci w mikrokontrolerze nie udało
mi się zaimplementować jako drugiej rozryw-
ki kostki do gry, oczywiście w jednym mikro-
kontrolerze. Aby to dało się zrobić, trzeba by
wymienić mikrokontroler na mikrokontroler
o większej pamięci, którym może być znany
89C4051. Ma on 4k pamięci i z powodzeniem

do gry „kółko i krzyżyk” można dopisać im-
plementację kostki sześciościennej. Przy za-
stosowaniu powyższego mikrokontrolera na-
leży pamiętać o zmianie obwodu zerowania
na zalecany dla rodziny mikrokontrolerów
’51. Można by także wymyślić inne rodzaje
gier, które mogłyby być zaimplementowane
do opisywanego urządzenia, oczywiście przy
jego ograniczeniach wyświetlacza i klawiatu-
ry. Mogą to być wszelkiego rodzaju gry
zręcznościowe, logiczne czy innego rodzaju.
Pamięć zawarta w mikrokontrolerze AVR
może wystarczyć do realizacji różnych gier.
Ale jeżeli okaże się za mała, można zmienić
mikrokontroler na wspomniany 89C4051.
Mam nadzieję, że można wymyślić jeszcze
wiele innych implementacji gier dla tego
urządzenia.

Marcin Wiązania

Wykaz elementów

Rezystory
R1,R5,R6,R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220Ω
R2,R3,R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7µF
C2,C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF
C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47µF
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
Półprzewodniki
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT90S2313
X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Kwarc 8MHz
T1,T2,T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
D1 – D10 . . . . . . . . . . . . .LED 5mm dwukolorowe
Inne
S1 – S10 . . . . . . . . . .Mikrostyk o niskim przycisku
S11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Przełącznik hebelkowy
Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Membrana piezo
Z1 . . . . . . .Goldpin 1x15 oraz odpowiednie gniazdo
BT1 . . . . . . . . . . . . . . . . .Koszyk na baterie 4x1,5V

Rys. 2 i 3 Schematy montażowe

KKoom

mpplleett ppooddzzeessppoołłóóww zz ppłłyyttkkąą jjeesstt ddoossttęęppnnyy

ww ssiieeccii hhaannddlloowweejj AAVVTT jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy AAVVTT-33002211..

R

R

y

y

s

s

.

.

6

6

8

8