Portal - FPGA para Todos

Monte o Seu

Monte o Seu

Nesta sessão mostraremos como montar os kits utilizados nos exemplos do portal, apresentando dicas de solda e posicionamento dos componentes, passo a passo. A partir de tutoriais será possível construir seus kits para uso didático, etc. As placas serão montadas em PCI (Placas de Circuito Impresso) e o arquivo para fabricação de cada PCI será disponibilizado gratuitamente no portal.

A placa e seus componentes pode ser barateada se for obtida ou construída em maior quantidade, para um grupo de alunos de uma turma. A um menor custo o aluno pode eventualmente adquirir uma maior quantidade de alguns dos periféricos, viabilizando uma maior quantidade de experimentos com os kits. A experiência de montagem da placa pode ser incluída no programa de ensino de um curso, como em um treinamento, ou em alguma disciplina específica.

Problemas Mais Frequentes

  • É comum soldar a barra pinos torta; procure mantê-la firme a 90° da placa na soldagem dos primeiros pinos;
  • Preste bastante atenção para não soldar os componentes em uma posição errada. Observe a serigrafia que é expressada na PCI, pois ela serve de referência nas montagens;
  • Cuidado com o excesso de solda, que pode provocar curto-circuitos na placa.

Dicas Gerais

  • Ao soldar a barra de pinos, retê-la pelos pinos mais distantes do pino que está sendo soldado, para não se queimar;
  • As barras de pinos de 90º são facilmente soldadas em superfícies planas, pois garante-se a altura e a simetria dos pinos;
  • Solde os componentes bem rente a placa correspondente;
  • Solde resistores de acordo que facilite a leitura de seus valores;
  • Evite aquecer demais o componente, pois alguns são sensíveis à temperatura;
  • Solde os jumpers de seleção do kit corretamente (você pode usar um pedaço de um terminal de componente, como resistor ou capacitor, cortado);
  • Certifique-se que os componentes estão funcionando, como CIs, LEDs, displays e transistores, antes de soldá-los.

Placas

Lembrando que para uma compra grande de componentes os preços diminuem. Recomendamos que faça isso, ou procure um estabelecimento com preços mais acessíveis.

Obtendo sua PCB

Cada artigo possui um link com o arquivo GERBER da respectiva placa, com este arquivo você pode encomendar as placas de seu fabricante de preferência.

O projeto FPGA para Todos já homologou a fabricação das placas nas seguintes empresas

Testes de Funcionamento Geral

Os testes apresentados nesta sessão devem ser feitos em todas as placas, para garantir que estão funcionando corretamente e para evitar que danifiquem outras placas. O primeiro teste a ser feito é verificar se os pinos de VCC e GND de cada conector estão conectados. Para isso, selecione a opção de continuidade do multímetro (simbolo do diodo) e conecte uma ponteira a um VCC e a outra ao VCC do outro conector, como na foto. Faça o mesmo entre GND/GND. Se estiver tudo certo, o multímetro acusará conexão.

Figura 1: Teste de Conexão entre VCC/VCC

O outro teste a ser feito é o de curcto-circuito entre VCC e GND. Para isso, selecione a opção de continuidade do multímetro (simbolo do diodo) e conecte uma ponteira a Vcc e uma ao GND, como na imagem, repita o procedimento para os outros pinos de VCC e GND. Se estiver tudo certo, o multímetro NÃO acusará conexão.

Figura 2: Teste de Conexão entre VCC/GND

O terceiro teste a ser feito é o teste de curto-circuito entre pinos. Ainda com o multímetro na posição de continuidade, conecte uma ponteira no primeiro pino e percorra os outros pinos com a outra ponteira para verificar se existe algum curto entre pinos. Após testar o pino 1, teste o 2 e assim sucessivamente. Se estiver tudo certo, o multímetro NÃO acusará conexão, quaisquer sejam os pinos do mesmo barramento.

Figura 3: Teste de Conexão entre Pinos

Monte o seu: Módulo de Chaves

Módulo Periférico de Chaves

Figura 1: Módulo Periférico Chaves e Componentes

Figura 2: Módulo de Chaves Montado

Este artigo descreve passo a passo as etapas para a construção da placa de chaves, um periférico que servirá como uma placa modular (módulo) para complementar a utilização do seu kit de CPLD (principal) ou outros kits que utilizem o mesmo padrão de pinagem. Esta placa de chaves pode servir para várias aplicações, dependendo do projeto. Na página "Placa de Chaves" você poderá ver uma utilização básica desse módulo e a explicação do seu funcionamento.

Problemas mais Frequentes

  • Posicionamento incorreto do Dip Switch 8 Vias (chave);
  • Posicionamento incorreto da rede resistiva;

Dicas de Montagem

  • Siga a serigrafia para basear-se na soldagem;
  • Utilize o dedo para manter o Dip Switch 8 Vias (chaves) rente na PCI ao soldar;
  • Tente soldar a barra de pinos mais reta possível, deixando-a em uma superfície plana.

Tabela de Componentes

Aqui encontra-se uma tabela com as especificações dos componentes que são utilizados nesse módulo.

Especificação de Componentes - Placa de Chaves

Segue abaixo o gerber, arquivo para fabricação da placa, na extensão ".zip".

Gerber_Placa de Chaves.zip

----- As placas do Projeto FPGA para Todos foram fabricadas em uma parceria com a empresa Digicart. Se gostaria de adquirir as placas contate-os pelo email

Tutorial de Montagem

O tutorial abaixo apresenta a montagem do módulo periférico de Chave. Para ampliá-lo clique aqui, ou sobre ele.

Tutorial de Montagem: Módulo Periférico de Chave

Teste de Funcionamento

Certifique-se de já ter feito os primeiros testes de continuidade entre VCC/GND e entre pinos, indicados nos testes de funcionamento geral.

O próximo teste será feito utilizando o Kit principal, um módulo periférico de LEDs e outro de Chaves. Assegure que a placa de LEDs esteja funcionando corretamente e monte a estrutura para teste conforme ilustra a Figura 3. É preciso interligar o VCC e o GND dos periféricos entre si, e alimentá-las com VCC e GND do Kit principal.

Figura 3: Montagem do Teste

Dessa forma, quando muda-se a pocisão das chaves, os LEDs correspondentes acendem ou apagam, indicando o funcionamento do periférico que foi construido, como ilustra a Figura 4. Observe que para placas de LEDs de catodo comum, os mesmos acenderão com a chave em 1, já para anodo comum acenderão com a chave em 0. Caso algum LED não corresponda com a posição da chave, verifique a montagem do periférico.

Figura 4: Funcionamento das Chaves

Monte o Seu: Kit Principal

Módulo PLD

Figura 1: Placa de Circuito Impresso do Módulo de PLDX064

Figura 2: Módulo de PLD7064 Montado

Neste artigo disponibilizamos um tutorial de montagem do Módulo PLD7064, utilizado para gravação de projetos. A montagem da placa é bastante simples, e pode ser executada pelo próprio aluno, seguindo o tutorial disponibilizado neste artigo. Para saber como o kit funciona, leia mais sobre o mesmo no artigo "Módulo CPLD_7064".

Problemas mais Frequentes

  • Soldagem errada dos componentes, tanto em posição quanto em localização. Exemplo: capacitores eletrolíticos, cristal oscilador gerador de clock, soquete para CPLD, resistores, barra de pinos;
  • Curto-circuito gerado pelo excesso de solda;

Dicas de Soldagem

  • Comece em uma ordem que facilite o resto da soldagem, sendo dos menores (resistores e capacitores) para os maiores (botões, soquetes e barra de pinos);

  • Solde os jumpers de seleção do kit corretamente utilizando um pedaço de um terminal de outro componente cortado, como resistou ou capacitor;

  • Atenção ao posicionar e soldar os soquetes (CPLD, CI, interface JTAG e alimentação);

  • Soldar componentes bem rente a placa;

  • Atenção ao soldar a barra pinos de 90° para que não seja soldada torta.

Tabela de Componentes

Aqui encontra-se uma tabela com as especificações dos componentes que são usados nesse módulo de PLD.

Tabela de Componentes(em breve)

Segue abaixo o gerber, arquivo para fabricação da placa, na extensão ".zip".

Gerber_Kit Principal.zip(em breve)

Tutorial de Montagem

Segue abaixo o tutorial sobre a montagem do Kit Principal, para ampliá-lo clique aqui ou sobre ele.

Tutorial de Montagem: Kit Principal

Teste de Funcionamento

Certifique-se de já ter feitos primeiros testes de continuidade entre VCC/GND e entre pinos, indicados nos testes de funcionamento geral.

 

Para teste do módulo, propomos aqui um projeto simples, a ser gravado no CPLD, que aplica aos pinos dos conectores CN1, CN2 e CN3 uma contagem de 0 a 15 (repetida em blocos de 4 bits), que poderá ser observada em um ou mais módulos de LED. Alguns pinos do conector CN4 configuram as etapas do teste.

A figura 03 apresenta o diagrama de blocos do circuito de testes.

 

Figura 3: Bloco esquemático do projeto teste

Inicialmente, grave o projeto de teste, no kit de CPLD (sem periféricos conectados a ele). Conecte então um módulo de LEDs ao CN1, e um módulo de botões ao CN4, como mostrado na figura 04, que também mostra os botões associados aos sinais do projeto e as posições corretas para os jumpers do módulo de CPLD.

 

Figura 04: Bloco esquemático do projeto teste

Alimente o kit. Você deverá observar uma contagem rápida no módulo de leds (igual nas linhas superior e inferior). Remova o periférico de LEDs do CN1 e conecte-o ao CN2, e depois ao CN3. Em ambos os casos, você deverá verificar a mesma sequência de ativação dos LEDs e, então, que os pinos dos conectores CN1 a CN3 estão funcionando adequadamente como saída. Deixe o módulo de LEDs em um destes conectores.

Agora, passamos ao teste dos pinos do CPLD configurados como entrada, e dos circuitos de clock e de reset do kit.

A contagem, neste projeto, é incrementada por um sinal de que pode ser gerado por qualquer dos circuitos de clock do kit. A seleção é feita pelo botão B6, que controla o sinal SelClock. Com o botão liberado, a contagem é sincronizada pelo sinal de clock de alta frequência (GCLK1), e com o botão pressionado, é ativado o sinal de clock de baixa frequência (GCLK2).

No teste do clock de alta frequência, um prescaler gera, a partir dos 24MHz do oscilador XTAL1, um sinal de frequência mais baixa, adequada para visão da contagem no periférico de LEDs.

O clock de baixa frequência pode ser ajustado pelos jumpers em J1 (“SelFreq”) e J3 (“SelTipo”). Quando o jumper de J3 estiver na posição “E”, o botão B0 da placa de botões atua como a entrada (manual) de pulsos de clock. Observe que neste caso a contagem está sujeita a ruídos de trepidação no botão.

O botão B2 (entrada OE), quando pressionado, deixa em alta impedância as saídas de contagem, e os LEDs deverão se apagar.

A entrada CLKENABLEn, conectada ao botão B7, habilita o clock do contador. Quando em '1', (botão liberado) a contagem ocorre normalmente. Quando está em '0' (botão pressionado), aquela entrada bloqueia a contagem.

Finalmente, a contagem pode ser anulada aplicando-se um nível lógico baixo na entrada GCLRn. O acionamento deste sinal pode ser feito pelo botão GLCRn do módulo principal, se o jumper J5 está na posição “B”, ou pelo botão B1 da barra de botões, se o mesmo jumper está na posição “E”.

Link para donwload do projeto teste

 

 

Monte o Seu: Display de 6 Algarismos

Módulo Periférico Diplay 6 Algarismos

Figura 1: Módulo Periférico Display de 6 Algarismos

Figura 1: Módulo Periférico Display de 6 Algarismos e Componentes

Figura 2: Display de 6 Algarismos Montado

Figura 2: Display de 6 Algarismos Montado

Neste artigo disponibilizamos um tutorial de montagem do Módulo Periférico Display 6 Algarismos, utilizado para a elaboração de projetos. A montagem da placa é bastante simples, porém exige mais atenção devido а maior quantidade de componentes que os outros periféricos. Acompanhe o tutorial disponibilizado neste artigo e aprenda a montá-la. Para saber sobre o funcionamento desse módulo, leia mais sobre o mesmo no artigo "Placa de Display de 6 Algarismos".

Problemas mais Frequentes

  • Posicionamento incorreto dos transistores utilizados;
  • Posicionamento incorreto do display de 7 segmentos;
  • Inversão na posição dos resistores de valores diferentes.

Dicas Montagem

  • Posicione os resistores de acordo com a leitura de cores, da esquerda para direita, facilitando a leitura do valor resistivo;
  • Solde os componentes bem rente a placa para que fique com um aspecto mais profissional;
  • Tome como base a serigrafia para não soldar tanto os displays quanto os transistores de modo inapropriado.

Tabela de Componentes

Aqui se encontra uma tabela com as especificações dos componentes que são usados nesse módulo.

Especificação de Componentes - Display de 6 Algarismos

Segue abaixo o gerber, arquivo para fabricação da placa, na extensão ".zip".

Gerber_Placa de Display de 6 Algarismos.zip

Tutorial Montagem

Segue abaixo o tutorial sobre a montagem do módulo periférico display de 6 algarismos; para ampliá-lo clique aqui ou sobre ele.

Tutorial de Montagem: Módulo Periférico Display de 6 Algarismos

Teste de Funcionamento

Certifique-se de já ter feitos primeiros testes de continuidade entre VCC/GND e entre pinos, indicados nos testes de funcionamento geral.

Esse próximo teste é sugerido que seja realizado em bancada, com a gravação de um projeto teste que está disponibilizado logo no final dessa página. A Figura 3 mostra o modo que deve ser montado o periférico para realizar o teste. Cuidado na com a posição das placas, certifique-se que o VCC e o GND do periférico estejam de acordo com o kit principal

Figura 3: Como a montagem deve ser realizada

Agora, com a montagem física pronta, o ultimo passo é gravar o programa teste no kit principal. Lembre de gravar sem o periférico conectado à matriz de contatos, ou desconecte o Kit Principal da mesma, pois não sabe-se a configuração dos pinos do projeto anterior gravado. Assim evita-se o risco de danificar algum pino do kit principal ou do periférico por possuir, por exemplo, duas saídas conectadas entre si gerando uma corrente excessiva.

Depois de gravado, observe a mudança em um segmento de cada display por vez, fazendo toda varredura por todos os segmentos e displays. Certifique-se que todos os segmentos estão acendendo, sendo um de cada vez, e todos os displays estão sendo testados, também um por vez. Dessa forma garante-se que não há curto-circuito, caso contrário revise a montagem e soldagem do módulo. Observe a Figura 4 onde um determinado segmento está acendendo, isso ocorrerá de A à G e também o P (ponto).

Figura 4: Demonstração do teste de funcionamento

"Projeto Teste (teste_display6.zip)"

Monte o Seu: Teclado Matricial

Módulo Periférico Teclado Matricial

Figura 1: Periférico Teclado Matricial e Componentes

Figura 2: Teclado Matricial Montado

Neste artigo disponibilizamos um tutorial de montagem do Módulo Perférico Teclado Matricial, utilizado para ampliar seus projetos em lógica programável. A montagem da placa é bastante simples, e pode ser executada pelo próprio aluno, seguindo o tutorial disponibilizado neste artigo.Para saber como o módulo funciona, leia mais sobre o mesmo no artigo "Placa de Teclado Matricial".

Problemas mais Frequentes

  • Cuidado para não soldar a barra resistiva invertida. Observe que ela tem um ponto em uma de suas extremidades, cuja posição é marcada na serigrafia por um quadrado em torno da ilha;
  • Fique atento à posição dos botões, encaixando-os com cuidado na placa e alinhando-os.

Dicas de Montagem

  • Quando soldar os botões ajeite os terminais para facilitar o encaixe nas ilhas;
  • Na realização da soldagem, deixe todos os componentes bem alinhados para uma melhor visualização do periférico;
  • Utilize um alicate de bico para o alinhamento dos botões, tomando cuidado para não danificar o mesmo;
  • Lembre também do posicionamento da rede resistiva, que tem lugar marcado na serigrafia para não ser soldado errada;
  • Quando soldar a barra de pinos deixe-a simétrica; uma superfície plana ajuda nessa solda.

Tabela de Componentes

Aqui encontra-se uma tabela com as especificações dos componentes que são usados nesse módulo.

"Especificação de Componentes - Placa de Teclado Matricial" (em breve)

Segue abaixo o gerber, arquivo para fabricação da placa, na extensão ".zip".

Gerber_Teclado Matricial.zip

Tutorial de Montagem

Segue abaixo o tutorial sobre a montagem do módulo periférico teclado matricial, para ampliá-lo clique aquiou sobre ele.

Tutorial de Montagem: Módulo Periférico Teclado Matricial

Teste de Funcionamento

Certifique-se de já ter feitos primeiros testes de continuidade entre VCC/GND e entre pinos, indicados nos testes de funcionamento geral.

Esse próximo teste é sugerido que seja realizado em bancada, com a gravação de um projeto teste que está disponibilizado no final dessa página. A Figura 3 mostra o modo como devem ser montados os periféricos para realizar o teste final do módulo matricial. Observa-se a utilização de 8 resistores de 68 Ohms que são ligados com os respectivos pinos entre o Kit principal e o periférico matricial. Esses resistores servem como uma proteção caso haja algum curto-circuito na placa do módulo matricial que acabou de ser montado, fazendo que a suposta corrente gerada pelo curto não prejudique o Kit principal.

Figura 3: Montagem para teste

Agora, com a montagem física pronta, o último passo é gravar o programa teste no Kit principal. Lembre de gravar sem os periféricos conectados à matriz de contatos, ou desconecte o Kit Principal da mesma, pois não sabe-se a configuração dos pinos do projeto anterior gravado. Assim evita-se o risco de danificar algum pino do Kit Principal ou do Periférico por possuir, por exemplo, duas saídas conectadas entre si gerando uma corrente excessiva.

Depois de gravado, aperte cada botão observando a mudança dos LEDs L3 à L0, pois ficarão acesos enquanto não há nenhum botão apertado. Observe a Figura 4 que com o botão B5 dois LEDs se apagaram. Isso corresponde ao número binário que é representado por cada botão quando acionado, sendo nesse caso 5D(0101B).

Figura 4: Acionamento do botão B5

"Projeto Teste (Varredura de um Teclado Matricial.zip)"

Quem está Online

Temos 64 visitantes e Nenhum membro online

Apoio

Login Form

 

Artigos Relacionados