การบัดกรีแผงวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์

วิกินี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชา 01204223

ตัวอย่างบอร์ดที่บัดกรีแล้ว

อุปกรณ์ที่ใช้

ชื่ออุปกรณ์	สัญลักษณ์ในผังวงจร	สัญลักษณ์บนแผ่นวงจรพิมพ์	ภาพอุปกรณ์
แผ่นวงจรพิมพ์ที่ยังไม่ได้บัดกรี	-	-
ลวดเชื่อมวงจร (ใช้เศษขาที่เหลือจากอุปกรณ์อื่น)	-
USB connector 1 ตัว วางให้เป็นแนวขนานกับบอร์ด ไม่เช่นนั้นบอร์ดจะกระดกขึ้นหรือลงขณะที่เสียบกับพอร์ท USB แนะนำให้บัดกรีพร้อมกับคริสตัล เนื่องจากมีความสูงเท่ากัน
ตัวเก็บประจุ 10 ไมโครฟารัด 1 ตัว วางขั้วให้ถูกต้อง
ตัวเก็บประจุ 100 นาโนฟารัด 1 ตัว
ตัวเก็บประจุ 22 พิโคฟารัด 2 ตัว
ไดโอดเปล่งแสง (Light-Emitting Diode -- LED) สีแดงและสีเขียว วางขั้วให้ถูกต้อง D3 ใช้สีเขียว D4 ใช้สีแดง
Crystal 16 MHz 1 ตัว
ซีเนอร์ไดโอด 3.6V 1/2W (1N5227B) 2 ตัว วางขั้วให้ถูกต้อง
ซ็อกเก็ตไอซี 28 ขา 1 ตัว วางตำแหน่งขาให้ถูกต้อง	-
ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATMega168 แบบ DIP 28 ขา ห้ามบัดกรีโดยตรงเพราะอุปกรณ์จะเสียหายจากความร้อนของหัวแร้ง บัดกรีซ็อกเก็ตแล้วจึงค่อยเสียบ		250px
แท็คสวิตช์ 6x6mm 1 ตัว วางตำแหน่งขาให้ถูกต้อง
จั๊มเปอร์ 2 ขาพร้อมหัวเสียบ 1 ตัว
คอนเน็กเตอร์ 5x2 ขา 1 ตัว เสียบด้านสั้นลงบนบอร์ด หันด้านยาวขึ้น บัดกรีลงในตำแหน่ง PORTC เท่านั้น
ตัวต้านทาน 68 โอห์ม 2 ตัว แถบสี: น้ำเงิน เทา ดำ ทอง
ตัวต้านทาน 330 โอห์ม 2 ตัว แถบสี: ส้ม ส้ม น้ำตาล ทอง
ตัวต้านทาน 1.5K โอห์ม 1 ตัว แถบสี: น้ำตาล เขียว แดง ทอง
ตัวต้านทาน 1M โอห์ม 1 ตัว แถบสี: น้ำตาล ดำ เขียว ทอง

ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับการบัดกรี

• บัดกรีคอนเน็กเตอร์ 2x5 ขาลงบน PORTC อย่างเดียว ส่วนจุดบัดกรี PORTB และ PORTD ปล่อยทิ้งไว้ก่อน
• D3 (ตัวที่อยู่ใกล้กับพอร์ต USB) ใช้ LED สีเขียว
• D4 (ตัวที่อยู่ใกล้กับซ็อกเก็ตไอซี) ใช้ LED สีแดง

อุปกรณ์ที่มีขั้ว

อุปกรณ์บางอย่างต้องต่อให้ถูกขั้ว ไม่เช่นนั้นอาจทำให้วงจรไม่ทำงานหรือสร้างความเสียหายให้กับวงจรได้ ในบอร์ดทดลองของเรามีอุปกรณ์ที่มีขั้วดังนี้

• ตัวเก็บประจุขนาด 10 ไมโครฟารัด เป็นตัวเก็บประจุแบบน้ำยา ต้องวางขั้วบวกและลบให้ถูกต้อง
• ไดโอดทุกชนิด รวมถึงซีเนอร์ไดโอดและไดโอดเปล่งแสง (LED)
• ไอซี ควรบัดกรีผ่านซ็อกเก็ตเพราะความร้อนสามารถสร้างความเสียหายให้กับไอซีได้ ตัวซ็อกเก็ตจะมีสัญลักษณ์บอกทิศทางของไอซี ซึ่งควรวางให้ถูกทิศตั้งแต่แรก

ปัญหาที่พบบ่อย

• ลายทองแดงหลุดลอกและขาดออกจากกัน อันเกิดจากการแช่หัวแร้งไว้นานเกินไป และ/หรือการตัดขาอุปกรณ์หลังการบัดกรี รอยขาดเหล่านี้บางครั้งมองเห็นได้ยากมาก ต้องอาศัยโอห์มมิเตอร์ในการตรวจสอบ
• ต่ออุปกรณ์บางอย่างกลับขั้ว เช่นซีเนอร์ไดโอด
• วางอุปกรณ์ผิดค่า เช่นตัวต้านทานต่าง ๆ
• วางซ็อกเก็ตไอซีกลับด้าน แม้จะไม่ใช่ปัญหาใหญ่เนื่องจากไอซีสามารถถอดและใส่ได้ง่าย แต่อาจสร้างความสับสนในภายหลัง
• ใส่ตะกั่วที่จุดบัดกรีน้อยเกินไป ทำให้ขาอุปกรณ์ไม่เชื่อมติดกับลายทองแดง

วิธีทดสอบวงจรเบื้องต้น

ปฏิบัติตามขั้นตอนทีละขั้นดังนี้

• ยังไม่ต้องเสียบไมโครคอนโทรลเลอร์ลงบนซ็อกเก็ต ใช้โอห์มมิเตอร์วัดความต้านทานระหว่างจุด VCC และ GND ต้องไม่ชอร์ตกัน

• หากชอร์ตกันให้ไล่ลายทองแดงของเน็ต VCC และ GND เพื่อหาว่าชอร์ตกันที่จุดใด และกำจัดจุดที่ชอร์ตออก

• เสียบสายแพเข้ากับบอร์ด แล้วลองต่อไฟ 5V และ GND ให้กับบอร์ด LED สีแดงต้องติดขึ้นมา เป็นการแสดงว่าวงจรได้รับไฟเลี้ยงอย่างถูกต้อง

• หากไฟไม่ติดให้ไล่วงจรส่วนที่ต่อกับ LED สีแดง ดูว่า LED ต่อถูกขั้วหรือไม่

• ตัดไฟเลี้ยง เสียบไมโครคอนโทรลเลอร์ แล้วเปิดไฟ หาก LED สีเขียวกระพริบเป็นจังหวะ (ประมาณวินาทีละครั้ง) แสดงว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับไฟเลี้ยงและสัญญาณนาฬิกา และทำงานได้ถูกต้อง

• หากไม่ทำงานให้ตรวจสอบไฟเลี้ยงที่เข้าสู่ไมโครคอนโทรลเลอร์ (ขา 7 และ 8) รวมถึงวงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา (ขา 9 และ 10)

• กดปุ่มรีเซ็ตเพื่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เข้าสู่โหมดการโปรแกรมเฟิร์มแวร์ ไฟสีเขียวต้องกระพริบเป็นจังหวะถี่ ๆ

• หาก LED สีเขียวยังกระพริบเป็นจังหวะช้า ๆ แสดงว่าการรีเซ็ตไม่เกิดขึ้น ตรวจสอบการเชื่อมต่อระหว่างสวิตช์รีเซ็ต กราวนด์ และขารีเซ็ตของไอซี (ขา 1)

• ในโหมดโปรแกรมเฟิร์มแวร์ไมโครคอนโทรลเลอร์จะจำลองตัวเองเป็นอุปกรณ์ USB ความเร็วต่ำ หากใช้คำสั่ง lsusb บนเครื่องคอมพิวเตอร์ต้องเห็นรายการอุปกรณ์ USB ที่มี VID:PID เป็น 16c0:05dc ปรากฏอยู่ ดังตัวอย่าง

$ lsusb
:
Bus 004 Device 068: ID 16c0:05dc VOTI shared ID for use with libusb 
:

• หากไม่ขึ้นให้ไล่วงจรส่วนเชื่อมต่อกับ USB ซึ่งไล่มาตั้งแต่ขา 4 และ 6 ของไอซี ตรวจสอบคู่ตัวต้านทาน 68 โอห์ม คู่ซีเนอร์ไดโอด ตัวต้านทาน 1.5K และ 1M ว่ามีการต่อสลับค่าหรือต่อซีเนอร์ไดโอดกลับขั้วบ้างหรือไม่

บทความที่เกี่ยวข้อง

• การพัฒนาเฟิร์มแวร์สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์
• แผงวงจรพ่วง (Peripheral Board)
• การวัดสัญญาณแอนะล็อกด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์