Idea projektu i przyjęte rozwiązania
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
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” 2×8 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 2×8, 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 2×8 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 13: wyprowadzenie sygnału nr 2 z poprzedniego modułu
– pin 12: wprowadzenie sygnału nr 1 do następnego 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:
Proponowana zasada zachowania kierunku przesyłania/przetwarzania sygnałów
w ramach systemu rozwojowego hambit.
Sposób zasilania złącz oraz układ połączeń SIG i magistrali I2C
Przykład konfiguracji modułów dla prostego odbiornika SDR
Przykład konfiguracji modułów dla odbiornika heterodynowego
Wybór magistrali sterującej pracą układów
…