Płytka testowa dla minimodułów

Czujniki do pomiaru różnych wielkości fizycznych: temperatury, wilgotności, ciśnienia, jak też bardziej skomplikowane układy np. do pomiaru położenia, mają zwykle miniaturowe obudowy przystosowane do montażu powierzchniowego. Do przetestowania właściwości czujnika, zapoznania się z jego możliwościami i sprawdzenia w prototypie lepiej jest wybrać gotowy moduł z czujnikiem zamontowanym na płytce. Płytki modułów mają złącza szpilkowe z paroma stykami do podłączenia zasilania, 2...3 przewody magistrali I2C lub SPI i ewentualnie jakieś dodatkowe wyprowadzenia funkcyjne. I tu na scenę wkracza płytka A-PT1 odgrywająca rolę wygodnego pośrednika. Wyposażona w kilka złączy, pozwala stabilnie osadzić moduł w gnieździe i skonfigurować podłączenie z płytką sterującą. Dobrym rozwiązaniem będzie także dodanie miniaturowego wyświetlacza, który posłuży do podglądu danych odbieranych z modułu.

Budowa płytki testowej

Na rysunku 1 pokazano schemat płytki i połączenia pomiędzy gniazdami. Złącze SV1 służy do podłączenia płytki sterownika, SV4 do przyłączenia wyświetlacza. Równolegle połączone gniazda SV2 i SV3 przeznaczone są do osadzenia jednocześnie do 2 modułów.

Rysunek 1. Schemat ideowy płytki testowej

Gniazdo SV7 służy jako pole konfigurujące sygnały, ponieważ rozłożenie sygnałów wyprowadzanych na złączach szpilkowych w różnych modułach jest różne. Oczywiście jeśli do płytki A-PT1 podłączymy tylko jeden moduł, to rozłożenie sygnałów SDA, SCL i zasilania z płyty sterującej, np. Arduino, możemy skonfigurować odpowiednim podłączeniem przewodów do gniazda SV1. Sytuacja komplikuje się, jeżeli dodatkowo w gnieździe SV4 będzie osadzony moduł wyświetlacza typu OLED. Przykładowy wyświetlacz ma następujące rozłożenie sygnałów na swoim złączu szpilkowym: 1 – Vcc, 2 – GND, 3 – SCL, 4 – SDA. Żeby prawidłowo działał, taka kolejność podłączeń zostanie wymuszona na złączu SV1. Pole konfiguracyjne SV7 pozwala z kolei połączyć te sygnały z właściwymi wyprowadzeniami modułu w gnieździe SV2.

Montaż i uruchomienie

Schemat płytki PCB pokazano na rysunku 2. Gniazda dla modułów – złącza SV2, SV3, oraz złącze wyświetlacza SV4 powinny być wykonane ze złączy precyzyjnych o rastrze 2,54. Do podłączenia sygnałów z płyty sterującej poprzez SV1 można użyć pojedynczego grzebienia styków szpilkowych kątowych o rastrze 2,54.

Rysunek 2. Schemat płytki PCB, wraz z rozmieszczeniem elementów

W roli pola konfiguracyjnego SV7 można użyć podwójnego, kątowego grzebienia styków szpilkowych. Górny rząd styków (oznaczony na płytce A-PT1 kolejnymi numerami i symbolem białego trójkąta) łączy się ze stykami SV1. Dolny rząd (oznaczony numerami styku i literą M) łączy się z gniazdami modułów SV2, SV3. Konfigurację sygnałów wykonuje się poprzez odpowiednie połączenie styków złącza SV7 kablami połączeniowymi typu żeński – żeński. Dla polepszenia komfortu użytkowania warto od spodu płytki przykleić na jej rogach 4 niewielkie nóżki samoprzylepne.

Na fotografii tytułowej pokazano płytkę testową w akcji. Można jej także używać z samym modułem wyświetlacza. Pełni wtedy funkcję małego monitora systemu, połączonego magistralą I2C z płytą procesora.

Ryszard Szymaniak