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Programmazione dei Nutchip.

l'interfaccia per PC | interfaccia con 2 transistor | niente porta seriale? | interfaccia con MAX232 | interfaccia con porte logiche | interfaccia incorporata o esterna? | connettori da usare | cavo seriale | adattatore 9/25 poli


L'interfaccia per il PC

I NUTCHIP si programmano serialmente con qualsiasi PC. Tuttavia, poichè i NUTCHIP sono alimentati a 5V mentre la porta seriale dei PC può arrivare fino a ±12V, è necessaria un'interfaccia per potere adattare i diversi livelli di tensione.
Per realizzare l'interfaccia bastano due transistor, ma vi fornisco anche degli schemi alternativi nel caso preferiate usare un chip specifico come il MAX232 oppure delle comuni porte logiche.

  

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Niente porta seriale? Usa l'USB!

programmazione tramite USBprogrammazione tramite USBAlcuni PC, specialmente i portatili, non hanno la porta seriale. In questo caso si può usare un convertitore da USB a seriale. Ma attenzione, alcuni dei dispositivi attualmente in commercio non offrono una implementazione completa della porta, altri sono progettati solo per modem o tavolette grafiche, altri ancora per collegare cellulari o macchine fotografiche... Perciò il miglior consiglio è quello di chiedere al negoziante di provare prima dell'acquisto, ma non è facile trovare commercianti disponibili! Per questo motivo abbiamo provato per voi alcuni convertitori commerciali, ed abbiamo raccolto i risultati in questa pagina. Clicca qui per vedere quale convertitore è risultato migliore, e come scoprire su quale chip si basa il tuo convertitore!

Interfaccia consigliata: solo 2 transistor

E' l'interfaccia più economica e semplice. Utilizza componenti reperibili ovunque.
Abbiamo usato questa interfaccia per realizzare tutti i progetti contenuti in questa documentazione.

interface_schematic.gif (9197 byte)

Interfaccia per programmare il Nutchip attraverso la porta seriale del computer.

ELENCO COMPONENTI

  • Q1 = transistor BC337
  • Q2 = transistor BC557
  • R1, R3= resistenza 4,7 kohm
  • R2, R4= resistenza 10 kohm
  • 1 strip di contatti a 4 poli oppure 4 spezzoncini di filo rigido
  • 1 connettore a vaschetta da 9 poli, femmina, tipo seriale (chiamato anche "Canon" oppure "D")
  • 1 pezzetto di basetta sperimentale tipo "millefori"

PER GLI ESPERTI E CURIOSONI
Ecco i risultati della simulazione:
  - trasmissione da PC a Nutchip
  - trasmissione da Nutchip a PC
  - linea a riposo

 

Questo circuito usa soltanto 2 transistor e sfrutta un trucco per ottenere una tensione negativa. Notate che l'emettitore di Q2 è collegato al positivo, perchè si tratta di un transistor PNP, mentre quello di Q1 è al negativo, perchè si tratta di un transistor NPN.
Quando il PC non trasmette fornisce una tensione negativa sul piedino TX: siccome con i Nutchip la trasmissione e la ricezione non non si sovrappongono mai, tramite la resistenza R3 questa tensione negativa torna al PC sul piedino RD (ricezione). Quando il NUTCHIP ha un dato da trasmettere, il transistor Q2 commuta fra la tensione negativa così "rubata" e la tensione positiva di alimentazione di 5V.
Nel 99% dei PC questo segnale, seppure non standard,   risulta perfettamente adeguato. Un bel risparmio di soldi e di spazio!

 
INTERF_1.JPG (17142 byte)     INTERF_3.JPG (16961 byte)

Realizzazione dell'interfaccia su una basetta sperimentale (a) con le connessioni saldate poste in evidenza (b)
Notate che il connettore è saldato solo sotto: dal lato componenti il connettore a 9 poli non ha saldature, e le piazzole sono limate via per evitare corto circuiti.



L'interfaccia finita si innesta direttamente nel cavo seriale; il connettore tipo strip si innesta direttamente nel circuito dove è montato il Nutchip. Utilizzate una strip lunga come in figura, in modo da passare sopra ai componenti eventualmente presenti sul prototipo da programmare.

Questa interfaccia si inserisce facilmente anche su una basetta a molla per esperimenti (esempi), e persino su uno zoccolo per integrati da 4+4 piedini tagliato a metà.

INTERF_4.JPG (16715 byte)
realizzazione delle saldature



Q1 = BC337 (NPN)


Q2 = BC557 (PNP)

Numeri dei piedini sul connettore DB9 femmina.
Attenzione perchè il maschio ha una numerazione speculare.

 

 

Connettori da usare

Abbiamo scelto la connessione tipo "strip" perchè:

  • può essere realizzata da tutti tagliando a metà uno zoccolo per integrati a 4+4 piedini.
  • è compatibile con le basette sperimentali a molla (springboard), molto comode per fare esperimenti
  • è compatibile con le apposite strip tornite "a petalo", più lunghe, che offrono un contatto eccellente
  • per uso professionale, sono disponibili versioni "boxed", non invertibili

Però fate ATTENZIONE a non invertire il connettore! Generalmente un'inversione del connettore di programmazione non danneggia il prototipo.

 

Cavo seriale

Per programmare i NUTCHIP usate un comune cavo di prolunga seriale reperibile ovunque. Ecco come è fatto:

cable.gif (2876 byte) 9 poli maschio
(all'interfaccia NUTCHIP )

9 poli femmina
(al PC)

1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9

Non usate i cavi chiamati "null modem" perchè non funzionano. Se usate l'interfaccia a transistor potete limitarvi a saldare i fili 2,3 e 5.

 

Corrispondenza dei pin connettore 25 poli - 9 poli

Alcuni PC dispongono di un connettore a 25 poli femmina anzichè a 9 poli maschio per la porta seriale. Se non trovate un adattatore idoneo in commercio, ecco i dettagli per realizzarne uno:

25 poli
(femmina sul PC)
9 poli
(maschio sul PC)
nome linea
RS232
direzione
2 3 TD usc. PC - ingr. NUTCHIP (RX)
3 2 RD ingr. PC - usc. NUTCHIP (TX)
4 7 RTS uscita del PC
5 8 CTS ingresso del PC
6 6 DSR ingresso del PC
7 5 GND MASSA (GND)
8 1 DCD ingresso del PC
20 4 DTR uscita del PC
22 9 RI ingresso del PC

Per innestarsi nel PC, vi serviranno quindi un connettore a 25 poli maschio ed un 9 poli femmina. Se utilizzate l'interfaccia a transistor descritta in precedenza, potete limitarvi a saldare solo tre fili:

1)    dal pin 2 del 25 poli al pin 3 del 9 poli;
2)    dal pin 3 del 25 poli al pin 2 del 9 poli;
3)    dal pin 7 del 25 poli al pin 5 del 9 poli.

 

Interfaccia alternativa: con MAX232

Questa interfaccia utilizza un integrato apposito e fornisce livelli di uscita standard adatti per ogni tipo di PC. Trattandosi di un integrato specifico, ha anche la migliore reiezione ai distrurbi e la protezione contro scariche e corto circuiti.Per contro è una soluzione più costosa e ingombrante delle soluzioni che utilizzano i transistor o semplici porte logiche.

 

Interfaccia alternativa: con porte logiche

Se nel vostro circuito ci sono alcune porte logiche d'avanzo, potete riutilizzarle come in questo esempio che usa due dei sei inverter di un 4066:

Utilizzando integrati CMOS della serie 4000, scegliete sempre le versioni B (buffered) che offrono la maggiore corrente di uscita. Qualsiasi inverter va bene, anche ricavato da porte logiche come NAND e NOR negli esempio che seguono che utilizzano due delle quattro porte di un 4001 o di un 4011:

Non dimenticate di alimentare gli integrati logici collegando gli opportuni piedini al +5V e a GND!

Di tutti i circuiti presentati, questo è il più spartano. Non eroga la tensione negativa richiesta dallo standard, ma soltanto la necessaria l'inversione logica. E' un dato di fatto fatto che la maggioranza dei PC funziona ugualmente bene con un segnale del genere, ma ricordate che si tratta di una piccola forzatura!  Perciò non è consigliabile usarlo per progetti dove sia richiesta la massima affidabilità e flessibilità, dove i cavi di collegamento siano lunghi e se non conoscete a priori quale PC verrà usato per la programmazione.

 

Interfaccia incorporata nella scheda o esterna?

Non c'è una regola valida per tutti.