Câble de dérivation d'E/S Raspberry PI et adaptateur de carte de connexion

Il s'agit de la deuxième série d'Instructables visant à documenter toutes les activités liées à l'électronique qui se déroulent chez So Make It ; Southampton Makerspace (sur la côte sud, Royaume-Uni) Les demandes sont plus que bienvenues !

Ce simple Instructable entre intentionnellement dans beaucoup trop de détails, car il s'adresse aux débutants du piratage matériel. Il vous permettra de vous connecter à l'en-tête à 26 voies sur les anciens Raspberry PI (il s'agit ici d'une carte RevA assez usée), mais les principes de base peuvent être étendus à n'importe quelle taille d'en-tête que vous pouvez rencontrer.

La motivation est simple, faites un câble court avec quelques prises dessus, pour connecter une extrémité au Raspi et l'autre à un adaptateur enfichable, qui vous permet d'accéder aux signaux sur une carte de connexion. Dans mon cas, je jouais avec I2C sur un AVR ATMega328pu en utilisant la pile logicielle Arduino.

Commençons donc par le début de tout projet électronique ; rechercher les bonnes pièces.

Étape 1 :Sourcer les pièces

J'avais toutes les pièces nécessaires qui traînaient, car ce sont des pièces génériques facilement disponibles, mais je vais fournir des sources fiables pour chacune pour vous permettre de démarrer. Je fournirai les numéros de pièce de RS electronics pour plus de simplicité, mais toutes les pièces sont facilement disponibles également sur ebay ou d'autres sources en ligne à des prix bien meilleurs. Je recommanderais de garder ces pièces «en stock» car elles sont très utiles pour toutes sortes d'autres travaux.

Pièces nécessaires :

• Prise pré-assemblée à 2 rangées x 13 voies (26 broches) 0,1″ (ou 2,54 mm). L'encoche de polarisation n'est pas nécessaire, mais la partie anti-traction est utile, mais elle doit être conçue pour un montage de câble à angle droit. RS :323-7902.
• Connecteur droit à 2 rangées x (au moins) 13 voies au pas de 0,1″, pour montage sur PCB (terminaison à souder) Vous pouvez en obtenir des plus longs et les couper à longueur avec des couteaux tranchants . RS :827-7772
• 2 connecteurs 1 rangée x (au moins) 13 voies 0,1″ en-tête droit, pour le montage sur PCB, encore une fois, obtenez simplement des plus longs et coupez-les. Vous devriez rechercher ceux avec de longues épingles. Au moins 8 mm. Remarque :vous pouvez pousser les broches à travers le plastique par le bas pour étendre les broches de quelques mm ! RS :767-1110
• Courte longueur d'au moins 26 voies au pas de 0,05″ (1,27 mm), câble plat ou ancien câble pour disquette/IDE. RS :289-9925
• Panneau à bandes plaquées de cuivre (alias Veroboard) simple face au pas de 0,1″. RS :01-393

Vous pouvez ignorer l'achat des prises pré-assemblées et utiliser directement un ancien câble de disquette, mais il sera assez long et dégradera la qualité du signal. La mauvaise puce d'application Broadcom sur la carte Raspi devra conduire beaucoup plus de charge capacitive. Si vous voulez être bon marché, vous pouvez toujours couper un câble de disquette et acheter une seule prise pour faire un câble plus court. En général, cependant, vous devez garder ces câbles aussi courts que possible.

Étape 2 :Coupez l'en-tête de la double ligne

Comptez 13 paires de broches, puis coupez directement à travers la base en plastique avec des pinces coupantes (pas les meilleures !)

Étape 3 :Coupez les deux en-têtes à une seule ligne

Répétez l'opération pour deux rangées simples de 13 broches.

Étape 4 :Pousser les broches vers le haut pour augmenter la longueur au-dessus de la base

À l'aide d'une pince à long bec, poussez l'en-tête contre de la ferraille ou une autre surface dure. Appuyez sur le plastique avec précaution, des deux extrémités, et petit à petit jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de goupille visible sous la base en plastique. N'attrapez pas les épingles ! Ils vont plier. Je pense qu'un bon en-tête vous donnera des épingles d'environ 10 mm de long.

Étape 5 :Coupez le stripboard à la bonne taille

Vous n'avez pas nécessairement besoin d'utiliser du strip board, si vous avez de l'Eurocard (deuxième image) disponible, mais je le recommanderais sans hésiter. Eurocard n'a pas les traces de cuivre, vous devrez donc faire des ponts de soudure à la main, et, eh bien, c'est juste salissant. Alors, utilisez du strip board !

La première image montre toutes les pièces placées du côté NON en cuivre, les unes contre les autres. Veillez à ce que le sens des traces de cuivre soit perpendiculaire à l'axe des pièces ! Nous voulons connecter l'en-tête interne aux broches, pas court-circuiter toutes les broches ensemble. L'œil d'aigle aura remarqué que les traces de cuivre raccourciront les rangées supérieure et inférieure de l'en-tête à deux rangées - pas de panique - nous allons soigneusement emboîter le côté cuivre de la carte pour les déconnecter !

Vous devrez couper la planche à lamelles soigneusement et lentement afin de ne pas endommager votre tranchant. Pour cela, vous pouvez utiliser une petite scie à métaux, un disque à tronçonner rotatif (voir la troisième image) monté dans un dremel, ou une scie à ruban (allez dans votre hackerspace local et demandez !) Vous n'aurez besoin que de suffisamment de matériel pour monter les composants, de sorte que ressemblera à un rectangle de 13 × 4 trous. Limez toutes les arêtes vives pour le ranger un peu.

Étape 6 :Coupez les traces

Nous devons découper une rainure à travers les traces pour déconnecter les rangées supérieure et inférieure de l'en-tête à 2 rangées. J'ai monté un clone dremel dans mon étau avec le disque de coupe attaché. Comme vous pouvez le voir, je n'ai pas tout à fait compris. Je suppose que vous pourriez juste utiliser un couteau…

Étape 7 : Nettoyez le circuit imprimé (uniquement s'il est en cuivre !)

Le cuivre se ternit assez rapidement, ce qui réduira l'efficacité du flux de soudure. On peut facilement enlever la couche d'oxyde incriminée avec un peu de laine métallique fine. J'utilise parfois un polish liquide (vendu au Royaume-Uni sous le nom de « brasso ») qui est très efficace pour cela - il suffit de travailler un peu dans le cuivre avec un chiffon, de le polir et de nettoyer tous les résidus à l'eau avant de sécher.
Vous devez le faire immédiatement avant de souder.

Étape 8 :Préparez la soudure

Il sera plus facile de souder avec de la soudure eutectique à l'ancienne (contenant du plomb et de l'étain) si vous pouvez en trouver, surtout s'il a un noyau de flux de colophane. Cependant, j'essaie d'éviter complètement le plomb, j'ai donc choisi une soudure sans plomb (contenant de l'argent dans ce cas) et une source supplémentaire de flux dans un stylo, si j'ai du mal à le faire couler ou à le mouiller.

J'ai également tendance à souder des choses comme celle-ci à une température élevée (400 DegC) car cela signifie que la refusion des joints et la suppression des ponts de soudure sont très rapides, même en utilisant une tresse de soudure en cuivre. Gardez simplement la chaleur allumée pendant un minimum de temps afin de ne pas endommager la colle qui colle le cuivre au substrat (ou de faire fondre les parties en plastique des en-têtes !)

Comme cela peut être visible sur les images, j'utilise une pointe en forme de ciseau sur mon fer. C'est le type le plus approprié pour cette soudure traversante.

Vous devriez consulter la fiche technique de la soudure que vous avez et sélectionner une température appropriée !

Lorsque vous chauffez le fer, appliquez de la soudure généreuse jusqu'à ce qu'il soit complètement recouvert de fonte, avant d'essuyer pour enlever toute croûte, réappliquez la soudure une deuxième fois et rangez-la dans le support. Appliquez toujours de la soudure sur la panne immédiatement avant de la placer dans le support entre les utilisations ! Ceci est particulièrement important avec la soudure sans plomb, car si vous ne le faites pas, cela entraînera rapidement une panne oxydée qui devra très probablement être remplacée - le nettoyage est possible avec de la laine métallique fine, mais il est généralement trop tard à ce moment-là.

Pour plus de détails :Câble de dérivation E/S Raspberry PI et adaptateur de carte de connexion