Өзімді PSLab құру: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Электроника зертханасында бос күн емес пе?

Сіздің тізбектеріңізде проблемалар болды ма? Жөндеу үшін сіз мультиметрді немесе осциллографты, толқын генераторын немесе сыртқы нақты қуат көзін немесе логикалық анализаторды айтқыңыз келетінін білдіңіз. Бірақ бұл хобби жобасы және сіз осындай қымбат құралдарға жүздеген доллар жұмсағыңыз келмейді. Жоғарыда айтылғандардың бәрін сақтау үшін көп орын қажет. Сіз 20-30 доллар тұратын мультиметрмен аяқталуыңыз мүмкін, бірақ бұл схеманы жөндеуде жақсы жұмыс жасамайды.

Егер мен айтайын, осциллограф, мультиметр, логикалық анализатор, толқын генераторы мен қуат көзінің барлық функцияларын қамтамасыз ететін ашық көзі бар аппараттық құрал бар, және бұл сізге жүздеген доллар шығын әкелмейді. толтыру үшін бүкіл кестені алу. Бұл ашық бастапқы коды FOSSASIA ұйымының PSLab құрылғысы. Сіз https://pslab.io/ ресми веб -сайтын және келесі сілтемелер бойынша ашық бастапқы репозиторийлерді таба аласыз;

• Жабдықтың схемасы:
• MPLab микробағдарламасы:
• Жұмыс үстелі қосымшасы:
• Android қолданбасы:
• Python кітапханалары:

Мен аппараттық және микробағдарлама репозиторийлерін сақтаймын, егер сізде құрылғыны немесе басқа да байланысты заттарды пайдалану кезінде сұрақтарыңыз болса, мені сұраудан тартынбаңыз.

PSLab бізге не береді?

Arduino Mega формалық факторы бар бұл ықшам құрылғы көптеген ерекшеліктерге ие. Бастамас бұрын, ол Mega форма факторында жасалған, сондықтан сіз оны Arduino Mega корпусына еш қиындықсыз қоюға болады. Енді техникалық сипаттамаларды қарастырайық (бастапқы аппараттық репозиторийден алынған);

• 4 каналды 2MSPS осциллографқа дейін. Бағдарламалық қамтамасыз етуді таңдауға болатын күшейту кезеңдері
• Бағдарламаланатын күші бар 12 биттік вольтметр. Кіріс диапазоны +/- 10 мВ-тан +/- 16 В дейін
• 3x 12 биттік Бағдарламаланатын кернеудің көздері +/- 3,3 В, +/- 5В, 0-3 В.
• 12 биттік бағдарламаланатын ток көзі. 0-3.3 мА
• 4 арналы, 4 МГц, логикалық анализатор
• 2x Синус/Үшбұрышты толқын генераторлары. 5 Гц - 5 КГц. SI1 үшін амплитудасының қолмен басқарылуы
• 4x PWM генераторлары. 15 nS ажыратымдылығы. 8 МГц дейін
• Сыйымдылықты өлшеу. pF - UF диапазоны
• Accel/gyros/ылғалдылық/температура модульдеріне арналған I2C, SPI, UART деректер шиналары

Енді біз бұл құрылғының не екенін білдік, енді оны қалай құруға болатынын көрейік.

1 -қадам: Схемадан бастайық

Ашық бастапқы бағдарламалық қамтамасыз ету ашық бастапқы бағдарламалық жасақтамамен бірге келеді:)

Бұл жоба мүмкіндігінше ашық форматта. Бұл көптеген артықшылықтарға ие. Кез келген адам бағдарламалық жасақтаманы тегін орнатып, сынап көре алады. Барлығының меншікті бағдарламалық қамтамасыз етуді сатып алуға қаржылық күші жоқ, сондықтан бұл жұмысты әлі де орындауға мүмкіндік береді. Схемалар KiCAD көмегімен жасалды. Сіз өзіңізге ұнайтын кез келген бағдарламалық жасақтаманы еркін пайдалана аласыз; байланыстарды дұрыс орнатыңыз. GitHub репозиторийінде https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… мекенжайындағы схемаларға арналған барлық бастапқы файлдар бар, ал егер сіз KiCAD-пен жұмыс жасағыңыз келсе, біз бірден репозиторийді клондай аламыз және оның көзі бар Linux терминал терезесінде келесі пәрменді теру арқылы өзімізге.

$ git клоны

Немесе консольдық командаларды білмесеңіз, бұл сілтемені шолғышқа қойыңыз, ол барлық ресурстары бар zip файлын жүктейді. Схемалық файлдардың PDF нұсқасын төменде табуға болады.

Схема біршама күрделі болып көрінуі мүмкін, себебі онда көптеген IC, резисторлар мен конденсаторлар бар. Мен саған мұнда не бар екенін көрсетемін.

Бірінші беттің ортасында PIC микроконтроллері бар. Бұл құрылғының миы. Ол I/O түйреуіштерінен электр сигналдарын сезу үшін бірнеше OpAmps, Crystal және бірнеше резисторлар мен конденсаторлармен байланысты. Компьютермен немесе ұялы телефонмен байланыс MCP2200 IC UART көпірі арқылы жүзеге асады. Сондай-ақ, құрылғының артқы жағында ESP8266-12E чипінің саңылаулары бар. Схемада кернеу еселігі мен кернеу түрлендіргіші IC болады, себебі құрылғы осциллограф арналарын қолдай алады, ол +/- 16 В дейін көтерілуі мүмкін.

Схема жасалғаннан кейін, келесі қадам - бұл нақты ПХД құрастыру …

2 -қадам: схеманы макетке айналдыру

Жарайды, бұл әбігерлік, иә? Себебі, жүздеген ұсақ компоненттер шағын тақтаға, атап айтқанда, Arduino Mega өлшеміндегі кішкентай тақтаның бір жағына орналастырылған. Бұл тақта төрт қабатты. Бұл көп қабаттар жолдың тұтастығын жақсарту үшін қолданылды.

Тақтаның өлшемдері дәл болуы керек, себебі Arduino Mega мен түйреуіштер тақырыптары Mega түйреуіштері бар жерлерде орналастырылады. Ортада бағдарламашы мен Bluetooth модулін қосатын түйреуіштер бар. Дұрыс сигнал деңгейінің дұрыс қосылуын тексеретін жоғарыда және төменде төрт сынақ нүктесі бар.

Барлық іздер импортталғаннан кейін, бірінші нәрсе-микро контроллерді орталыққа қою. Содан кейін микроконтроллермен тікелей қосылған резисторлар мен конденсаторларды негізгі IC айналасында орналастырыңыз, содан кейін соңғы компонент орнына жеткенше жүріңіз. Нақты маршрутқа дейін өрескел маршрут жүргізген дұрыс. Мұнда мен компоненттерді дұрыс аралықпен ұқыпты орналастыруға көбірек уақыт жұмсадым.

Келесі қадам ретінде ең маңызды материалдық шотты қарастырайық.

3 -қадам: ПХД мен материалдар шотына тапсырыс беру

Мен материалдық есепшотты тіркедім. Ол негізінен келесі мазмұнды қамтиды;

1. PIC24EP256GP204 - микроконтроллер
2. MCP2200 - UART көпірі
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - басқарылатын OpAmp -ке ие болыңыз
6. MCP4728 - аналогты сандық түрлендіргіш
7. TC1240A - кернеу түрлендіргіші
8. TL7660 - кернеу еселігі
9. 0603 өлшемді резисторлар, конденсаторлар мен индукторлар
10. 12 МГц SMD кристалдары

ПХД -ге тапсырыс беру кезінде келесі параметрлердің болуын қадағалаңыз

• Өлшемдері: 55 мм x 99 мм
• Қабаттар: 4
• Материал: FR4
• Қалыңдығы: 1,6 мм
• Жолдың ең аз аралығы: 6 миль
• Тесіктің минималды өлшемі: 0,3 мм

4 -қадам: Ассамблеядан бастайық

ПХД дайын және компоненттер келген кезде, біз құрастырудан бастай аламыз. Бұл үшін бізде трафарет бар, сондықтан процесс жеңілірек болады. Алдымен трафаретті жастықшалармен туралаңыз және дәнекерленген пастаны қолданыңыз. Содан кейін компоненттерді орналастыруды бастаңыз. Мұндағы бейнеде менің компоненттерді орналастырудың уақытты қажет ететін нұсқасы көрсетілген.

Әрбір компонент орналастырылғаннан кейін, SMD қайта өңдеу станциясын қолданып, оны қайта ағызыңыз. Тақтаны қатты қыздырмаңыз, себебі қатты ыстық кезінде компоненттер істен шығуы мүмкін. Сондай -ақ, тоқтамаңыз және бірнеше рет жасаңыз. Мұны бір тазарту кезінде жасаңыз, себебі компоненттер суып кетеді, содан кейін қыздыру компоненттердің де, ПХД -нің де құрылымдық тұтастығын бұзады.

5 -қадам: микробағдарламаны жүктеңіз

Жинау аяқталғаннан кейін келесі қадам микробағдарламаны микроконтроллерге жазу болып табылады. Ол үшін бізге қажет;

• PICKit3 бағдарламашысы - микробағдарламаны жүктеу үшін
• Еркек пен еркекке секіргіш сымдар x 6 - Программистті PSLab құрылғысымен қосу үшін
• USB Mini B типті кабель - бағдарламашыны компьютерге қосу үшін
• USB Micro B типті кабель - PSLab -ты компьютерге қосу және қосу

Микробағдарлама MPLab IDE көмегімен жасалған. Бірінші қадам - PICKit3 бағдарламашысын PSLab бағдарламалау тақырыбына қосу. Программистке де, құрылғыға да MCLR түйреуішін туралаңыз, ал қалған түйреуіштер дұрыс орналастырылады.

Бағдарламашының өзі PSLab құрылғысын қоса алмайды, себебі ол көп қуат бере алмайды. Сондықтан біз PSLab құрылғысын сыртқы көз арқылы қосуымыз керек. PSLab құрылғысын Micro B типті кабель арқылы компьютерге қосыңыз, содан кейін бағдарламашыны сол компьютерге қосыңыз.

MPLab IDE ашыңыз және мәзір жолағынан «Құрылғы мен бағдарламалау» түймесін басыңыз. Бағдарламашыны таңдау үшін терезе ашылады. Мәзірден «PICKit3» таңдаңыз және OK түймесін басыңыз. Ол микробағдарламаны құрылғыға жаза бастайды. Консольде басып шығарылатын хабарларға назар аударыңыз. Ол PIC24EP256GP204 анықтайтынын айтады және соңында бағдарламалау аяқталды.

6 -қадам: оны қосыңыз және жұмысқа дайын

Егер микробағдарлама дұрыс жанып тұрса, жасыл түсті жарық диоды жанады, бұл жүктеудің сәтті болғанын көрсетеді. Енді біз PSLab құрылғысын электронды тізбекті тексерудің барлық түрлерін, эксперименттерді және т.

Суреттер жұмыс үстелі мен Android қосымшасының қалай көрінетінін көрсетеді.