Izdelava PSLaba: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Zaseden dan v laboratoriju za elektroniko, kajne?

Ste imeli kdaj težave s svojimi vezji? Za odpravljanje napak ste vedeli, da želite večmetrski ali osciloskop ali generator valov ali zunanji natančen vir napajanja ali recimo logični analizator. Toda to je hobi projekt in ne želite zapraviti več sto dolarjev za tako drago orodje. Da ne omenjam, da celoten komplet zgoraj zavzame veliko prostora. Morda boste na koncu dobili 20-30 dolarjev vreden multimeter, vendar res ne dela dobro pri odpravljanju napak v vezju.

Kaj, če rečem, obstaja odprtokodna strojna naprava, ki zagotavlja vse tiste funkcije osciloskopa, večmetrskega, logičnega analizatorja, generatorja valov in vira energije in to vas ne bo stalo več sto dolarjev in ne bo da zapolni celotno mizo. Gre za napravo PSLab odprtokodne organizacije FOSSASIA. Uradno spletno mesto najdete na naslovu https://pslab.io/ in odprtokodna skladišča na naslednjih povezavah;

• Sheme strojne opreme:
• Vdelana programska oprema MPLab:
• Namizna aplikacija:
• Aplikacija za Android:
• Knjižnice Python:

Vzdržujem skladišča strojne in vdelane programske opreme in če imate med uporabo naprave ali drugimi povezanimi stvarmi kakršna koli vprašanja, me vprašajte.

Kaj nam daje PSLab?

Ta kompaktna naprava s faktorjem oblike Arduino Mega ima številne funkcije. Preden začnemo, je izdelan v obliki faktorja Mega, tako da ga lahko brez težav postavite v ohišje Arduino Mega. Zdaj pa poglejmo specifikacije (izvleček iz prvotnega skladišča strojne opreme);

• 4-kanalni osciloskop do 2MSPS. Programsko nastavljive stopnje ojačanja
• 12-bitni voltmeter s programibilnim ojačanjem. Vhodni razpon od +/- 10 mV do +/- 16 V
• 3x 12-bitni programibilni napetostni viri +/- 3,3 V, +/- 5 V, 0-3 V
• 12-bitni programabilni tok tok. 0-3,3 mA
• 4-kanalni, 4 MHz, logični analizator
• 2x generatorja sinusnih/trikotnih valov. 5 Hz do 5 KHz. Ročni nadzor amplitude za SI1
• 4x PWM generatorji. Ločljivost 15 nS. Do 8 MHz
• Merjenje kapacitivnosti. pF do uF območja
• Podatkovna vodila I2C, SPI, UART za module Accel/žiroskopi/vlažnost/temperaturo

Zdaj, ko vemo, kaj je ta naprava, poglejmo, kako jo lahko sestavimo.

1. korak: Začnimo s shemami

Odprtokodna strojna oprema je opremljena z odprtokodno programsko opremo:)

Ta projekt je v odprtih oblikah, kadar koli je to mogoče. To ima številne prednosti. Vsakdo lahko brezplačno namesti programsko opremo in jo preizkusi. Vsi nimajo finančne moči za nakup lastniške programske opreme, zato je to še vedno mogoče opraviti. Sheme so bile narejene s KiCAD -om. Prosto lahko uporabljate katero koli programsko opremo, ki vam je všeč; samo vzpostavite prave povezave. Repozitorij GitHub vsebuje vse izvorne datoteke za sheme na https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… in če boste šli s KiCAD-om, lahko skladišče takoj kloniramo in dobimo izvor k sebi, tako da v okno terminala Linux vnesemo naslednji ukaz.

klon $ git

Če pa ukazov ukazne mize ne poznate, preprosto prilepite to povezavo v brskalnik in prenesla bo datoteko zip, ki vsebuje vse vire. PDF različico shematskih datotek najdete spodaj.

Shema je morda videti nekoliko zapletena, saj vsebuje veliko IC -jev, uporov in kondenzatorjev. Popeljal vas bom skozi vse, kar je tukaj.

Na sredini prve strani vsebuje mikrokrmilnik PIC. To so možgani naprave. Povezan je z več OpAmps, kristalom ter nekaj upori in kondenzatorji za zaznavanje električnih signalov iz V/I zatičev. Povezava z osebnim računalnikom ali mobilnim telefonom poteka prek mostu UART, ki je MCP2200 IC. Na zadnji strani naprave je tudi odprtina za odprtino za čip ESP8266-12E. Sheme bodo imele tudi podvojnik napetosti in IC napetostnega pretvornika, saj lahko naprava podpira kanale osciloskopa, ki lahko gredo do +/- 16 V

Ko je shema narejena, je naslednji korak izdelava pravega tiskanega vezja …

2. korak: Pretvarjanje sheme v postavitev

V redu, to je nered, kajne? To je zato, ker je na majhno ploščo, natančneje na eni strani majhne plošče velikosti Arduino Mega, nameščenih na stotine majhnih komponent. Ta plošča je štiriplastna. Toliko plasti je bilo uporabljenih za boljšo celovitost sledi.

Dimenzije plošče so natančne, saj so Arduino Mega in glave zatičev nameščene na istih mestih, kjer ima Mega svoje zatiče. Na sredini so zatiči za povezavo programatorja in modula Bluetooth. Na vrhu so štiri preskusne točke in na dnu štiri, da preverite, ali so pravilne ravni signala pri pravilnih povezavah.

Ko so vsi odtisi uvoženi, najprej postavite mikrokontroler na sredino. Nato namestite upore in kondenzatorje, ki so neposredno povezani z mikrokrmilnikom, okoli glavnega IC in nato napredujte, dokler ni nameščena zadnja komponenta. Bolje je, da imate grobo usmerjanje pred dejansko usmeritvijo. Tu sem vložil več časa v lepo razporeditev komponent s pravilnim razmikom.

Kot naslednji korak si oglejmo najpomembnejšo zbirko materialov.

3. korak: Naročite tiskano vezje in kosovnico

Priložil sem gradivo. V bistvu vsebuje naslednje vsebine;

1. PIC24EP256GP204 - Mikrokrmilnik
2. MCP2200 - UART most
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - OpAmp z ojačanjem
6. MCP4728 - Digitalno -analogni pretvornik
7. TC1240A - Napetostni pretvornik
8. TL7660 - Podvojitelj napetosti
9. 0603 upori, kondenzatorji in induktorji velikosti 0603
10. 12MHz SMD kristali

Ko oddajate naročilo za tiskano vezje, se prepričajte, da imate naslednje nastavitve

• Dimenzije: 55 x 99 mm
• Plasti: 4
• Material: FR4
• Debelina: 1,6 mm
• Najmanjši razmik med tirnicami: 6 mil
• Najmanjša velikost luknje: 0,3 mm

4. korak: Začnimo s sestavo

Ko je tiskano vezje pripravljeno in komponente prispejo, lahko začnemo z montažo. V ta namen je bolje imeti šablono, da bo postopek lažji. Najprej postavite šablono poravnano z blazinicami in nanesite spajkalno pasto. Nato začnite postavljati komponente. Videoposnetek tukaj prikazuje časovno omejeno različico postavitve komponent.

Ko je vsaka komponenta nameščena, jo ponovno spajkajte s pomočjo SMD obdelovalne postaje. Pazite, da plošče ne segrejete preveč, saj lahko komponente zaradi močne vročine odpadejo. Prav tako se ne ustavite in naredite večkrat. Naredite to v enem zamahu, ker pustite, da se komponente ohladijo in nato segrejejo, ne bo uspelo strukturne celovitosti komponent in samega tiskanega vezja.

5. korak: naložite vdelano programsko opremo

Ko je montaža končana, je naslednji korak zapisovanje vdelane programske opreme na mikro krmilnik. Za to potrebujemo;

• PICKit3 Programmer - za nalaganje vdelane programske opreme
• Moški in moški mostični kabli x 6 - Za povezavo programerja z napravo PSLab
• Kabel USB Mini B - za povezavo programerja z osebnim računalnikom
• Kabel USB tipa B - za povezavo in vklop PSLab z osebnim računalnikom

Vdelana programska oprema je razvita z uporabo MPLab IDE. Prvi korak je priključitev programerja PICKit3 na programsko glavo PSLab. Poravnajte zatič MCLR tako v programatorju kot v napravi, ostali zatiči pa bodo pravilno nameščeni.

Programer sam ne more vklopiti naprave PSLab, saj ne more zagotoviti veliko energije. Zato moramo napravo PSLab vklopiti z zunanjim virom. Napravo PSLab povežite z računalnikom s kablom tipa B, nato pa programator priključite na isti računalnik.

Odprite MPLab IDE in v menijski vrstici kliknite »Ustvari in programiraj napravo«. Odprlo se bo okno za izbiro programerja. V meniju izberite "PICKit3" in pritisnite OK. Začel bo zapisovati vdelano programsko opremo v napravo. Bodite pozorni na sporočila, ki se natisnejo na konzoli. Rekel bo, da zazna PIC24EP256GP204 in končno je programiranje končano.

6. korak: Vklopite in pripravljeni

Če vdelana programska oprema pravilno gori, zasveti zelena LED dioda, ki označuje uspešen zagonski cikel. Zdaj smo pripravljeni za uporabo naprave PSLab za vse vrste testiranja elektronskih vezij, za izvedbo poskusov itd.

Slike prikazujejo, kako izgledata namizna aplikacija in aplikacija Android.