PSLab építése: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Mozgalmas nap az elektronikai laborban?

Volt valaha bármilyen problémája az áramkörökkel? A hibakereséshez tudtad, hogy multimétert vagy oszcilloszkópot vagy hullámgenerátort vagy külső pontos áramforrást vagy mondjuk logikai elemzőt szeretnél. De ez egy hobbi projekt, és nem szeretne több száz dollárt költeni ilyen drága eszközökre. Arról nem is beszélve, hogy a fenti teljes készlet sok helyet foglal el. Lehet, hogy 20-30 dollár értékű multimétert kap, de ez nem igazán jó feladat az áramkör hibakeresésében.

Mi van, ha azt mondom, van egy nyílt forráskódú hardvereszköz, amely biztosítja az oszcilloszkóp, a multiméter, a logikai elemző, a hullámgenerátor és az áramforrás mindezen funkcióit, és nem kerül több száz dollárba, és nem megy hogy egy egész asztalt töltsön be. Ez a FOSSASIA nyílt forráskódú szervezet PSLab eszköze. A hivatalos weboldalt a https://pslab.io/ címen, a nyílt forráskódú tárolókat pedig az alábbi linkekről találhatja meg;

• Hardver vázlatok:
• MPLab firmware:
• Asztali alkalmazás:
• Android-alkalmazás:
• Python könyvtárak:

Karbantartom a hardver- és firmware -tárolókat, és ha bármilyen kérdése van az eszköz vagy más kapcsolódó dolog használata közben, kérdezzen bátran.

Mit ad nekünk a PSLab?

Ez az Arduino Mega formatervezettel rendelkező kompakt eszköz rengeteg funkcióval rendelkezik. Mielőtt elkezdenénk, Mega formatervezettel készül, így gond nélkül beillesztheti a díszes Arduino Mega burkolatába. Most nézzük meg a specifikációkat (az eredeti hardvertárból);

• 4 csatornás, akár 2MSPS oszcilloszkóp. Szoftveresen választható erősítési szakaszok
• 12 bites voltmérő programozható erősítéssel. A bemenet +/- 10 mV és +/- 16 V között van
• 3x 12 bites programozható feszültségforrások +/- 3,3 V, +/- 5V, 0-3 V
• 12 bites programozható áramforrás. 0-3,3 mA
• 4 csatornás, 4 MHz, logikai elemző
• 2x szinusz/háromszög hullám generátor. 5 Hz -től 5 KHz -ig. Kézi amplitúdó -szabályozás SI1 -hez
• 4x PWM generátor. 15 nS felbontás. Akár 8 MHz
• Kapacitásmérés. pF - uF tartomány
• I2C, SPI, UART adatbuszok Accel/giroszkóp/páratartalom/hőmérséklet modulokhoz

Most, hogy tudjuk, mi ez az eszköz, nézzük meg, hogyan építhetünk egyet.

1. lépés: Kezdjük a rajzokkal

A nyílt forráskódú hardver a nyílt forráskódú szoftverhez tartozik:)

Ez a projekt nyílt formátumú, ahol csak lehetséges. Ennek számos előnye van. Bárki ingyen telepítheti és kipróbálhatja a szoftvert. Nem mindenkinek van anyagi ereje saját szoftvert vásárolni, így ez lehetővé teszi a munka elvégzését. Tehát a sémák a KiCAD segítségével készültek. Ön szabadon használhat tetszőleges szoftvert; csak a kapcsolatokat rendbe hozni. A GitHub adattár tartalmazza a sematika összes forrásfájlját a https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… címen, és ha a KiCAD programmal készül, azonnal klónozhatjuk a lerakatot és megkaphatjuk a forrást magunknak, ha beírjuk a következő parancsot egy Linux terminál ablakába.

$ git klón

Vagy ha nem ismeri a konzolparancsokat, egyszerűen illessze be ezt a linket egy böngészőbe, és letölti az összes erőforrást tartalmazó zip fájlt. A sematikus fájlok PDF verziója alább található.

A vázlat kissé bonyolultnak tűnhet, mivel sok IC -t, ellenállást és kondenzátort tartalmaz. Végigvezetem, mi van itt.

Az első oldal közepén egy PIC mikrovezérlő található. Ez az eszköz agya. Számos OpAmp, egy kristály, valamint néhány ellenállás és kondenzátor csatlakozik az I/O érintkezők elektromos jeleinek érzékeléséhez. A számítógéphez vagy mobiltelefonhoz való csatlakozás UART hídon keresztül történik, amely MCP2200 IC. Az ESP8266-12E chiphez egy kitörési nyílás is tartozik a készülék hátoldalán. A vázlatokban feszültség duplázó és feszültségváltó IC-k is találhatók, mivel az eszköz támogatja az oszcilloszkóp csatornákat, amelyek akár +/- 16 V-ig is felmehetnek

A vázlat elkészítése után a következő lépés az igazi NYÁK felépítése …

2. lépés: A séma átalakítása elrendezéssé

OK, igen, ez rendetlenség, igaz? Ennek az az oka, hogy több száz apró komponenst helyeznek el egy kis táblában, különösen egy Arduino Mega méretű kis tábla egyik oldalán. Ez a tábla négyrétegű. Ennyi réteget használtak a jobb sértetlenség érdekében.

A tábla méreteit pontosan úgy kell megadni, mint az Arduino Mega -t, és a tűfejléceket ugyanazon a helyen kell elhelyezni, ahol a Mega csapjai vannak. Középen pin fejlécek vannak a programozó és a Bluetooth modul csatlakoztatásához. Négy tesztpont van fent és négy alul, hogy ellenőrizze, hogy a megfelelő jelszintek megfelelő csatlakozásokat kapnak -e.

Az összes lábnyom importálása után először a mikrovezérlőt kell a középpontba helyezni. Ezután helyezze a mikrovezérlővel közvetlenül csatlakoztatott ellenállásokat és kondenzátorokat a fő IC köré, majd haladjon tovább, amíg az utolsó komponens a helyére kerül. Jobb, ha durva útválasztást végez a tényleges útválasztás előtt. Itt több időt fordítottam az alkatrészek megfelelő elrendezésére, megfelelő távolságra.

Következő lépésként nézzük a legfontosabb anyagjegyzéket.

3. lépés: A NYÁK és az anyagjegyzék megrendelése

Csatoltam az anyagjegyzéket. Alapvetően a következő tartalmat tartalmazza;

1. PIC24EP256GP204 - Mikrokontroller
2. MCP2200 - UART híd
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - Erősített OpAmp
6. MCP4728 - Digitális analóg átalakító
7. TC1240A - Feszültségváltó
8. TL7660 - Feszültség duplázó
9. 0603 méretű ellenállások, kondenzátorok és induktivitások
10. 12 MHz -es SMD kristályok

A NYÁK megrendeléskor ügyeljen a következő beállításokra

• Méretek: 55 x 99 mm
• Rétegek: 4
• Anyag: FR4
• Vastagság: 1,6 mm
• Minimális sávköz: 6mil
• Minimális lyukméret: 0,3 mm

4. lépés: Kezdjük az összeszereléssel

Ha a NYÁK kész és az alkatrészek megérkeztek, elkezdhetjük az összeszerelést. Ebből a célból jobb, ha van egy sablonunk, hogy könnyebb legyen a folyamat. Először helyezze a sablont párnákkal egy vonalba, és vigye fel a forrasztópasztát. Ezután kezdje el az alkatrészek elhelyezését. Az itt látható videó azt mutatja, hogy az alkatrészek elhelyezése egy elavult verzió.

Miután minden összetevőt elhelyezett, forrasztja vissza forrasztani egy SMD átdolgozó állomással. Ügyeljen arra, hogy ne hevítse fel a táblát túlságosan, mert az alkatrészek meghibásodhatnak az erős hő hatására. Továbbá ne állj meg és tedd meg sokszor. Végezze el ezt egyetlen mozdulattal, mivel hagyja, hogy az alkatrészek kihűljenek, majd felmelegedjenek, és ezzel meghiúsul az alkatrészek és a NYÁK szerkezeti integritása.

5. lépés: Töltse fel a firmware -t

Az összeszerelés befejezése után a következő lépés a firmware ráégetése a mikrovezérlőre. Ehhez szükségünk van;

• PICKit3 programozó - Firmware feltöltése
• Férfi -férfi áthidaló vezetékek x 6 - A programozó csatlakoztatásához PSLab eszközzel
• USB Mini B típusú kábel - A programozó számítógéphez való csatlakoztatásához
• USB Micro B típusú kábel - A PSLab csatlakoztatása és bekapcsolása számítógéppel

A firmware -t az MPLab IDE segítségével fejlesztették ki. Az első lépés a PICKit3 programozó csatlakoztatása a PSLab programozási fejléchez. Igazítsa az MCLR csapot mind a programozóhoz, mind a készülékhez, és a többi csap helyesen lesz elhelyezve.

Maga a programozó nem tudja bekapcsolni a PSLab eszközt, mivel nem tud sok energiát szolgáltatni. Tehát külső forrásból kell bekapcsolnunk a PSLab eszközt. Csatlakoztassa a PSLab eszközt a számítógéphez Micro B típusú kábellel, majd csatlakoztassa a programozót ugyanahhoz a számítógéphez.

Nyissa meg az MPLab IDE -t, és kattintson a "Készítse el és programozza az eszközt" menüpontra. Megnyílik egy ablak a programozó kiválasztásához. Válassza ki a menüből a "PICKit3" lehetőséget, majd nyomja meg az OK gombot. Elkezdi égetni a firmware -t az eszközre. Vigyázzon, hogy a konzolra ne nyomtatódjanak üzenetek. Azt fogja mondani, hogy érzékeli a PIC24EP256GP204 -et, és végül a programozás befejeződött.

6. lépés: Kapcsolja be és készen áll

Ha a firmware megfelelően ég, a zöld színű LED kigyullad, ami sikeres rendszerindítási ciklust jelez. Most készen állunk arra, hogy a PSLab eszközt mindenféle elektronikus áramkör tesztelésére, kísérletek elvégzésére stb.

A képek azt mutatják, hogyan néz ki az asztali és az Android -alkalmazás.