O'zimni PSLab yaratish: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Elektronika laboratoriyasida kun bandmi?

Sizning davralaringiz bilan bog'liq muammolar bo'lganmi? Nosozliklarni tuzatish uchun siz ko'p metrli yoki osiloskopli, to'lqinli generatorli yoki tashqi aniq quvvat manbai yoki mantiq analizatorini xohlayotganingizni bilgansiz. Lekin bu sevimli mashg'ulot loyihasi va siz bunday qimmat asboblarga yuzlab dollar sarflashni xohlamaysiz. Yuqorida aytilganlarning hammasini saqlash uchun juda ko'p joy kerak. Siz 20-30 dollarlik ko'p metrli pulga ega bo'lishingiz mumkin, lekin bu sxemani tuzatish uchun yaxshi ish emas.

Agar men aytadigan bo'lsam, osiloskop, ko'p metrli, mantiqiy analizator, to'lqin generatori va quvvat manbaining barcha funktsiyalarini ta'minlaydigan ochiq manbali apparat qurilmasi bor va bu sizga yuzlab dollarga tushmaydi. to'ldirish uchun butun stolni olish. Bu ochiq manbali FOSSASIA tashkilotining PSLab qurilmasi. Siz rasmiy veb -saytni https://pslab.io/ va ochiq manbali omborlarni quyidagi havolalardan topishingiz mumkin;

• Uskuna sxemalari:
• MPLab dasturiy ta'minoti:
• Ish stoli ilovasi:
• Android ilovasi:
• Python kutubxonalari:

Men apparat va dasturiy ta'minot omborlarini saqlayman va agar sizda qurilmadan yoki boshqa tegishli narsalardan foydalanishda savollaringiz bo'lsa, mendan so'rang.

PSLab bizga nima beradi?

Arduino Mega form faktorli bu ixcham qurilma juda ko'p xususiyatlarga ega. Ishni boshlashdan oldin, u Mega form faktorida ishlab chiqariladi, shunda siz uni muammosiz Arduino Mega korpusiga qo'yishingiz mumkin. Keling, texnik xususiyatlarni ko'rib chiqaylik (asl apparat omboridan olingan);

• 4 kanalli, 2MSPS osiloskopgacha. Tanlanadigan dasturiy ta'minotni kuchaytirish bosqichlari
• 12 bitli voltmetrli dasturlashtiriladigan daromad. Kirish diapazoni +/- 10 mV dan +/- 16 V gacha
• 3x 12-bitli programlanadigan kuchlanish manbalari +/- 3,3 V, +/- 5V, 0-3 V
• 12 bitli programlanadigan oqim manbai. 0-3.3 mA
• 4-kanalli, 4 MGts, mantiq analizatori
• 2x sinus/uchburchak to'lqin generatorlari. 5 Gts dan 5 KHz gacha. SI1 uchun qo'lda amplitudani boshqarish
• 4 marta PWM generatorlari. 15 nS o'lchamlari. 8 MGts gacha
• Imkoniyatlarni o'lchash. pF dan UF oralig'ida
• Accel/gyros/namlik/harorat modullari uchun I2C, SPI, UART ma'lumotlar avtobuslari

Endi biz bu qurilma nima ekanligini bilamiz, keling, qanday qilib uni qurish mumkinligini ko'rib chiqaylik.

1 -qadam: Keling, sxemalardan boshlaylik

Ochiq kodli dasturiy ta'minot Ochiq kodli dasturiy ta'minot bilan ishlaydi:)

Bu loyiha iloji boricha ochiq formatda. Bu juda ko'p afzalliklarga ega. Har kim dasturni bepul o'rnatishi va sinab ko'rishi mumkin. Hamma ham xususiy dasturiy ta'minotni sotib olish uchun moliyaviy kuchga ega emas, shuning uchun bu ishni bajarishga imkon beradi. Shunday qilib, sxemalar KiCAD yordamida tuzilgan. Siz xohlagan dasturiy ta'minotni ishlatishingiz mumkin; faqat ulanishlarni to'g'ri qiling. GitHub omborida https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… manzilidagi sxemalar uchun barcha manba fayllari mavjud va agar siz KiCAD bilan bormoqchi bo'lsangiz, biz darhol omborni klonlashimiz va manbaiga ega bo'lishimiz mumkin. Linux terminal oynasida quyidagi buyruqni kiritish orqali o'zimizga.

$ git klon

Yoki siz konsol buyruqlarini bilmasangiz, bu havolani brauzerga joylashtiring va u barcha resurslarni o'z ichiga olgan zip faylini yuklab oladi. Sxematik fayllarning PDF versiyasini quyida topishingiz mumkin.

Sxema biroz murakkab ko'rinishi mumkin, chunki unda ko'plab IC, rezistorlar va kondansatkichlar mavjud. Men sizga bu erda nima borligini ko'rsataman.

Birinchi sahifaning markazida PIC mikro-tekshirgichi mavjud. Bu qurilmaning miyasi. U bir nechta OpAmps, Crystal va bir nechta rezistorlar va kondansatkichlar orqali I/U pinlarining elektr signallarini sezadi. Kompyuter yoki mobil telefonga ulanish MCP2200 IC UART ko'prigi orqali amalga oshiriladi. Shuningdek, u qurilmaning orqa qismidagi ESP8266-12E chipining uzilish teshigiga ega. Sxemalarda, shuningdek, kuchlanish dubleri va kuchlanish inverteri IC mavjud, chunki qurilma osiloskop kanallarini +/- 16 V gacha ko'tarishi mumkin.

Sxema tuzilgandan so'ng, keyingi qadam haqiqiy PCBni yaratishdir …

2 -qadam: sxemani sxemaga aylantirish

Ha, bu tartibsizlik, to'g'rimi? Buning sababi shundaki, yuzlab kichik komponentlar kichik taxtaga, xususan, Arduino Mega o'lchamidagi kichik taxtaning bir tomoniga joylashtirilgan. Bu taxta to'rt qatlamli. Bu ko'p qatlamlar izlarning yaxlitligini yaxshilash uchun ishlatilgan.

Kengash o'lchamlari aniq bo'lishi kerak, chunki Arduino Mega va pin sarlavhalari Mega pinlari bo'lgan joylarga joylashtirilgan. O'rtada, dasturchi va Bluetooth modulini ulash uchun pin sarlavhalari mavjud. To'g'ri ulanishda signalning to'g'ri darajasini tekshirib ko'rish uchun tepada va pastda to'rtta sinov punkti mavjud.

Barcha izlar olib kelingandan so'ng, birinchi navbatda mikrokontrolrni markazga qo'yish kerak. Keyin to'g'ridan-to'g'ri mikrokontroller bilan bog'langan rezistorlar va kondansatkichlarni asosiy IC atrofiga joylashtiring va so'ngra oxirgi komponent joylashguncha harakatlaning. Haqiqiy yo'nalishdan oldin qo'pol marshrutga ega bo'lish yaxshiroqdir. Bu erda men komponentlarni to'g'ri oraliq bilan to'g'ri tartibga solish uchun ko'proq vaqt sarfladim.

Keyingi qadam sifatida, biz eng muhim materiallar ro'yxatini ko'rib chiqamiz.

3 -qadam: PCB va materiallar ro'yxatini buyurtma qilish

Men hisob -kitob materiallarini biriktirdim. U asosan quyidagi tarkibni o'z ichiga oladi;

1. PIC24EP256GP204 - mikrokontroller
2. MCP2200 - UART ko'prigi
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - boshqariladigan OpAmp -ga ega bo'ling
6. MCP4728 - raqamli -analogli konvertor
7. TC1240A - kuchlanish inverteri
8. TL7660 - kuchlanish ikki barobar
9. 0603 o'lchamli rezistorlar, kondansatörler va induktorlar
10. 12 MGtsli SMD kristallari

PCB buyurtma berishda quyidagi sozlamalarga ega bo'lishni unutmang

• Olchamlari: 55mm x 99mm
• Qatlamlar: 4
• Materiallar: FR4
• Qalinligi: 1,6 mm
• Yo'lning minimal oralig'i: 6 mil
• Minimal teshik o'lchami: 0,3 mm

4 -qadam: Assambleyadan boshlaylik

PCB tayyor bo'lganda va komponentlar kelganda, biz yig'ishni boshlashimiz mumkin. Buning uchun bizda stencil bo'lsa, jarayon osonroq bo'ladi. Birinchidan, shablonni prokladkalar bilan tekislang va lehim pastasini qo'llang. Keyin komponentlarni joylashtirishni boshlang. Bu erdagi videoda komponentlarni joylashtirish vaqtim o'tgan versiyasi ko'rsatilgan.

Har bir komponent joylashtirilgach, uni SMD qayta ishlash stantsiyasi yordamida lehim bilan qayta oqimlang. Kengashni haddan tashqari qizdirmasligingizga ishonch hosil qiling, chunki komponentlar kuchli issiqda ishlamay qolishi mumkin. Bundan tashqari, to'xtamang va ko'p marta bajaring. Buni bitta tozalashda bajaring, chunki komponentlarning sovishiga yo'l qo'yiladi, keyin esa qizib ketadi, bu esa komponentlarning ham, tenglikni ham strukturaviy yaxlitligini buzadi.

5 -qadam: Dasturiy ta'minotni yuklang

O'rnatish tugagandan so'ng, keyingi qadam mikroprosessorga dasturiy ta'minotni yoqishdir. Buning uchun bizga kerak;

• PICKit3 dasturchisi - dasturiy ta'minotni yuklash uchun
• Erkak -erkak o'tish simlari x 6 - dasturchini PSLab qurilmasi bilan ulash uchun
• USB Mini B tipidagi kabel - dasturchini kompyuterga ulash uchun
• USB Micro B tipidagi kabel - PSLab -ni kompyuterga ulash va yoqish uchun

Dasturiy ta'minot MPLab IDE yordamida ishlab chiqilgan. Birinchi qadam - PICKit3 dasturchisini PSLab dasturlash sarlavhasiga ulash. Dasturchi va qurilmadagi MCLR pinini tekislang va qolgan pinlar to'g'ri joylashtiriladi.

Dasturchi o'zi PSLab qurilmasini quvvatlay olmaydi, chunki u ko'p quvvat bera olmaydi. Shunday qilib, biz tashqi manbadan foydalanib PSLab qurilmasini yoqishimiz kerak. PSLab qurilmasini Micro B tipidagi kabel yordamida kompyuterga ulang va dasturchini o'sha kompyuterga ulang.

MPLab IDE -ni oching va menyudan "Qurilmani yaratish va dasturlash" -ni bosing. Dasturchi tanlash uchun oyna ochiladi. Menyudan "PICKit3" ni tanlang va OK tugmasini bosing. U dasturiy ta'minotni qurilmaga yozishni boshlaydi. Xabarlarning konsolda chop etilishiga e'tibor bering. Aytishlaricha, u PIC24EP256GP204 ni aniqlaydi va nihoyat dasturlash tugallandi.

6 -qadam: Quvvatlang va ishga tayyor !

Agar dasturiy ta'minot to'g'ri yonsa, yashil rangli LED yonadi, bu muvaffaqiyatli yuklash tsiklini ko'rsatadi. Endi biz PSLab qurilmasidan har qanday elektron zanjir sinovlarini o'tkazish, tajribalar o'tkazish va boshqalarni bajarishga tayyormiz.

Rasmlar ish stoli va Android ilovasi qanday ko'rinishini ko'rsatadi.