Enda PSLabi loomine: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Hõivatud päev elektroonikalaboris?

Kas teil on kunagi ahelatega probleeme olnud? Silumiseks teadsite, et soovite multimeetrit või ostsilloskoopi või lainegeneraatorit või välist täpset toiteallikat või näiteks loogikaanalüsaatorit. Kuid see on hobiprojekt ja te ei taha kulutada sadu dollareid selliste kallite tööriistade peale. Rääkimata sellest, et kogu ülaltoodud komplekt võtab palju ruumi. Lõppkokkuvõttes võite saada 20–30 dollari väärtuses mitme meetri, kuid see ei tee tõesti ringhäälingu silumist hästi.

Mis siis, kui ma ütlen, et on olemas avatud lähtekoodiga riistvaraseade, mis pakub kõiki neid ostsilloskoobi funktsioone, multimeetrit, loogikaanalüsaatorit, lainegeneraatorit ja toiteallikat ning see ei maksa teile sadu dollareid ja ei lähe võtta terve laud täitmiseks. See on FOSSASIA avatud lähtekoodiga organisatsiooni PSLab -seade. Ametliku veebisaidi leiate aadressilt https://pslab.io/ ja avatud lähtekoodiga hoidlad järgmistelt linkidelt;

• Riistvara skeemid:
• MPLabi püsivara:
• Töölauarakendus:
• Androidi rakendus:
• Pythoni raamatukogud:

Ma hooldan riistvara ja püsivara hoidlaid ning kui teil on seadme või muu sellega seonduva kasutamise ajal küsimusi, küsige julgelt.

Mida PSLab meile annab?

Sellel kompaktsel seadmel, mille vormitegur on Arduino Mega, on palju funktsioone. Enne alustamist on see valmistatud Mega vormitegurist, nii et saate selle ilma probleemideta oma uhke Arduino Mega korpusesse panna. Nüüd vaatame spetsifikatsioone (eraldatud algsest riistvarahoidlast);

• 4-kanaliline ostsilloskoop kuni 2MSPS. Tarkvara valitavad võimendusetapid
• 12-bitine voltmeeter programmeeritava võimendusega. Sisend on vahemikus +/- 10 mV kuni +/- 16 V
• 3x 12-bitised programmeeritavad pingeallikad +/- 3,3 V, +/- 5V, 0-3 V
• 12-bitine programmeeritav vooluallikas. 0-3,3 mA
• 4-kanaliline, 4 MHz, loogikaanalüsaator
• 2x siinus-/kolmnurgalainegeneraatorid. 5 Hz kuni 5 KHz. Käsitsi amplituudi juhtimine SI1 jaoks
• 4x PWM generaatorid. 15 nS eraldusvõime. Kuni 8 MHz
• Mahtuvuse mõõtmine. pF kuni uF vahemik
• I2C, SPI, UART andmesiinid Accel/güroskoop/niiskuse/temperatuuri moodulitele

Nüüd, kui me teame, mis see seade on, vaatame, kuidas seda luua.

Samm: alustame skeemidega

Avatud lähtekoodiga riistvara käib koos avatud lähtekoodiga tarkvaraga:)

See projekt on avatud vormingus, kus see kunagi võimalik on. Sellel on palju eeliseid. Igaüks saab tarkvara tasuta installida ja proovida. Kõigil pole rahalisi vahendeid, et osta omanditarkvara, nii et see võimaldab teil ikkagi tööd teha. Nii tehti skeemid KiCAD -iga. Võite vabalt kasutada mis tahes tarkvara, mis teile meeldib; lihtsalt ühendused õigesti. GitHubi hoidla sisaldab kõiki skeemide lähtefaile aadressil https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… ja kui kavatsete KiCADiga minna, saame kohe hoidla kloonida ja allika saada endale, kirjutades Linuxi terminaliaknasse järgmise käsu.

$ git kloon

Või kui te pole konsoolikäskudega tuttav, kleepige see link brauserisse ja see laadib alla kõik ressursse sisaldava ZIP -faili. Skemaatiliste failide PDF -versiooni leiate allpool.

Skeem võib tunduda natuke keeruline, kuna see sisaldab palju IC -sid, takisteid ja kondensaatoreid. Ma tutvustan teile, mis siin on.

Esimese lehe keskel on see PIC-mikrokontroller. See on seadme aju. See on ühendatud mitme OpAmp -i, kristalli ning mõne takisti ja kondensaatoriga, et tajuda I/O -kontaktide elektrilisi signaale. Ühendus arvuti või mobiiltelefoniga toimub UART -silla kaudu, mis on MCP2200 IC. Samuti on seadme tagaküljel ESP8266-12E kiibi jaoks avanemisava. Skeemil on ka pinge kahekordistaja ja pingemuunduri IC, kuna seade toetab ostsilloskoobi kanaleid, mis võivad tõusta kuni +/- 16 V

Kui skeem on tehtud, on järgmine samm tõelise PCB ülesehitamine …

Samm: skemaatilise kujunduse muutmine paigutuseks

OK jah, see on jama, eks? Selle põhjuseks on asjaolu, et sajad väikesed komponendid on paigutatud väikesesse tahvlisse, eriti Arduino Mega suurusega väikese tahvli ühele küljele. See plaat on neljakihiline. Seda palju kihte kasutati parema raja terviklikkuse tagamiseks.

Plaadi mõõtmed peavad olema täpsed nagu Arduino Mega ja tihvtide päised on paigutatud samasse kohta, kus Megal on tihvtid. Keskel on pin -päised programmeerija ja Bluetooth -mooduli ühendamiseks. Üleval ja neli all on neli testimispunkti, et kontrollida, kas õigete signaalitasemete ühendus on õige.

Kui kõik jalajäljed on imporditud, tuleb kõigepealt asetada mikrokontroller keskele. Seejärel asetage takistid ja kondensaatorid, mis on otse mikrokontrolleriga ühendatud, ümber peamise IC ja seejärel liikuge läbi, kuni viimane komponent on paigas. Enne tegelikku marsruutimist on parem teha jäme marsruutimine. Siin olen investeerinud rohkem aega komponentide korrektsesse paigutamisse õige vahega.

Järgmise sammuna vaatame kõige olulisemat materjalide nimekirja.

3. samm: trükkplaadi ja materjalide arve tellimine

Olen lisanud materjalide nimekirja. Põhimõtteliselt sisaldab see järgmist sisu;

1. PIC24EP256GP204 - mikrokontroller
2. MCP2200 - UART sild
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - võimendusega võimendusvõimendi
6. MCP4728 - digitaalsest analoogiks muundur
7. TC1240A - pingemuundur
8. TL7660 - Pinge kahekordistaja
9. 0603 suurused takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid
10. 12MHz SMD kristallid

PCB tellimuse esitamisel veenduge, et teil oleks järgmised seaded

• Mõõdud: 55 x 99 mm
• Kihid: 4
• Materjal: FR4
• Paksus: 1,6 mm
• Minimaalne vahe rajal: 6mil
• Minimaalne ava suurus: 0,3 mm

Samm: alustame kokkupanekuga

Kui trükkplaat on valmis ja komponendid saabunud, saame alustada kokkupanekuga. Selleks on meil parem šabloon, et protsess oleks lihtsam. Kõigepealt asetage šabloon padjadega joondatult ja kandke jootepasta. Seejärel alustage komponentide paigaldamist. Siinne video näitab aegunud versiooni sellest, kuidas ma komponente paigutan.

Kui iga komponent on paigutatud, jootke see uuesti SMD ümbertöötlusjaama abil. Veenduge, et plaati ei kuumutataks liiga palju, kuna komponendid võivad tugeva kuumuse korral ebaõnnestuda. Samuti ärge lõpetage ja tehke mitu korda. Tehke seda ühe pühkimisega, kuna lasete komponentidel jahtuda ja seejärel kuumeneb nii komponentide kui ka trükkplaadi struktuurne terviklikkus.

Samm: laadige püsivara üles

Kui kokkupanek on lõpule jõudnud, on järgmine samm püsivara põletamine mikrokontrollerile. Selleks vajame;

• PICKit3 programmeerija - püsivara üleslaadimiseks
• Meeste -isade hüppajajuhtmed x 6 - programmeerija ühendamiseks PSLab -seadmega
• USB Mini B tüüpi kaabel - programmeerija ühendamiseks arvutiga
• USB Micro B tüüpi kaabel - PSLabi ühendamiseks ja toiteks arvutiga

Püsivara on välja töötatud MPLab IDE abil. Esimene samm on ühendada programmeerija PICKit3 PSLab programmeerimispäisega. Joondage MCLR -tihvt nii programmeerijas kui ka seadmes ning ülejäänud tihvtid asetatakse õigesti.

Programmeerija ise ei saa PSLab -seadet sisse lülitada, kuna see ei saa anda palju energiat. Seega peame PSLab -seadme sisse lülitama välise allika abil. Ühendage PSLab -seade Micro B -tüüpi kaabli abil arvutiga ja seejärel ühendage programmeerija sama arvutiga.

Avage MPLab IDE ja klõpsake menüüribal nuppu "Loo ja programmeerige seade". See avab akna programmeerija valimiseks. Valige menüüst "PICKit3" ja vajutage OK. See hakkab püsivara seadmesse põletama. Olge ettevaatlik, kui konsoolile prinditakse sõnumeid. See ütleb, et tuvastab PIC24EP256GP204 ja lõpuks on programmeerimine lõpetatud.

6. samm: lülitage see sisse ja tööks valmis

Kui püsivara põleb õigesti, süttib roheline LED, mis näitab edukat alglaadimistsüklit. Nüüd oleme valmis kasutama PSLab -seadet igasuguste elektrooniliste vooluringide testimiseks, katsete tegemiseks jne.

Piltidel on näha, kuidas töölauarakendus ja Androidi rakendus välja näevad.