Өөрийгөө PSLab бүтээх: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Электроникийн лабораторид завгүй өдөр байна уу?

Таны тойрог замд ямар нэгэн асуудал тулгарч байсан уу? Дебаг хийхийн тулд та олон метр, осциллограф, долгионы үүсгүүр эсвэл гадны нарийн тэжээлийн эх үүсвэр эсвэл логик анализатор хэлэхийг хүсч байгаагаа мэдэж байсан. Гэхдээ энэ бол хобби төсөл бөгөөд та ийм үнэтэй хэрэгслүүдэд хэдэн зуун доллар зарцуулахыг хүсэхгүй байна. Дээр дурдсан бүх багцыг хадгалахын тулд маш их зай шаардагдана. Та 20-30 долларын үнэтэй олон метрийн үнэтэй байж болох ч энэ нь хэлхээг дибаг хийх нь тийм ч сайн ажил биш юм.

Хэрэв би хэлвэл осциллограф, олон метр, логик анализатор, долгионы үүсгүүр, тэжээлийн эх үүсвэрийн бүх функцийг хангадаг нээлттэй эхийн тоног төхөөрөмж байдаг бөгөөд энэ нь танд хэдэн зуун доллар зарцуулахгүй. хүснэгтийг бүхэлд нь бөглөх. Энэ бол FOSSASIA нээлттэй эхийн байгууллагын PSLab төхөөрөмж юм. Та албан ёсны вэбсайтыг https://pslab.io/ дээрээс болон нээлттэй эх сурвалжийн агуулахыг дараах линкүүдээс олж болно;

• Тоног төхөөрөмжийн схем:
• MPLab програм хангамж:
• Ширээний програм:
• Андройд апп:
• Python номын сан:

Би техник хангамж, програм хангамжийн репозиторыг хадгалдаг бөгөөд хэрэв танд төхөөрөмж эсвэл үүнтэй холбоотой бусад зүйлийг ашиглах явцад асуулт байвал надаас асуугаарай.

PSLab бидэнд юу өгдөг вэ?

Arduino Mega хэлбэрийн хүчин зүйл бүхий энэхүү авсаархан төхөөрөмж нь олон тооны онцлог шинж чанартай байдаг. Эхлэхээсээ өмнө үүнийг мега хэлбэрийн фактороор хийсэн тул та үүнийг өөрийн дуртай Arduino Mega бүрхүүлдээ ямар ч асуудалгүйгээр оруулах боломжтой болно. Одоо техникийн үзүүлэлтүүдийг авч үзье (анхны тоног төхөөрөмжийн репозитороос гаргаж авсан);

• 4 суваг, 2MSPS осциллограф хүртэл. Програм хангамжийг сонгох боломжтой олшруулах үе шатууд
• Програмчлагдах боломжтой 12 битийн вольтметр. Оролт нь +/- 10 мВ-аас +/- 16 В хүртэл хэлбэлздэг
• 3x 12 битийн програмчлагдах хүчдэлийн эх үүсвэр +/- 3.3 V, +/- 5V, 0-3 V
• 12 битийн програмчлагдах гүйдлийн эх үүсвэр. 0-3.3 мА
• 4 суваг, 4 МГц, Логик анализатор
• 2x Синус/Гурвалжин долгионы үүсгүүр. 5 Гц -ээс 5 КГц хүртэл. SI1 -ийн гар далайцын хяналт
• 4х PWM генератор. 15 nS нягтралтай. 8 МГц хүртэл
• Хүчин чадлын хэмжилт. pF -ээс uF хүртэлх муж
• Accel/gyros/чийгшил/температурын модульд зориулсан I2C, SPI, UART мэдээллийн автобус

Энэ төхөөрөмж гэж юу болохыг мэддэг болсон тул хэрхэн яаж бүтээхээ үзье.

Алхам 1: Схемээс эхэлье

Нээлттэй эхийн техник хангамж нь нээлттэй эхийн програм хангамжтай хамт явдаг:)

Энэ төсөл нь боломжтой бол нээлттэй форматтай байна. Энэ нь олон давуу талтай. Хэн ч програмыг үнэгүй суулгаад туршиж үзэх боломжтой. Хүн бүр хувийн програм хангамж худалдаж авах санхүүгийн чадавхитай байдаггүй тул энэ ажлыг үргэлжлүүлэн хийх боломжтой болно. Тиймээс схемүүдийг KiCAD -тай хийсэн болно. Та дуртай програм хангамжаа чөлөөтэй ашиглах боломжтой; зүгээр л холболтоо зөв хий. GitHub репозитор нь https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… дээрх схемийн бүх эх файлуудыг агуулдаг бөгөөд хэрэв та KiCAD-тай хамт явах гэж байгаа бол бид репозиторыг шууд хуулбарлаж, эх сурвалжтай болно. Линукс терминалын цонхонд дараах тушаалыг бичээд өөрсөддөө.

$ git клон

Эсвэл хэрэв та консолын тушаалуудыг сайн мэдэхгүй байгаа бол энэ линкийг хөтөч дээр буулгахад л бүх нөөцийг агуулсан zip файлыг татаж авах болно. Схемийн файлуудын PDF хувилбарыг доороос олж болно.

Схем нь олон тооны IC, резистор, конденсатор агуулсан тул арай төвөгтэй харагдаж магадгүй юм. Би чамд энд байгаа зүйлийг зааж өгөх болно.

Эхний хуудасны төв хэсэгт PIC микро хянагч багтсан болно. Энэ бол төхөөрөмжийн тархи юм. Энэ нь хэд хэдэн OpAmps, болор, хэд хэдэн резистор ба конденсатортой холбогдсон бөгөөд оролтын гаралтын цахилгаан дохиог мэдэрдэг. Компьютер эсвэл гар утсаар холболтыг UART гүүрээр MCP2200 IC ашиглан хийдэг. Энэ нь мөн төхөөрөмжийн ар талд ESP8266-12E чипийг таслах нүхтэй. Төхөөрөмж нь +/- 16 В хүртэл ажиллах осциллографын сувгийг дэмждэг тул хүчдэлийн хоёр дахин нэмэгдүүлэгч ба хүчдэлийн хувиргагч IC-тэй болно.

Схемийг хийсний дараа дараагийн алхам бол жинхэнэ ПХБ -ийг бий болгох явдал юм …

Алхам 2: Схемийг схем болгон хөрвүүлэх

Тийм ээ, энэ бол эмх замбараагүй байдал, тийм үү? Энэ нь хэдэн зуун жижиг эд ангиудыг жижиг самбар дээр, ялангуяа Arduino Mega хэмжээтэй жижиг самбарын нэг талд байрлуулсантай холбоотой юм. Энэхүү самбар нь дөрвөн давхарга юм. Энэхүү олон давхаргыг илүү сайн замын бүрэн бүтэн байдлыг хангахад ашигласан.

Самбарын хэмжээ нь Arduino Mega болон зүү толгойнуудыг Mega -ийн голтой ижил газарт байрлуулсан байх ёстой. Дунд хэсэгт програмист болон Bluetooth модулийг холбох зүү толгойнууд байдаг. Дохионы зөв түвшинг зөв холболтоор хангаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд дөрвөн, доод талд дөрвөн туршилтын цэг байдаг.

Бүх ул мөрийг импортлосны дараа хамгийн эхний зүйл бол микро хянагчийг төвд байрлуулах явдал юм. Дараа нь бичил контроллертой шууд холбогдсон резистор ба конденсаторыг үндсэн IC-ийн эргэн тойронд байрлуулж, дараа нь сүүлчийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь хүртэл үргэлжилнэ. Бодит чиглүүлэлтээс өмнө барзгар чиглүүлэлт хийх нь дээр. Энд би бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зохих зайтай, нямбай зохион байгуулахад илүү их цаг зарцуулсан.

Дараагийн алхам болох хамгийн чухал тооцооны материалыг авч үзье.

Алхам 3: ПХБ болон материалын хуудсыг захиалах

Би нэхэмжлэлийн материалыг хавсаргав. Энэ нь үндсэндээ дараах агуулгыг агуулдаг;

1. PIC24EP256GP204 - Микроконтроллер
2. MCP2200 - UART гүүр
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - хяналттай OpAmp авах
6. MCP4728 - Дижиталаас аналог хөрвүүлэгч
7. TC1240A - Хүчдэл хувиргагч
8. TL7660 - Хүчдэлийн давхар
9. 0603 хэмжээтэй резистор, конденсатор ба индуктор
10. 12MHz SMD талстууд

ПХБ -ийн захиалга өгөхдөө дараах тохиргоог хийх хэрэгтэй

• Хэмжээ: 55mm x 99mm
• Давхаргууд: 4
• Материал: FR4
• Зузаан: 1.6 мм
• Замуудын хамгийн бага зай: 6 миль
• Нүхний хамгийн бага хэмжээ: 0.3 мм

Алхам 4: Чуулганаас эхэлье

ПХБ бэлэн болж, бүрэлдэхүүн хэсгүүд ирсний дараа бид угсрах ажлыг эхлүүлж болно. Энэ зорилгоор бидэнд стенил байгаа нь илүү дээр бөгөөд ингэснээр процесс илүү хялбар болно. Нэгдүгээрт, стенилийг дэвсгэртэй зэрэгцүүлэн байрлуулж, гагнуурын оо түрхэнэ. Дараа нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулж эхэлнэ. Энд байгаа видеон дээр миний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулах хугацаа алдсан хувилбар харагдаж байна.

Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг байрлуулсны дараа SMD дахин боловсруулах станц ашиглан гагнуурыг дахин хийнэ. Хүчтэй халуунд бүрэлдэхүүн хэсгүүд эвдэрч болзошгүй тул самбарыг хэт халаахгүй байхыг анхаарна уу. Бас бүү зогсоо, олон удаа хий. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хөргөж, дараа нь халаах нь бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон ПХБ -ийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулдаг тул үүнийг нэг удаа хийх хэрэгтэй.

Алхам 5: Firmware -ийг байршуулах

Угсралт дууссаны дараа дараагийн алхам бол firmware-ийг микроконтроллер дээр шатаах явдал юм. Үүний тулд бидэнд хэрэгтэй;

• PICKit3 програмист - Програм хангамжийг байршуулах
• Эрэгтэй эрэгтэй холбогч утас x 6 - Программистыг PSLab төхөөрөмжтэй холбох
• USB Mini B төрлийн кабель - Программистыг компьютерт холбох
• USB Micro B төрлийн кабель - PSLab -ийг компьютерт холбож асаах

Програм хангамжийг MPLab IDE ашиглан боловсруулсан болно. Эхний алхам бол PICKit3 програмистыг PSLab програмчлалын толгой руу холбох явдал юм. Программист, төхөөрөмж хоёуланд нь MCLR зүүг тааруулж, үлдсэн тээглүүрүүдийг зөв байрлуулах болно.

Программист өөрөө PSLab төхөөрөмжийг их хүчээр хангаж чаддаггүй тул асааж чадахгүй. Тиймээс бид PSLab төхөөрөмжийг гадны эх үүсвэр ашиглан асаах хэрэгтэй. PSLab төхөөрөмжийг Micro B төрлийн кабель ашиглан компьютерт холбоод програмистыг ижил компьютерт холбоно уу.

MPLab IDE -ийг нээгээд цэснээс "Төхөөрөмж хийх ба програмчлах" дээр дарна уу. Энэ нь програмист сонгох цонх нээгдэнэ. Цэснээс "PICKit3" -ыг сонгоод OK дарна уу. Энэ нь firmware -ийг төхөөрөмжид шатааж эхлэх болно. Консол дээр зурвас хэвлэхээс болгоомжил. Энэ нь PIC24EP256GP204 -ийг илрүүлж, програмчлал дууссан гэж хэлэх болно.

Алхам 6: Үүнийг асааж, явахад бэлэн боллоо

Хэрэв програм хангамж зөв шатсан бол ногоон өнгийн LED асах бөгөөд энэ нь амжилттай ачаалах мөчлөгийг илтгэнэ. Одоо бид PSLab төхөөрөмжийг ашиглан бүх төрлийн электрон хэлхээний туршилт, туршилт хийх гэх мэтийг хийхэд бэлэн боллоо.

Зургууд нь ширээний болон Андройд аппликейшн хэрхэн харагдаж байгааг харуулж байна.