PSLab– ის შექმნა: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

დატვირთული დღე ელექტრონიკის ლაბორატორიაში, არა?

ოდესმე გქონიათ პრობლემა თქვენს სქემებთან? გამოსწორების მიზნით თქვენ იცოდით, რომ გინდათ მრავალმეტრიანი oscilloscope ან ტალღის გენერატორი ან გარე ზუსტი ენერგიის წყარო, ან თქვით ლოგიკური ანალიზატორი. მაგრამ ეს არის ჰობის პროექტი და თქვენ არ გსურთ ასობით დოლარის დახარჯვა ასეთ ძვირადღირებულ ინსტრუმენტებზე. რომ აღარაფერი ვთქვათ მთელ კომპლექტზე, ბევრი სივრცე ინახება შესანახად. თქვენ შეიძლება მიაღწიოთ 20-30 დოლარის ღირებულების მრავალ მეტრს, მაგრამ ეს ნამდვილად არ აკეთებს კარგ საქმეს მიკროსქემის გამართვაში.

თუ მე ვიტყვი, არის ღია კოდის აპარატურა, რომელიც უზრუნველყოფს ოსცილოსკოპის ყველა იმ ფუნქციურობას, მრავალ მეტრს, ლოგიკურ ანალიზატორს, ტალღის გენერატორს და ენერგიის წყაროს და ეს არ დაგიჯდებათ ასობით დოლარი და არ წასვლა მიიღოს მთელი მაგიდა შესავსებად. ეს არის PSLab მოწყობილობა FOSSASIA ღია კოდის ორგანიზაციის მიერ. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ოფიციალური ვებგვერდი https://pslab.io/ და ღია კოდის საცავები შემდეგი ბმულებიდან;

• აპარატურის სქემა:
• MPLab Firmware:
• დესკტოპის აპლიკაცია:
• Android აპლიკაცია:
• პითონის ბიბლიოთეკები:

მე ვინახავ აპარატურის და პროგრამული უზრუნველყოფის საცავებს და თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვა მოწყობილობის ან სხვა დაკავშირებული მასალის გამოყენებისას, მოგერიდებათ მკითხეთ.

რას გვაძლევს PSLab?

ამ კომპაქტურ მოწყობილობას, რომელსაც აქვს ფაქტორი Arduino Mega, აქვს მრავალი მახასიათებელი. სანამ დავიწყებთ, ის დამზადებულია მეგა ფორმულაში, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ჩააწყოთ იგი თქვენს ლამაზ არდუინო მეგას გარსში უპრობლემოდ. ახლა მოდით შევხედოთ სპეციფიკაციებს (ამოღებულია ორიგინალური ტექნიკის საცავიდან);

• 4 არხი 2MSPS– მდე ოსცილოსკოპი. პროგრამული უზრუნველყოფის არჩევითი გამაძლიერებელი ეტაპები
• 12 ბიტიანი ვოლტმეტრი პროგრამირებადი მოგებით. შეყვანის დიაპაზონი +/- 10 მვ-დან +/- 16 ვ-მდე
• 3x 12 ბიტიანი ძაბვის პროგრამირებადი წყაროები +/- 3.3 V, +/- 5V, 0-3 V
• 12 ბიტიანი პროგრამირებადი მიმდინარე წყარო. 0-3,3 mA
• 4 არხი, 4 MHz, ლოგიკური ანალიზატორი
• 2x სინუსური/სამკუთხა ტალღის გენერატორები. 5 Hz– დან 5 KHz– მდე. მექანიკური ამპლიტუდის კონტროლი SI1– ისთვის
• 4x PWM გენერატორი. 15 nS რეზოლუცია. 8 მჰც -მდე
• სიმძლავრის გაზომვა. pF to uF დიაპაზონი
• I2C, SPI, UART მონაცემთა ავტობუსები Accel/gyros/ტენიანობის/ტემპერატურის მოდულებისთვის

ახლა, როდესაც ჩვენ ვიცით რა არის ეს მოწყობილობა, ვნახოთ როგორ შეგვიძლია ავაშენოთ ერთი..

ნაბიჯი 1: დავიწყოთ სქემით

ღია კოდის აპარატურა მიდის ღია კოდის პროგრამულ უზრუნველყოფასთან:)

ეს პროექტი ღია ფორმატშია, სადაც ეს შესაძლებელია. ამას ბევრი უპირატესობა აქვს. ნებისმიერს შეუძლია დააინსტალიროს პროგრამა უფასოდ და გამოსცადოს. ყველას არ აქვს ფინანსური ძალა შეიძინოს საკუთრებაში არსებული პროგრამული უზრუნველყოფა, ასე რომ ეს შესაძლებელს გახდის სამუშაოს შესრულებას. ასე რომ, სქემები გაკეთდა KiCAD– ით. თქვენ თავისუფლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი პროგრამა, რომელიც მოგწონთ; უბრალოდ მიიღეთ კავშირები სწორად. GitHub საცავი შეიცავს სქემის ყველა წყაროს ფაილს https://github.com/fossasia/pslab-hardware/tree/m… და თუ აპირებთ KiCAD– ით წასვლას, ჩვენ შეგვიძლია დაუყოვნებლივ კლონირება საცავში და გვქონდეს წყარო საკუთარ თავს Linux ტერმინალის ფანჯარაში შემდეგი ბრძანების აკრეფით.

$ git კლონი

ან თუ თქვენ არ იცნობთ კონსოლის ბრძანებებს, უბრალოდ ჩასვით ეს ბმული ბრაუზერში და ის გადმოწერს zip ფაილს, რომელიც შეიცავს ყველა რესურსს. სქემატური ფაილების PDF ვერსია შეგიძლიათ იხილოთ ქვემოთ.

სქემა შეიძლება ცოტა რთულად გამოიყურებოდეს, რადგან ის შეიცავს ბევრ IC- ს, რეზისტორებსა და კონდენსატორებს. მე გაგიმხელთ რაც აქ არის.

პირველი გვერდის ცენტრში ის შეიცავს PIC მიკროკონტროლს. ეს არის მოწყობილობის ტვინი. ის დაკავშირებულია რამდენიმე OpAmps- თან, კრისტალთან და რამდენიმე რეზისტორთან და კონდენსატორთან, რათა იგრძნოს ელექტრული სიგნალები I/O ქინძისთავებიდან. კომპიუტერთან ან მობილურ ტელეფონთან დაკავშირება ხდება UART ხიდის საშუალებით, რომელიც არის MCP2200 IC. მას ასევე აქვს გარღვევა ESP8266-12E ჩიპისთვის მოწყობილობის უკანა ნაწილში. სქემებს ასევე ექნებათ ძაბვის გამორმაგებელი და ძაბვის ინვერტორული IC, რადგან მოწყობილობას შეუძლია მხარი დაუჭიროს oscilloscope არხებს, რომლებიც შეიძლება გაიზარდოს +/- 16 V- მდე

სქემის დასრულების შემდეგ, შემდეგი ნაბიჯი არის ნამდვილი PCB– ის შექმნა…

ნაბიჯი 2: სქემატური განლაგება განლაგებაში

კარგი, დიახ, ეს არეულობაა, არა? ეს იმიტომ ხდება, რომ ასობით პატარა კომპონენტი მოთავსებულია პატარა დაფაზე, კონკრეტულად არდუინო მეგას ზომის პატარა დაფის ერთ მხარეს. ეს დაფა ოთხ ფენიანია. ამდენი ფენა გამოიყენეს იმისათვის, რომ ჰქონდეთ უკეთესი მთლიანობა.

დაფის ზომები უნდა იყოს ზუსტი, რადგან არდუინო მეგა და პინების სათაურები მოთავსებულია იმავე ადგილას, სადაც მეგას აქვს თავისი ქინძისთავები. შუაში არის პინის სათაურები პროგრამისტისა და Bluetooth მოდულის დასაკავშირებლად. არის ოთხი სატესტო წერტილი ზემოდან და ოთხი ქვემოდან იმის შესამოწმებლად, რომ სიგნალის სწორი დონე მიდის სწორ კავშირებზე.

მას შემდეგ, რაც ყველა ნაკვალევი იმპორტირდება, უპირველეს ყოვლისა, მოათავსეთ მიკროკონტროლი ცენტრში. შემდეგ მოათავსეთ რეზისტორები და კონდენსატორები, რომლებიც უშუალოდ არის დაკავშირებული მიკრო კონტროლერთან მთავარი IC– ს გარშემო და შემდეგ გადადით იქამდე, სანამ ბოლო კომპონენტი განთავსდება. სჯობს ფაქტობრივი მარშრუტის დაწყებამდე იყოს უხეში მარშრუტიზაცია. აქ მე დავხარჯე მეტი დრო კომპონენტების სისუფთავესა და სწორი ინტერვალით მოწყობაზე.

როგორც შემდეგი ნაბიჯი, მოდით შევხედოთ მასალების ყველაზე მნიშვნელოვან კანონპროექტს.

ნაბიჯი 3: შეუკვეთეთ PCB და მასალები

მე დავურთე მასალების დოკუმენტი. იგი ძირითადად შეიცავს შემდეგ შინაარსს;

1. PIC24EP256GP204 - მიკროკონტროლერი
2. MCP2200 - UART ხიდი
3. TL082 - OpAmps
4. LM324 - OpAmps
5. MCP6S21 - მოიპოვეთ კონტროლირებადი OpAmp
6. MCP4728 - ციფრული ანალოგური გადამყვანი
7. TC1240A - ძაბვის ინვერტორი
8. TL7660 - ძაბვის გამორმაგებელი
9. 0603 ზომის რეზისტორები, კონდენსატორები და ინდუქტორები
10. SMD კრისტალები 12 MHz

PCB შეკვეთის განთავსებისას, დარწმუნდით, რომ გაქვთ შემდეგი პარამეტრები

• ზომები: 55 მმ x 99 მმ
• ფენები: 4
• მასალა: FR4
• სისქე: 1.6 მმ
• ტრეკის მინიმალური მანძილი: 6 მლ
• ხვრელის მინიმალური ზომა: 0.3 მმ

ნაბიჯი 4: დავიწყოთ ასამბლეით

როდესაც PCB მზად იქნება და კომპონენტები ჩამოდიან, ჩვენ შეგვიძლია დავიწყოთ შეკრებით. ამ მიზნით უმჯობესია გვქონდეს შაბლონი, რათა პროცესი უფრო ადვილი იყოს. პირველი, მოათავსეთ სტენცილი გასწორებული ბალიშებით და წაისვით გამაგრების პასტა. შემდეგ დაიწყეთ კომპონენტების განთავსება. ვიდეო აქ აჩვენებს დროში ჩამორჩენილ ვერსიას, როდესაც მე ვდებ კომპონენტებს.

მას შემდეგ, რაც ყველა კომპონენტი განთავსდება, ხელახლა მიაწებეთ მას SMD გადამამუშავებელი სადგურის გამოყენებით. დარწმუნდით, რომ არ გაათბოთ დაფა ძალიან, რადგან კომპონენტები შეიძლება დაზიანდეს ძლიერი სიცხის დროს. ასევე არ გაჩერდეთ და ბევრჯერ გააკეთეთ. გააკეთეთ ეს ერთი ნაბიჯით, რადგან კომპონენტების გაცივება და შემდეგ გათბობა არღვევს როგორც კომპონენტების, ასევე თავად PCB- ს სტრუქტურულ მთლიანობას.

ნაბიჯი 5: ატვირთეთ firmware

შეკრების დასრულების შემდეგ, შემდეგი ნაბიჯი არის მიკრო კონტროლერზე ფირმის დაწვა. ამისათვის ჩვენ გვჭირდება;

• PICKit3 პროგრამისტი - ატვირთოს firmware
• მამაკაცი მამაკაცი მხტუნავი მავთულები x 6 - პროგრამისტის დასაკავშირებლად PSLab მოწყობილობასთან
• USB Mini B ტიპის კაბელი - პროგრამისტის კომპიუტერთან დასაკავშირებლად
• USB Micro B ტიპის კაბელი - PSLab კომპიუტერთან დასაკავშირებლად და დასაყენებლად

Firmware შემუშავებულია MPLab IDE გამოყენებით. პირველი ნაბიჯი არის PICKit3 პროგრამისტის დაკავშირება PSLab პროგრამირების სათაურთან. MCLR პინის გასწორება როგორც პროგრამისტში, ასევე მოწყობილობაში და დანარჩენი ქინძისთავები სწორად იქნება განთავსებული.

თავად პროგრამისტი ვერ ახერხებს PSLab მოწყობილობის ჩართვას, რადგან მას არ შეუძლია უზრუნველყოს დიდი ენერგია. ასე რომ, ჩვენ გვჭირდება PSLab მოწყობილობის ჩართვა გარე წყაროს გამოყენებით. შეაერთეთ PSLab მოწყობილობა კომპიუტერთან Micro B ტიპის კაბელის გამოყენებით და შემდეგ დაუკავშირეთ პროგრამისტი იმავე კომპიუტერს.

გახსენით MPLab IDE და დააწკაპუნეთ მენიუს ზოლიდან "შექმენით და დაპროგრამეთ მოწყობილობა". გაიხსნება ფანჯარა პროგრამისტის შესარჩევად. მენიუდან აირჩიეთ "PICKit3" და დააჭირეთ ღილაკს OK. ის დაიწყებს firmware მოწყობილობის დაწვას. გაუფრთხილდით შეტყობინებებს, რომლებიც იბეჭდება კონსოლზე. ის იტყვის, რომ აღმოაჩენს PIC24EP256GP204 და საბოლოოდ პროგრამირება დასრულებულია.

ნაბიჯი 6: გაააქტიურეთ და მზად ხართ წასასვლელად

თუ firmware სწორად იწვის, მწვანე ფერის LED ანათებს რაც მიუთითებს ჩატვირთვის წარმატებულ ციკლზე. ახლა ჩვენ მზად ვართ გამოვიყენოთ PSLab მოწყობილობა ყველა სახის ელექტრონული წრედის შესამოწმებლად, ექსპერიმენტების ჩასატარებლად და ა.

სურათები აჩვენებს როგორ გამოიყურება დესკტოპის აპლიკაცია და Android აპლიკაცია.