DIY osciloskopa komplekts - salikšanas un problēmu novēršanas rokasgrāmata: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Izstrādājot kādu elektronisku sīkrīku, man ļoti bieži ir nepieciešams osciloskops, lai novērotu elektrisko signālu klātbūtni un formu. Līdz šim esmu izmantojis vecu padomju (1988. gads) viena kanāla analogo CRT osciloskopu. Tas joprojām ir funkcionāls un parasti ir pietiekami labs paredzētajiem mērķiem, taču ir ļoti smags un nav ērts dažiem darbiem ārpus mājas. Tā nomaiņai es meklēju lētu un niecīgu alternatīvu. Viena iespēja bija izstrādāt uz Arduino balstītu tvērumu, taču tam ir maz trūkumu - tā analogā joslas platums ir diezgan zems un vienmēr, veidojot kādu DIY projektu, parādās galvenā problēma - kur iepakot visas šīs elektroniskās detaļas vai kā atrast jauku izskatu. Man nepieder 3D printeris, un man vienīgā iespēja ir izmantot tirgū pieejamos standarta korpusus, kas ne vienmēr ir labākais risinājums. Lai izvairītos no šīm nepatikšanām, es nolēmu iegādāties DIY osciloskopa komplektu. Pēc dažiem pētījumiem es nolēmu, ka tas būs JYETech DSO150 Shell. Tas ir ļoti mazs, pietiekami jaudīgs (pamatojoties uz ARM Cortex 32 bitu mikrokontrolleri STM32F103C8 - ļoti noderīga vietne šai mikroshēmai: stm32duino), es varu ievietot kabatā un nēsāt to visur. Komplektu par ~ 30 USD var iegādāties banggood, ebay vai aliexpress.

Šajā pamācībā ir aprakstīts, kā pareizi salikt komplektu, ko nevajadzētu darīt un kā atbrīvoties no nepatikšanām. Es aprakstīšu visu savu montāžas pieredzi hronoloģiskā veidā.

1. darbība: kas ir iekšā

Es pasūtīju komplektu un pēc parastās aptuveni mēneša gaidīšanas komplekts beidzot ieradās. Tas bija jauki iepakots. Tajā bija divas PCB ar visām SMD ierīcēm pielodētas. (Pasūtot šādu komplektu, esiet piesardzīgs - ir komplekta versija, kurā SMD ierīces nav pielodētas, un, ja jums nav pieredzes šādu ierīču lodēšanā - tas jums varētu būt smags izaicinājums - labāk pasūtīt komplekts ar lodētiem). PCB kvalitāte ir laba - visas ierīces ir marķētas un viegli lodējamas. Viens no PCB ir galvenais - digitālais ar mikrokontrolleri. Tur mēs esam pievienojuši arī krāsainu 2,4 collu TFT LCD; otrs ir analogs - tas satur analogās ieejas ķēdi. Ir arī jauka plastmasas kaste, īss zondes kabelis un montāžas rokasgrāmata.

Mans padoms - pirms montāžas uzsākšanas - izlasiet rokasgrāmatu. Es to nedarīju un nonācu nepatikšanās.

2. darbība: sāksim…

Kā pirmo soli ieteicams pārbaudīt digitālo plati. Esmu ievietojis 4 slēdžus bez lodēšanas. Esmu atradis 12V maiņstrāvas/līdzstrāvas adapteri ar atbilstošu līdzstrāvas kontaktligzdu un izmantoju to, lai pārbaudītu plāksni. Ļoti liela kļūda! NEDARIET TO! Rokasgrāmatā ir rakstīts, ka maksimālajam barošanas spriegumam jābūt 9V! Es redzēju, ka izmantotais lineārais regulators bija AMS1117, kam jāizdzīvo 15 V, un es biju mierīgs. LABI. Pirmajā pārbaudē tas neizdevās. Skaties filmu.

3. solis: lodēšana…

Kā pirmais esmu lodējis testa signāla savienotāju. Vispirms tam jābūt saliektam. Sekojiet akumulatora savienotājam un barošanas slēdzim. Pēc tam nāk rotējošā kodētāja 4 kontaktu galvene (J2). Ar to ir pabeigta galvenās plates lodēšana.

4. solis: Es esmu nepatikšanās

Uz PCB ir 0 omu rezistors, kas savieno barošanas slēdzi. Lai barošanas slēdzis darbotos, šis rezistors (R30) ir jānoņem. Viegli izdarīts! Jauns tests… Es atkal piegādāju galveno plati (12V) un ieslēdzu to, izmantojot barošanas slēdzi. Ekrāns palika balts. (skatīt video). Daži secīgi mēģinājumi situāciju nemainīja. Pēkšņi no AMS1117 regulatora mikroshēmas sāka izplūst sīki dūmi, un tā iepakojums uzsprāga. Es to neizlodēju un ievietoju jaunu (manā personīgajā krātuvē man bija maz). Es atkal ieslēdzu dēli - atkal balts ekrāns - bez palaišanas. Pēc 20 sekundēm atkal nāca zilie dūmi no regulatora mikroshēmas, un tie atkal izdegās. Es to noņēmu no tāfeles. Izmantojot ommetru, esmu izmērījis pretestību starp strāvas vadu, kas pievienots AMS1117 mikroshēmas izejai, un zemi. Tas bija nulle omu. Šeit kaut kas nogāja greizi. Dēlis bija miris. Es nolēmu noskaidrot, kur ir problēma. Uz tāfeles ir divas mikroshēmas - STM32F103C8 un dažas sērijas atmiņas mikroshēmas. Viens no viņiem piedzīvoja neveiksmi. Lai pārbaudītu, kuru es izmantoju neparastu metodi. Es pielietoju 3.3V (kādai vajadzētu būt AMS1117 regulatora mikroshēmas normālai izejai) barošanas līnijā, izmantojot spēcīgu barošanas avotu. Pēc dažām sekundēm STM32F103C8 mikroshēma kļuva ārkārtīgi karsta. Tā bija problēma. Tas bija jāizolē no PCB. Tas bija ļoti grūts uzdevums, jo es nevarēju izmantot karstā gaisa pistoli - tas atkausētu visas apkārtējās ierīces. Tad man radās ideja atkausēt mikroshēmu ar savu siltumu - es atkal piegādāju plāksni un pēc minūtes mikroshēma bija tik karsta, ka lodēt sāka kust. Pēc tam es to noņēmu ar nelielu sitienu tāfeles apakšējā pusē. Mikroshēma vienkārši jutās uz leju. Izmantojot atkausēšanas dakti, es iztīrīju mikroshēmas lodēšanas celiņus.

Es nolēmu mēģināt salabot dēli. Pēc neveiksmīgās mikroshēmas noņemšanas LCD ekrāns atkal izgaismojās baltā krāsā.

Esmu pasūtījis dažas STM32F103C8 mikroshēmas no aliexpress. (4 mikroshēmas bija ~ 3 USD), un pēc dažām nedēļām gaidīšanas viņi ir ieradušies. Vienu no tiem esmu pielodējis uz tāfeles.

Tagad - tas ir jāprogrammē, lai atjaunotu funkcionalitāti. Ja visi uzdevumi tiek veikti pareizi, viss atkal ir kārtībā. Pastāv arī iespēja, ka LCD ekrāns var tikt bojāts. Tam ir pieejams arī risinājums - tādu varētu iegādāties aliexpress. Tas ir standarta 2,4 collu 37 pin krāsu TFT LCD, izmantojot ILI9341 kontrolieri. Pārbaudiet arī tapas kārtībā.

Kā ieprogrammēt mikroshēmu STM32F103C8, ir aprakstīts nākamajā darbībā.

5. solis: programmēšana

ARM mikroshēmas programmēšanas process ir rakstīts pievienotajā dokumentā.

Zem šīs saites jūs varat lejupielādēt pēdējo mirgojošo rīku no STM vietnes.

Attēlā var redzēt manu iestatījumu. Esmu pievienojis arī hex failu, ko izmantoju. Pēdējai versijai varat apmeklēt JYETech vietni. USB un sērijas sakariem esmu izmantojis pārveidotāju, kura pamatā ir PL2303. FT323RL arī darbosies. Arī CH340g. Pirms plāksnes programmēšanas daži rezistori ir jāatvieno no plates. (skatīt dokumentu). Neaizmirstiet tos atkal lodēt, kad viss ir gatavs. Man paveicās, un viss atkal gāja labi. Es turpināju analogās plates lodēšanu.

6. solis: Atkal lodēšana

Vispirms jāpielodē rezistori. Esmu izmantojis ommetru, lai pārbaudītu to vērtību, izmantojot krāsu kodu. Katrā pielodētajā daļā es uz rokasgrāmatas ievietoju atzīmi, lai uzzinātu, kur atrodos.

Pēc tam es lodēju keramikas kondensatorus, apgriešanas kondensatorus, funkciju slēdzi, elektrolītu kondensatorus, BNC savienotāju, tapas galviņu.

7. solis: rotācijas kodētājs

Tam jābūt pielodētam uz neliela dēļa. Esiet ļoti uzmanīgs, lai to pielodētu atbilstošajā PCB pusē - citā gadījumā darbības joma neizdosies.

8. solis: salikšana

Tagad mēs esam gatavi montāžai.

Vispirms ievietojiet LCD tam paredzētajā vietā. Pirms tam esmu noņēmis aizsargfoliju. Saskaņā ar darbības jomu esmu ievietojis dažu slāņu mīkstu virtuves papīru. Viegli salieciet LCD savienojuma plakano kabeli un uzlieciet virs tā galveno plāksni. Ievietojiet rotējošo kodētāju galvenes savienotājā un piestipriniet to, izmantojot divas īsās skrūves

9. solis: regulēšana

Tagad analogā plāksne ir jāievieto, kā parādīts attēlā. Tādā veidā daži analogie spriegumi jāpārbauda ar voltmetru. Jāapzinās, ka daži no tiem ir atkarīgi no barošanas sprieguma (es to atradu). Spriegumi, kas rakstīti tabulā rokasgrāmatas 4. solī, tiek mērīti pie barošanas sprieguma 9,2 V. Pēc tam dažus signāla izkropļojumus (skatīt attēlu iepriekš) var labot, noregulējot apgriešanas kondensatorus. Skatiet procedūru rokasgrāmatā… un pievienotajā filmā.

10. solis: salikšana un gala testi

Tagad analogā plāksne ir piestiprināta pie apakšējā vāka. Abas plāksnes ir savienotas kopā ar kopējo tapas-galvenes saskarni. Dūrī ir jāievieto testa terminālis. Tiek uzlikts augšējais vāka rāmis. Ņemiet vērā, ka, ja jūs to pareizi neorientējat, jūs nevarēsit aizvērt kastīti. (Pareizo orientāciju skatiet attēlā iepriekš). Korpuss ir aizvērts un pēc tam piestiprināts ar 4 skrūvēm. Pēdējā posmā plastmasas poga ir jāuzliek virs rotējošā kodētāja vārpstas.

Tagad darbības joma ir gatava lietošanai. Tam ir iekšējs testa signāla ģenerators, un šo signālu var izmantot dažiem pielāgojumiem un mācībām. Dažādu pogu funkcionalitāte ir aprakstīta rokasgrāmatā. Īss video parāda dažas funkcijas. Viens no tiem reālā laikā parāda daudz signāla parametru, kas dažos gadījumos var būt ļoti noderīgi.

Paldies par uzmanību un veiksmi spēlē. Izklaidējieties ar šo mazo rotaļlietu - rotaļlietu pieaugušajiem un jauniem elektronikas frikiem,