Zostava osciloskopu pre domácich majstrov - Príručka k montáži a odstraňovaniu problémov: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Pri navrhovaní elektronických prístrojov potrebujem veľmi často osciloskop na sledovanie prítomnosti a formy elektrických signálov. Doteraz som používal starý sovietsky (rok 1988) jednokanálový analógový CRT osciloskop. Je stále funkčný a bežne postačuje na používané účely, ale je veľmi ťažký a pre niektoré práce mimo domova nie je pohodlný. Na jeho výmenu som hľadal lacnú a drobnú alternatívu. Jednou z možností bolo navrhnúť rozsah založený na Arduine, ktorý má však niekoľko nevýhod - jeho analógová šírka pásma je pomerne nízka a vždy, keď robíte nejaký projekt pre domácich majstrov, sa javí ako hlavný problém - kam zabaliť všetky tieto elektronické súčiastky alebo ako nájsť pekne vyzerajúce bývanie. Nevlastním 3D tlačiareň a pre mňa je jedinou možnosťou použiť štandardné prípady dostupné na trhu, čo nie je vždy najlepšie vyzerajúce riešenie. Aby som sa týmto problémom vyhol, rozhodol som sa zaobstarať si súpravu osciloskopu pre domácich majstrov. Po nejakom výskume som sa rozhodol, že to bude škrupina JYETech DSO150. Je veľmi malý, dostatočne výkonný (na základe 32 -bitového mikrokontroléra ARM Cortex STM32F103C8 - veľmi užitočná stránka pre tento čip: stm32duino), môžem ho vložiť do vrecka a nosiť ho všade so sebou. Súpravu je možné kúpiť za ~ 30 USD v banggood, ebay alebo aliexpress.

Tento návod hovorí, ako zostaviť súpravu správnym spôsobom, čo by ste nemali robiť a ako sa zbaviť problémov, ktoré by ste mohli vytvoriť. Chronologicky popíšem všetky svoje montážne skúsenosti.

Krok 1: Čo je vo vnútri

Objednal som si súpravu a po normálnom čakaní asi mesiac zostava konečne dorazila. Bolo to pekne zabalené. Obsahoval dve dosky plošných spojov so všetkými spájkovanými zariadeniami SMD. (Pri objednávaní takejto súpravy buďte opatrní - existuje verzia súpravy, v ktorej zariadenia SMD nie sú spájkované, a ak nemáte skúsenosti s spájkovaním takýchto zariadení - mohla by to byť pre vás veľká výzva - lepšie si objednajte súprava s spájkovanými). Kvalita plošných spojov je dobrá - všetky zariadenia sú označené a ľahko sa spájkujú. Jeden z plošných spojov je hlavný - digitálny s mikrokontrolérom. Pripojili sme tam aj farebný 2,4 TFT LCD; druhý je analógový - obsahuje analógový vstupný obvod. K dispozícii je tiež pekný plastový box, krátky kábel sondy a montážny návod.

Moja rada - pred začatím montáže - si prečítajte návod. Neurobil som to a išiel som v problémoch.

Krok 2: Začnime…

Ako prvý krok sa odporúča otestovať digitálnu dosku. Vložil som 4 prepínače bez spájkovania. Našiel som 12V AC/DC adaptér so správnou DC zásuvkou a použil som ho na testovanie dosky. Veľmi veľká chyba! NEROB TO! V príručke je napísané, že maximálne napájacie napätie by malo byť 9V! Videl som, že použitý lineárny regulátor je AMS1117, ktorý musí prežiť 15V a bol som pokojný. OK. Pri prvom teste nezlyhal. Pozri film.

Krok 3: Spájkovanie…

Ako prvý som spájkoval konektor testovacieho signálu. Najprv sa musí ohnúť. Postupujte podľa konektora batérie a vypínača. Potom príde 4 -kolíková hlavička (J2) pre rotačný snímač. Tým sa spájkovanie základnej dosky skončilo.

Krok 4: Mám problémy

Na doske plošných spojov je odpor 0 Ohm, ktorý premosťuje vypínač. Aby bol vypínač napájania funkčný, musí byť tento odpor (R30) odstránený. Ľahko hotové! Nový test … Znova som dodal hlavnú dosku (12V) a zapol ju vypínačom. Obrazovka zostala biela. (pozri video). Niekoľko následných pokusov situáciu nezmenilo. Z čipu regulátora AMS1117 zrazu začal vychádzať malý dym a ten sa vyhodil do vzduchu. Odspájkoval som to a umiestnil som nový (v osobnom úložisku som ich mal k dispozícii málo). Znova som zapol dosku - opäť biela obrazovka - bez bootovania. Po 20 sekundách opäť prišiel modrý dym z čipu regulátora a znova vyhorel. Vybral som to z dosky. Pomocou ohmmetra som zmeral odpor medzi elektrickým vedením pripojeným k výstupu čipu AMS1117 a zemou. Bola to nula ohmov. Niečo sa tu úplne pokazilo. Doska bola mŕtva. Rozhodol som sa zistiť, kde je problém. Na doske sú dva čipy - STM32F103C8 a nejaký čip sériovej pamäte. Jeden z nich zlyhal. Ak chcete zistiť, ktoré som použil neobvyklú metódu. Na napájacie vedenie som použil silný zdroj energie 3,3 V (aký by mal byť normálny výkon čipu regulátora AMS1117). Po niekoľkých sekundách sa čip STM32F103C8 veľmi zahrial. To bol problém. Muselo byť odpájkované z DPS. Bola to veľmi ťažká úloha, pretože som nemohol použiť teplovzdušnú pištoľ - to by odpájalo všetky okolité zariadenia. Potom mi prišiel nápad odpájkovať čip vlastným teplom - dosku som znova dodal a po minúte bol čip taký horúci, že sa spájka začala topiť. Potom som to odstránil malým kopnutím na spodnej strane dosky. Čip sa jednoducho cítil dole. Odspájkovacím knôtom som vyčistil spájkovacie dráhy pre čip.

Rozhodol som sa skúsiť opraviť dosku. Po vybratí chybného čipu sa obrazovka LCD opäť rozsvietila na bielo.

Objednal som si niekoľko čipov STM32F103C8 z aliexpressu. (4 čipy boli ~ 3 USD) a po niekoľkých týždňoch čakania dorazili. Jeden z nich som spájkoval na dosku.

Teraz - musí byť naprogramovaný tak, aby obnovil funkčnosť. Ak sú všetky úlohy vykonané správne - všetko by malo byť znova v poriadku. Existuje tiež možnosť, že by sa mohol poškodiť LCD displej. Na to je k dispozícii aj riešenie - také si môžete kúpiť v aliexpresse. Je to štandardný 2,4 palcový 37 -pinový farebný TFT LCD displej s ovládačom ILI9341. Skontrolujte tiež poradie pinov.

Ako naprogramovať čip STM32F103C8 je popísaný v nasledujúcom kroku.

Krok 5: Programovanie

Proces programovania čipu ARM je napísaný v priloženom dokumente.

Pod týmto odkazom si môžete stiahnuť posledný blikajúci nástroj z webu STM.

Moje nastavenie vidíte na obrázku. Pripojil som aj hex súbor, ktorý som použil. Pokiaľ ide o poslednú verziu, môžete navštíviť stránku JYETech. Na sériovú komunikáciu USB som použil prevodník založený na PL2303. FT323RL bude tiež fungovať. CH340g tiež. Pred programovaním dosky je potrebné z dosky odpájať niektoré odpory. (pozri dokument). Keď je všetko pripravené, nezabudnite ich znova spájkovať. Mal som šťastie a všetko šlo opäť dobre. Pokračoval som v spájkovaní analógovej dosky.

Krok 6: Opäť spájkovanie

Najprv musíte spájkovať odpory. Namiesto toho som pomocou Ohmmetra skontroloval ich hodnotu pomocou farebného kódu. Na každú spájkovanú časť som do manuálu vložil značku, aby som vedel, kde som.

Potom som spájkoval keramické kondenzátory, orezávacie kondenzátory, prepínač funkcií, kondenzátory elektrolytu, konektor BNC, kolíkový konektor.

Krok 7: Rotačný kodér

Musí byť spájkované na malej doske. Buďte veľmi opatrní, aby ste ho spájkovali na správnu stranu DPS - v opačnom prípade rozsah zlyhá.

Krok 8: Zostavenie

Teraz sme pripravení na montáž.

Najprv umiestnite LCD na určené miesto. Predtým som odstránil ochranné folio. Do rozsahu pôsobnosti som vložil niekoľko vrstiev mäkkého kuchynského papiera. Jemne ohnite plochý kábel pripojenia LCD a položte naň základnú dosku. Vložte rotačný snímač do konektora záhlavia a upevnite ho dvoma krátkymi skrutkami

Krok 9: Ladenie

Teraz musíte vložiť analógovú dosku, ako je znázornené na obrázku. Týmto spôsobom musí byť niektoré analógové napätie skontrolované voltmetrom. Uvedomte si, že niektoré z nich závisia od napájacieho napätia (našiel som toto). Napätia uvedené v tabuľke v kroku 4 manuálu sa merajú pri napájacom napätí 9,2 V. Potom je možné niektoré skreslenia signálu (pozri obrázok vyššie) napraviť vyladením orezávacích kondenzátorov. Pozrite si postup v príručke … a priloženom filme.

Krok 10: Zostavenie a záverečné testy

Teraz je analógová doska pripevnená k spodnému krytu. Obe dosky sú navzájom spojené spoločným rozhraním pin-header. Najprv musíte zapojiť testovací terminál. Je nasadený rám horného krytu. Uvedomte si, že ak ho neorientujete správne, box nebudete môcť zavrieť. (Správnu orientáciu nájdete na obrázku vyššie). Kryt je uzavretý a potom upevnený 4 skrutkami. Ako posledný krok je potrebné nasadiť plastový gombík na hriadeľ rotačného snímača.

Teraz je prístroj pripravený na použitie. Má interný generátor testovacieho signálu a tento signál je možné použiť na určité úpravy a učenie. Funkčnosť rôznych gombíkov je popísaná v návode. Krátke video ukazuje niektoré funkcie. Jeden z nich ukazuje v reálnom čase veľa parametrov signálu, čo môže byť v niektorých prípadoch veľmi užitočné.

Ďakujem za pozornosť a prajem veľa šťastia pri hraní. Zabavte sa s touto malou hračkou - hračkou pre dospelých a mladých čudákov elektroniky,