DIY Oscilloscope Kit - คู่มือการประกอบและการแก้ไขปัญหา: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ฉันต้องการบ่อยมากเมื่อออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออสซิลโลสโคปเพื่อสังเกตการมีอยู่และรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้า จนถึงตอนนี้ฉันเคยใช้ออสซิลโลสโคป CRT แบบอนาล็อกช่องเดียวของโซเวียต (ปี 1988) มันยังคงใช้งานได้และปกติดีเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์ที่ใช้ แต่หนักมากและไม่สะดวกสบายสำหรับงานบางอย่างนอกบ้าน สำหรับการทดแทนฉันกำลังมองหาทางเลือกราคาถูกและเล็ก ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือการออกแบบขอบเขตของ Arduino แต่มีข้อเสียเล็กน้อย - แบนด์วิดท์แบบอะนาล็อกค่อนข้างต่ำและเสมอเมื่อสร้างโครงการ DIY บางโครงการดูเหมือนจะเป็นปัญหาหลัก - จะบรรจุชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้ได้ที่ไหนหรือจะหาที่อยู่อาศัยที่ดูดีได้อย่างไร ฉันไม่ได้เป็นเจ้าของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และสำหรับฉัน ความเป็นไปได้เพียงอย่างเดียวคือการใช้เคสมาตรฐานที่มีในตลาด ซึ่งไม่ใช่โซลูชันที่ดูดีที่สุดเสมอไป เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ ฉันจึงตัดสินใจซื้อชุด DIY Oscilloscope หลังจากการค้นคว้า ฉันตัดสินใจว่ามันจะเป็น JYETech DSO150 Shell มันมีขนาดเล็กมาก ทรงพลังเพียงพอ (อิงจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM Cortex 32 บิต STM32F103C8 - ไซต์ที่มีประโยชน์มากสำหรับชิปนี้: stm32duino) ฉันสามารถใส่ในกระเป๋าและพกติดตัวไปได้ทุกที่ ชุดนี้สามารถซื้อได้ในราคา ~ 30 USD ใน banggood, ebay หรือ aliexpress

คำแนะนำนี้บอกวิธีประกอบชุดอุปกรณ์อย่างถูกวิธี สิ่งที่คุณไม่ควรทำ และวิธีทำความสะอาดจากปัญหาที่คุณสามารถสร้างได้ ฉันจะอธิบายประสบการณ์การชุมนุมทั้งหมดของฉันตามลำดับเวลา

ขั้นตอนที่ 1: มีอะไรอยู่ข้างใน

ฉันสั่งซื้อชุดอุปกรณ์และหลังจากรอประมาณหนึ่งเดือนตามปกติ ในที่สุดชุดอุปกรณ์ก็มาถึง มันบรรจุได้ดี ประกอบด้วย PCB สองแผ่นพร้อมอุปกรณ์ SMD ทั้งหมดบัดกรี (เมื่อคุณสั่งซื้อชุดดังกล่าว โปรดใช้ความระมัดระวัง - มีรุ่นของชุดอุปกรณ์ที่ไม่มีการบัดกรีอุปกรณ์ SMD และหากคุณไม่มีประสบการณ์ในการบัดกรีอุปกรณ์ดังกล่าว อาจเป็นเรื่องยากสำหรับคุณ - สั่งซื้อ ชุดที่มีการบัดกรี) คุณภาพของ PCB นั้นดี - อุปกรณ์ทั้งหมดมีป้ายกำกับและง่ายต่อการบัดกรี PCB ตัวหนึ่งเป็น PCB หลัก - ตัวดิจิตอลที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ เรายังได้เชื่อมต่อจอสี TFT LCD ขนาด 2.4 นิ้ว อีกอันหนึ่งเป็นอนาล็อก - ประกอบด้วยวงจรอินพุตแบบอะนาล็อก นอกจากนี้ยังมีกล่องพลาสติกที่สวยงาม สายโพรบสั้น และคู่มือการประกอบ

คำแนะนำของฉัน - ก่อนเริ่มประกอบ - อ่านคู่มือ ฉันไม่ได้ทำมันและฉันก็มีปัญหา

ขั้นตอนที่ 2: มาเริ่มกันเลย…

ตามขั้นตอนแรกแนะนำให้ทดสอบบอร์ดดิจิตอล ฉันได้ใส่สวิตช์ 4 ตัวโดยไม่ต้องบัดกรี ฉันพบอะแดปเตอร์ AC/DC 12V ที่มีช่องเสียบ DC ที่ถูกต้องและใช้เพื่อทดสอบบอร์ด ผิดพลาดครั้งใหญ่! อย่าทำมัน! ในคู่มือเขียนว่าแรงดันไฟสูงสุดควรเป็น 9V! ฉันเห็นว่าตัวควบคุมเชิงเส้นที่ใช้คือ AMS1117 ซึ่งต้องอยู่รอด 15V และฉันก็สงบ ตกลง. ในการทดสอบครั้งแรกก็ไม่ล้มเหลว ดูหนัง.

ขั้นตอนที่ 3: การบัดกรี…

ในตอนแรกฉันได้บัดกรีขั้วต่อสัญญาณทดสอบแล้ว จะต้องงอก่อน ปฏิบัติตามขั้วต่อแบตเตอรี่และสวิตช์เปิดปิด หลังจากนั้นจะมีส่วนหัว 4 พิน (J2) สำหรับเครื่องเข้ารหัสแบบโรตารี่ ด้วยการบัดกรีของกระดานหลักเสร็จแล้ว

ขั้นตอนที่ 4: ฉันมีปัญหา

มีตัวต้านทาน 0 โอห์มบน PCB ซึ่งเชื่อมสวิตช์ไฟ เพื่อให้สวิตช์ไฟทำงาน ต้องถอดตัวต้านทาน (R30) ออก ทำง่าย! การทดสอบใหม่… ฉันได้จัดหาเมนบอร์ดอีกครั้ง (12V) และเปิดใช้งานโดยใช้สวิตช์เปิดปิด หน้าจอยังคงเป็นสีขาว (ดูวิดีโอ). ความพยายามที่เป็นผลสืบเนื่องไม่เปลี่ยนแปลงสถานการณ์ ทันใดนั้นควันเล็กๆ ก็เริ่มออกมาจากชิปควบคุม AMS1117 และบรรจุภัณฑ์ก็ระเบิดขึ้น ฉันยกเลิกการขายแล้ววางอันใหม่ (ฉันมีที่เก็บส่วนตัวของฉันน้อย) ฉันเปิดบอร์ดอีกครั้ง - หน้าจอสีขาวอีกครั้ง - ไม่มีการบู๊ต ผ่านไป 20 วินาที ควันสีน้ำเงินจากชิปควบคุมก็ออกมาอีกครั้ง และไฟก็ดับอีกครั้ง ฉันลบมันออกจากกระดาน เมื่อใช้โอห์มมิเตอร์ ฉันได้วัดความต้านทานระหว่างสายไฟที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของชิป AMS1117 กับกราวด์ มันเป็นศูนย์โอห์ม มีบางอย่างผิดปกติที่นี่ บอร์ดตายแล้ว ฉันตัดสินใจที่จะค้นหาว่าปัญหาอยู่ที่ไหน มีชิปสองตัวบนบอร์ด - STM32F103C8 และชิปหน่วยความจำซีเรียลบางตัว หนึ่งในนั้นล้มเหลว เพื่อตรวจสอบว่าฉันใช้วิธีที่ผิดปกติ ฉันใช้ 3.3V (สิ่งที่ควรเป็นเอาต์พุตปกติของชิปควบคุม AMS1117) บนสายจ่ายไฟโดยใช้แหล่งพลังงานที่แรง หลังจากนั้นไม่กี่วินาทีชิป STM32F103C8 ก็ร้อนจัด มันเป็นปัญหา มันต้องยกเลิกการขายจาก PCB มันเป็นงานที่ยากมากเพราะฉันไม่สามารถใช้ปืนลมร้อนได้ - มันจะทำลายอุปกรณ์โดยรอบทั้งหมด ต่อมาก็มีแนวคิดที่จะเลิกบัดกรีชิปด้วยความร้อนของตัวมันเอง - ฉันจัดหาบอร์ดอีกครั้งและหลังจากนั้นไม่กี่นาที ชิปก็ร้อนมากจนบัดกรีเริ่มละลาย หลังจากนั้นฉันก็เอามันออกด้วยการเตะเล็กน้อยที่ด้านล่างของกระดาน ชิปก็รู้สึกแย่ ฉันทำความสะอาดรางบัดกรีสำหรับชิปโดยใช้ไส้ตะเกียงบัดกรี

ฉันตัดสินใจลองซ่อมบอร์ด หลังจากถอดชิปที่ชำรุดออก หน้าจอ LCD ก็สว่างขึ้นเป็นสีขาวอีกครั้ง

ฉันได้สั่งซื้อชิป STM32F103C8 ไม่กี่ตัวจาก aliexpress (4 ชิปอยู่ที่ประมาณ 3 USD) และหลังจากผ่านไปสองสามสัปดาห์พวกเขาก็มาถึง ฉันได้บัดกรีหนึ่งในนั้นบนกระดาน

ตอนนี้ - จะต้องตั้งโปรแกรมให้กู้คืนฟังก์ชันการทำงาน หากงานทั้งหมดทำอย่างถูกต้อง - ทุกอย่างควรจะเรียบร้อยอีกครั้ง นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่หน้าจอ LCD อาจเสียหายได้ นอกจากนี้ยังมีวิธีแก้ปัญหาด้วย - คุณสามารถซื้อได้ใน aliexpress เป็นจอ TFT LCD สีขนาดมาตรฐาน 2.4 นิ้ว 37 พิน โดยใช้คอนโทรลเลอร์ ILI9341 ตรวจสอบลำดับพินด้วย

วิธีตั้งโปรแกรมชิป STM32F103C8 ได้อธิบายไว้ในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 5: การเขียนโปรแกรม

ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมชิป ARM นั้นเขียนไว้ในเอกสารแนบ

ภายใต้ลิงค์นี้ คุณสามารถดาวน์โหลดเครื่องมือแฟลชล่าสุดได้จากเว็บไซต์ STM

คุณสามารถดูการตั้งค่าของฉันบนรูปภาพ ฉันได้แนบไฟล์ฐานสิบหกที่ฉันใช้มาด้วย สำหรับเวอร์ชันล่าสุด คุณสามารถเยี่ยมชมเว็บไซต์ของ JYETech สำหรับ USB กับการสื่อสารแบบอนุกรม ฉันใช้ตัวแปลงที่ใช้ PL2303 FT323RL ก็ใช้งานได้เช่นกัน CH340g เช่นกัน ก่อนการตั้งโปรแกรมของบอร์ด ตัวต้านทานบางตัวจะต้องถูกถอดออกจากบอร์ด (ดูเอกสาร). อย่าลืมบัดกรีอีกครั้งเมื่อทุกอย่างพร้อม ฉันโชคดีและทุกอย่างเป็นไปด้วยดีอีกครั้ง ฉันยังคงบัดกรีบอร์ดแอนะล็อกต่อไป

ขั้นตอนที่ 6: การบัดกรีอีกครั้ง

ก่อนอื่นต้องบัดกรีตัวต้านทาน ฉันใช้โอห์มมิเตอร์เพื่อตรวจสอบค่าของพวกมันแทนโดยใช้รหัสสี.. ที่ส่วนบัดกรีแต่ละส่วน ฉันทำเครื่องหมายบนคู่มือเพื่อให้รู้ว่าฉันอยู่ที่ไหน

หลังจากนั้นฉันก็บัดกรีตัวเก็บประจุเซรามิก, ตัวเก็บประจุตัดแต่ง, สวิตช์ฟังก์ชั่น, ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์, ตัวเชื่อมต่อ BNC, ส่วนหัวของพิน

ขั้นตอนที่ 7: ตัวเข้ารหัสแบบหมุน

ต้องบัดกรีบนกระดานขนาดเล็ก ระวังให้บัดกรีที่ด้านขวาของ PCB - ในกรณีอื่นขอบเขตจะล้มเหลว

ขั้นตอนที่ 8: การประกอบ

ตอนนี้เราพร้อมที่จะประกอบแล้ว

ขั้นแรกให้วาง LCD ในตำแหน่งเฉพาะ ฉันได้ลบโฟลิโอป้องกันออกก่อนหน้านั้น ภายใต้ขอบเขตฉันได้ใส่กระดาษครัวอ่อนสองสามชั้น งอสายแพแบนเชื่อมต่อ LCD เบาๆ แล้ววางกระดานหลักไว้ ใส่ตัวเข้ารหัสแบบหมุนในขั้วต่อส่วนหัวแล้วยึดโดยใช้สกรูสั้นสองตัว

ขั้นตอนที่ 9: การปรับจูน

ตอนนี้ต้องใส่บอร์ดแอนะล็อกตามที่แสดงในภาพ ด้วยวิธีนี้จะต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าแอนะล็อกด้วยโวลต์มิเตอร์ โปรดทราบว่าบางส่วนขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (ฉันได้พบสิ่งนี้) แรงดันไฟฟ้าที่เขียนในตารางในขั้นตอนที่ 4 ของคู่มือนี้วัดที่แรงดันไฟฟ้า 9.2V หลังจากนั้นการบิดเบือนของสัญญาณ (ดูภาพด้านบน) สามารถแก้ไขได้โดยการปรับตัวเก็บประจุการตัดแต่ง ดูขั้นตอนในคู่มือ… และภาพยนตร์ที่แนบมา

ขั้นตอนที่ 10: การประกอบและการทดสอบขั้นสุดท้าย

ตอนนี้บอร์ดแอนะล็อกได้รับการแก้ไขที่ฝาครอบด้านล่าง บอร์ดทั้งสองเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้อินเทอร์เฟซส่วนหัวพินทั่วไป ต้องใส่ขั้วทดสอบที่กำปั้น ใส่กรอบฝาครอบด้านบน โปรดทราบว่าหากคุณวางทิศทางไม่ถูกต้อง คุณจะไม่สามารถปิดกล่องได้ (ดูภาพด้านบนสำหรับการวางแนวที่ถูกต้อง) ตัวเรือนปิดและหลังจากนั้นก็ยึดด้วยสกรู 4 ตัว ขั้นตอนสุดท้าย จะต้องวางลูกบิดพลาสติกไว้เหนือแกนเข้ารหัสแบบหมุน

ตอนนี้ขอบเขตพร้อมใช้งานแล้ว มีเครื่องกำเนิดสัญญาณทดสอบภายในและสัญญาณนี้สามารถใช้สำหรับการปรับเปลี่ยนและการเรียนรู้บางอย่าง การทำงานของปุ่มต่างๆ ได้อธิบายไว้ในคู่มือ วิดีโอสั้นๆ แสดงฟังก์ชันบางอย่าง หนึ่งในนั้นแสดงพารามิเตอร์สัญญาณจำนวนมากในแบบเรียลไทม์ ซึ่งมีประโยชน์มากในบางกรณี

ขอบคุณสำหรับความสนใจและขอให้โชคดีกับการเล่น ขอให้สนุกกับของเล่นชิ้นเล็กชิ้นนี้ - ของเล่นสำหรับผู้ใหญ่และเด็กที่คลั่งไคล้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์