Inšpiráciou k tejto hračke bol projekt od Vassilisa Serasidisa s Atmegou 8 – dá sa nájsť aj na pandatrone. Zaujalo ma to a rozhodol som sa vytvoriť niečo podobné, no s viacerými možnosťami a funkciami. V žiadnom prípade ale nejde o seriózny merací prístroj
.Základ zapojenia tvorí 8-bitový mikrokontrolér PIC18F26K80. Ide o pomerne nový typ MCU schopný pracovať s taktom až 64MHz, 12b. A/D prevodníkom a relatívne veľkým pamäťovým priestorom. MCU je taktovaný podľa toho čo práve robí, ak je v menu tak beží z interného 4MHz oscilátora, pri meraní napätia a frekvencie beží zo 16MHz kryštálu a pri vzorkovaní (log. analyzátor) sa zapne PLL a fičí to na 64MHz.
Zobrazovanie je zabezpečené diplejom z nokie 3310 s radičom PCD8544 (kúpený z ebay). Ide o grafický displej s rozlíšením 84x48 a SPI rozhraním.
O stabilné napájanie sa stará LT1117 s pevným výstupným napätím 5V ktoré je ďalej filtrované a blokované tantalovými a keramickými kondenzátormi.
Stručný popis schémy:
Bižutéria okolo vstupov logického analyzátora je tvorená sériovými 100R rezistormi, Schottkyho diódami opretými o napájanie a GND a pull-down rezistormi ktoré nastavujú nulu v kľudovom stave. Rovnako je vybavený aj vstup merača frekvencie.
Analógové vstupy / voltmetre sú tvorené napaťovými deličmi (1:5) ktoré určujú vstupnú imepdanciu voltmerov (okolo 1M) za nimi nasleduje operačný zosilňovač s jednotkovým zosilnením ktorý slúži na impedančné oddelenie vstupov A/D prevodníka. Napájanie OZ je filtrované LC článkom.
Ovládanie je realizované pomocou piatich tlačidiel – pull-up rezistory sú v MCU.
Intenzitu podsvietenia je možné nastaviť v dvoch stupňoch. O to sa stará tranzistor Q2 (BSS123) ktorý je spínaný PWM signálom z MCU.
Stav prístroja je signalizovaný dvoma LEDkami.
To by bolo k schéme asi všetko.
Ako to funguje:
Nebudem podrobne popisovať ovládanie a menu, to je viditeľné z fotiek a videa, začnem radšej popisom funkcií a technickými parametrami:
Logický analyzátor – disponuje 4 kanálmi, nastaviteľnou podmienkou spustenia (Trigger) t.j. je možné zvoliť vzostupnú alebo zostupnú hranu a kanál na ktorom je zapnutý trigger, samozrejme je možné merať aj bez triggeru, ďalej je možné vybrať jednu zo štyroch vzorkovacích rýchlostí 25, 100, 400 ksps a 1 Msps. Vzorky sú ukladané do 3400 prvkového poľa charov v RAMke MCU, keďže šírka ukladaných vzoriek je len 4 bity, je možné do tohto poľa uložiť 7800 vzoriek čo znamená že pri max. vzorkovacej rýchlosti zachytíme úsek 7,8ms. Časť kódu ktorá sa stará o vzorkovanie a ukladanie je písaná v ASM a do poľa pristupuje pomocou nepriameho adresovania.
Zobrazený signál je možné pomocou pravého a ľavého tlačidla posúvať a pomocou horného a dolného tlačidla zväčšovať a zmenšovať.
Vzhľadom na veľkosť tohto displeja nie je veľmi možné urobiť presné odčítanie času a tak je v ľavom dolnom rohu zobrazovaný čas ktorý zobrazuje CELÝ displej.
Voltmeter: - má 2 kanály s rozsahom 0-20V, prekročenie rozsahu je signalizované zobrazením --,--V
a rýchlym blikaním červenej LED. Okrem klasického číselného zobrazenia napätia je použité aj zobrazenie prostredníctvom bargrafu a zobrazujú sa aj maximálne namerané hodnoty.
Frekvencia merania je 10 meraní v každom kanáli za sekundu. Jedno meranie pozostáva zo 16-tich vzoriek ktoré sú spriemerované.
Čítač: - ide o jednoduchý čitač s rozlíšením 1Hz a rozsahom 50kHz. Na počítanie využíva TIMER1, pin T1CKI. Časová základňa 1s je generovaná len softvérovo, ale s dostatočnou presnosťou.
Viac k tomu nemám čo dodať.
Ako som spomínal vyššie, je možné nastaviť (v Settings) dve úrovne podsvietenia a inverzné zobrazenie (toto je síce úplne zbytočné, ale dá sa to spraviť jednoduchým príkazom, tak prečo to tam nedať)
Celé je to napájané z 9V baterky, odber je cca. 10mA bez podsvietenia, 14mA pri log. analyzátore (beží na 64MHz)
Ešte pár viet k nedostatkom:
tlačítka skryté pod fóliou (fungujú ale spoľahlivo) a relatívne veľká krabička (vzhľadom na malé rozmery displeja) asi nepridávajú veľmi na vzhľade, no som rád že som sa dokopal aspoň k nejakej krabičke
nie príliš dobrý prístup k baterke a ICSP konektoru
aj keď zariadenie má voľbu Shutdown, je použitý mechanický vypínač pretože odber v stby je skoro 5mA čo je na batériové napájanie príliš veľa, je to spôsobené pažravým displejom ktorému by bolo dobre vypínať napájanie nejakým P-FETom
Tieto nedostatky snáď napravím v ďalšej verzii ktorú by som chcel spáchať s dsPICom, väčším displejom (resp. pripojenie k PC) a napájaním z Li-Ion baterky s možnosťou nabíjania (napr. s MAX1811).
, prípadne či to uložíš do masívu, alebo použiješ drevotriesku .
