dwukanałowa sonda logiczna z pomięcia próbek.pdf

Dwukanałowa sonda logiczna z pamięcią próbek

Dwukanałowa sonda

logiczna z pamięcią

próbek

kit AVT−810

Sonda logiczna jest jednym

z†podstawowych narzÍdzi przy

uruchamianiu urz¹dzeÒ techniki

cyfrowej. W†literaturze pojawi³o

siÍ juø wiele opisÛw prÛbnikÛw,

sond, wskaünikÛw i†innych przy-

rz¹dÛw, ktÛrych zadaniem jest

pokazywanie stanu logicznego

wystÍpuj¹cego w†jakimú punkcie.

Zazwyczaj s¹ to uk³ady umoøli-

wiaj¹ce rozrÛønienie stanu niskie-

go i†wysokiego.

CzÍsto taki prÛbnik potrafi teø

zasygnalizowaÊ stan wysokiej im-

pedancji oraz stan zabroniony,

gdy napiÍcie nie mieúci siÍ w†za-

kresie napiÍÊ dozwolonych. Tro-

chÍ bardziej rozbudowane uk³ady

wyd³uøaj¹ impulsy umoøliwiaj¹c

obserwacjÍ krÛtkich, nawet nano-

sekundowych impulsÛw.

W†praktyce bardzo czÍsto

przydatna jest moøliwoúÊ jedno-

czesnej obserwacji stanu w†kil-

ku punktach. Przy analizie prze-

biegÛw okresowych moøna wy-

korzystaÊ dwukana³owy oscylo-

skop. Przebiegi nieokresowe mo-

øemy obejrzeÊ juø tylko na oscy-

loskopie z†pamiÍci¹ lub analizato-

rze stanÛw logicznych. Te ostat-

nie maj¹ zwykle osiem, szesnaúcie

lub wiÍcej kana³Ûw i†ze wzglÍdu

na cenÍ pozostaj¹ zazwyczaj poza

zasiÍgiem elektronika amatora.

Cel, jaki postawi³em sobie pro-

jektuj¹c sondÍ by³ jasny: chodzi³o

o†prosty przyrz¹d do podgl¹dania

Laboratoryjny przyrz¹d,

ktÛrego konstrukcjÍ

przedstawiamy w†artykule jest

tak uniwersalny, øe w†wielu

przypadkach moøe spe³niaÊ

rolÍ nie tylko inteligentnego

prÛbnika stanÛw logicznych,

ale zast¹piÊ takøe oscyloskop.

DziÍki wbudowaniu pamiÍci

prÛbek i†zaawansowanych

metod wyzwalania,

funkcjonalnoúÊ prÛbnika

trudno przeceniÊ.

To wszystko zmieúci³o siÍ

w†jednym ma³ym procesorze.

transmisji szerego-

wych rÛønego rodzaju

oraz sprawdzania cza-

su trwania sygna³Ûw

na wyjúciach urucha-

mianych uk³adÛw. Poø¹-

dane by³oby, aby Ûw

przyrz¹d umoøliwia³ ob-

serwacjÍ zaleønoúci czaso-

wych w†dwÛch rÛønych

punktach.

Przy takich za³oøeniach

powsta³a ìDwukana³owa son-

da logiczna z†pamiÍci¹ prÛbekî.

ìDwukana³owaî - bo maj¹ca dwa

kana³y wejúciowe, ìsonda logicz-

naî bo uk³ad rozrÛønia tylko dwa

stany logiczne: niski i†wysoki,

a†ìz†pamiÍci¹ prÛbekî - to okreú-

lenie, ktÛre wymaga nieco szer-

szego wyjaúnienia. OtÛø stany lo-

giczne na obu wejúciach s¹ prÛb-

kowane i†zapamiÍtywane, aby

umoøliwiÊ ich pÛüniejsz¹ analizÍ.

Okres prÛbkowania moøna usta-

wiaÊ w†zakresie od 100 mikrose-

kund do 5†sekund. Ustawianie

odbywa siÍ w†krokach 1, 2, 5.

Oznacza to, øe moøna ustawiÊ

odstÍp prÛbkowania na 100

Podstawowe cechy sondy:

dwa kanały wejściowe;

pojemność pamięci: 240 próbek na kanał;

wyzwalanie: ręczne lub ustawioną

kombinacją stanów na wejściach;

odstęp próbkowania: 100, 200, 500[ µ s], 1,

2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500[ms], 1, 2,

5[s];

zabezpieczenie przeciwprzepięciowe na

wejściach do ±12V;

zobrazowanie dwóch stanów logicznych:

niskiego (Uwe<1,4V) i wysokiego

(Uwe>1,4V) przy Uzas=5V;

zasilanie: 4..6V, maksymalny pobór prądu

70mA przy 5V;

zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją

napięcia zasilającego.

s, 1ms, 2ms, 5ms itd.,

aø do 1s, 2s i†5s. PamiÍÊ mieúci

240 prÛbek z†kaødego kana³u wej-

úciowego. Przy najmniejszym okre-

sie prÛbkowania daje to czas

zapisu rÛwny 240 x†100

s, 500

s = 0,024

sekundy.

RÍczne zapocz¹tkowanie prÛb-

kowania w†potrzebnym momencie

wymaga³oby nie lada refleksu.

Dlatego wprowadzono moøliwoúÊ

ustawienia warunku wyzwolenia.

Elektronika Praktyczna 5/99

P R O J E K T Y

200

Dwukanałowa sonda logiczna z pamięcią próbek

s daje czÍstotliwoúÊ

prÛbkowania ìzaledwieî 10kHz.

Nie pozwala to wprawdzie na

analizÍ hazardÛw w†uk³adach cyf-

rowych, ale np. szeregow¹ trans-

misjÍ o†prÍdkoúci 9600bit/s moø-

na sobie spokojnie obejrzeÊ. Pa-

miÍÊ o†pojemnoúci 240 prÛbek na

kana³ teø nie jest zbyt imponu-

j¹ca, ale przy w³aúciwie dobranym

warunku wyzwolenia w†wielu

przypadkach wystarczy.

Wyúwietlacz sk³ada siÍ

z†dwÛch linijek diodowych (bar-

grafÛw). Obs³ugÍ sondy umoøli-

wiaj¹ dwa prze³¹czniki monosta-

bilne i†przetwornik obrotowo-im-

pulsowy. Øaden z†dostÍpnych

przetwornikÛw nie pasowa³ do

obudowy sondy, zatem zdecydo-

wa³em siÍ na samodzielne wyko-

nanie tego podzespo³u. Jest to

bodaj najbardziej pracoch³onna

czÍúÊ sondy. Poza tym uk³ad

elektroniczny jest nieprzyzwoicie

prosty, zawiera tylko jeden uk³ad

scalony - mikrokontroler

AT89C2051 firmy Atmel i†kilka

elementÛw dyskretnych.

Opis uk³adu

Schemat elektryczny sondy

przedstawiono na rys. 1 . Sygna³

wejúciowy kana³u pierwszego

wchodzi przez szeregowy rezystor

R2 na ogranicznik diodowy D3,

D5. Dalej napiÍcie jest podawane

na wejúcie P1.0 (AIN+) procesora

U1. DziÍki temu rozwi¹zaniu uzys-

kano zabezpieczenie wejúcia pro-

cesora przed przekroczeniem do-

puszczalnych napiÍÊ wejúciowych.

Wejúcie AIN+ charakteryzuje

siÍ ponadto minimalnym, øeby

nie powiedzieÊ szcz¹tkowym, pr¹-

dem wejúciowym rzÍdu ±10

Rys. 1. Schemat elektryczny sondy.

Elektronika Praktyczna 5/99

Jest to kombinacja stanÛw logicz-

nych na wejúciach sondy, ktÛrej

pojawienie siÍ powoduje zainicjo-

wanie prÛbkowania. Oczywiúcie,

zawsze moøna uruchomiÊ zapis ìz

rÍkiî. Zapis koÒczy siÍ po wy-

pe³nieniu pamiÍci prÛbek, co przy

maksymalnym odstÍpie prÛbkowa-

nia daje 240x5s=20 minut.

W†takim przypadku moøe przy-

daÊ siÍ opcja przerwania prÛbko-

wania w†dowolnej chwili. Z†do-

tychczasowego opisu mog³oby wy-

nikaÊ, øe to prawie dwukana³owy

analizator stanÛw logicznych. Dia-

be³ jak zwykle siedzi w†szczegÛ-

³ach. Minimalny odstÍp prÛbko-

wania 100

Zatem do³¹czenie wejúcia sondy

Dwukanałowa sonda logiczna z pamięcią próbek

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.

w†dowolne miejsce badanego uk³a-

du nie powinno w†øaden sposÛb

wp³ywaÊ na jego pracÍ. Dla ka-

na³u drugiego uk³ad wejúciowy

jest identyczny. Tutaj sygna³ za-

nim dotrze do pinu P1.1

(AIN-) musi przejúÊ przez rezystor

R3, a†do dozwolonej wartoúci jest

ograniczany przez diody D2 i†D4.

Do ustawiania trybu pracy s³uø¹

dwa mikroprze³¹czniki SW1

i†SW2. Stan przycisku SW1 (TRIG)

jest odczytywany przez procesor

wejúciem P3.4. Przycisk SW2 (PO-

SI) jest pod³¹czony do pinu P3.5.

Drgania stykÛw tych prze³¹czni-

kÛw s¹ filtrowane programowo.

Poruszanie siÍ po pamiÍci prÛ-

bek, ustawianie odstÍpu prÛbko-

wania i†warunku wyzwolenia

umoøliwia optyczny przetwornik

obrÛt/impuls. Jak wspomniano

wczeúniej, ze wzglÍdÛw praktycz-

nych zosta³ on wykonany samo-

dzielnie i†umieszczony bezpoúred-

nio na obwodzie drukowanym.

Przetwornik sk³ada siÍ z†dwÛch

transoptorÛw odbiciowych TO1,

TO2 i†ko³a kodowego. Transopto-

ry odbiciowe zawieraj¹ w†jednej

obudowie diodÍ LED emituj¹c¹

úwiat³o w†zakresie podczerwieni

i†fototranzystor. W†normalnym try-

bie pracy transoptora odbiciowego

fototranzystor odbiera promienio-

wanie ìswojejî diody úwiec¹cej

odbite od przeszkody pokrytej

warstw¹ refleksyjn¹. Cech¹ cha-

rakterystyczn¹ takiego elementu

jest doskona³e dopasowanie wid-

mowe. Fototranzystor osi¹ga naj-

wiÍksz¹ czu³oúÊ dok³adnie przy

takiej d³ugoúci fali, jak¹ emituje

dioda LED. U†nas te transoptory

wyst¹pi¹ w†trochÍ nietypowej ro-

li. Dioda LED jednego transoptora

bÍdzie oúwietla³a fototranzystor

drugiego transoptora i†odwrotnie,

LED drugiego transoptora oúwietla

fototranzystor pierwszego. PomiÍ-

dzy nimi bÍdzie przesuwa³o siÍ

ko³o kodowe z†wyciÍtymi otwora-

mi. Zatem z†dwÛch transoptorÛw

odbiciowych zbudujemy dwa mi-

niaturowe transoptory szczelino-

we. Przetwornik zbudowany w†ta-

ki sposÛb nie ma imponuj¹cej

rozdzielczoúci, ale w†naszym przy-

padku te 8†impulsÛw na jeden

obrÛt ca³kowicie wystarczy.

A†teraz przejdümy do szczegÛ-

³Ûw jego konstrukcji. Dioda úwie-

c¹ca transoptora TO1 jest pod³¹-

czona do napiÍcia +5V przez

rezystor R8 ograniczaj¹cy pr¹d.

Katoda diody úwiec¹cej i†emiter

fototranzystora s¹ po³¹czone we-

wn¹trz transoptora i†pod³¹czone

do úrodkowego wyprowadzenia.

U†nas to wyprowadzenie jest po-

³¹czone z†mas¹. Kolektor fototran-

zystora jest po³¹czony z pinem

P3.3 procesora. Gdy fototranzystor

jest oúwietlony przez diodÍ LED

transoptora TO2, to na tym we-

júciu panuje niski stan logiczny.

Gdy fototranzystor jest zas³oniÍty,

wewnÍtrzne podci¹gniÍcie do za-

silania w†procesorze wymusza

stan wysoki. Pr¹d diody úwiec¹cej

transoptora TO2 jest ograniczany

przez rezystor R9. Kolektor foto-

tranzystora tego transoptora jest

po³¹czony z wejúciem P3.2.

Jako wyúwietlacz zastosowano

dwie linijki diod úwiec¹cych BAR1

(gÛrna) i†BAR2 (dolna). Kaøda li-

nijka sk³ada siÍ z†dziesiÍciu nis-

kopr¹dowych diod úwiec¹cych

w†kolorze czerwonym. Diody z†obu

bargrafÛw po³¹czono w†matrycÍ 4

razy 5. DziÍki temu do sterowania

ca³ym wyúwietlaczem zuøyto tylko

dziewiÍÊ wyprowadzeÒ procesora.

Wyjúcia procesora mog¹ w†stanie

wysokim dostarczyÊ pr¹d o†natÍ-

øeniu zaledwie kilkudziesiÍciu

mikroamperÛw. Diody zawarte

w†zastosowanych bargrafach úwie-

c¹ dostatecznie jasno przy pr¹dzie

oko³o 0,7mA. PrzyjÍto multiplek-

sowane sterowanie wyúwietlaczem,

czyli w†danej chwili úwieci tylko

jedna dioda. Jeúli chcemy, aby

wartoúÊ úrednia pr¹du p³yn¹cego

przez diodÍ wynosi³a 0,7mA, to

przez 1/20 czasu musi przez ni¹

p³yn¹Ê pr¹d dwudziestokrotnie

wiÍkszy. Konieczn¹ wartoúÊ pr¹du,

czyli 14mA zapewni³y dodatkowe

rezystory podci¹gaj¹ce R4, R5, R6

i†R7.

Uk³ad sterowania programatora

zrealizowano na procesorze

AT89C2051 (U1) taktowanym syg-

na³ami z oscylatora z rezonatorem

kwarcowym Q1 o†czÍstotliwoúci

24MHz. Kondensator C1 i†rezystor

R1 zapewniaj¹ poprawny start

procesora po za³¹czeniu zasilania.

NapiÍcie zasilaj¹ce +5V jest czer-

pane z†uk³adu badanego. Dioda

D1 zabezpiecza sondÍ przed skut-

kami odwrotnego pod³¹czenia na-

piÍcia zasilaj¹cego, o†co w†przy-

padku sondy pod³¹czanej chwyta-

kami, wcale nie tak trudno. PobÛr

pr¹du w†stanie spoczynku, gdy

wszystkie diody LED s¹ wygaszo-

ne, wynosi³ w†uk³adzie modelo-

wym 30mA. Przy wszystkich dio-

dach zapalonych pobierany pr¹d

wzrasta³ do oko³o 70mA.

Oprogramowanie

Program dla procesora steruj¹-

cego napisano w†jÍzyku C†(IAR

Systems). Z†trudem uda³o siÍ

ìupchaÊî go w†2KB pamiÍci pro-

gramu. Pozosta³o zaledwie kilka

wolnych bajtÛw. WewnÍtrzna pa-

miÍÊ danych procesora zosta³a

wykorzystana do ostatniego bajtu.

Program sk³ada siÍ z†programu

g³Ûwnego i†procedur obs³ugi prze-

rwaÒ od timerÛw T0 i†T1.

Program g³Ûwny sk³ada siÍ

z†jednej pÍtli (nie koÒcz¹cej siÍ).

Przy kaødorazowym jej przebiegu

program g³Ûwny odczytuje stan

wyjúÊ przetwornika obrotowo-im-

pulsowego oraz wykonuje jedn¹

z†czterech faz. Te cztery fazy

nosz¹ robocze nazwy: ODST P,

WYZW”L, PATRZ, PR”BKI.

W†kaødej fazie procesor najpierw

wykonuje czynnoúci w³aúciwe da-

nej fazie, a†nastÍpnie sprawdza,

czy nie zosta³y spe³nione warunki

przejúcia do innej fazy programu.

Faz¹ pocz¹tkow¹ jest faza PATRZ,

ktÛra rozpoczyna siÍ od interpre-

tacji odczytanych wyjúÊ przetwor-

nika obrÛt/impuls. Jeúli wykryto

obrÛt ko³a kodowego, odpowied-

nio zmieniany jest adres kursora.

NastÍpnie aktualizowany jest stan

diod gÛrnego bargrafu (BAR1)

Elektronika Praktyczna 5/99

Dwukanałowa sonda logiczna z pamięcią próbek

zgodnie z†zawartoúci¹ pamiÍci

prÛbek kana³u CH1. Przed wy-

úwietleniem dolnego rzÍdu spraw-

dzany jest stan przycisku POSI.

Jeúli przycisk jest wciúniÍty, na

dolnym bargrafie ukazuje siÍ ad-

res kursora. Nigdy nie mog³em

zapamiÍtaÊ, jak wygl¹daj¹ niektÛ-

re cyfry heksadecymalne wyúwiet-

lone w†postaci binarnej, a†doda-

wanie i†odejmowanie takich liczb

do dzisiaj pozostawiam kalkulato-

rowi.

Dla wygody CzytelnikÛw (i

mojej) adres kursora jest wyúwiet-

lany w†postaci trzech cyfr BCD.

Pierwsze dwie diody (od lewej)

oznaczaj¹ setki, kolejne cztery

dziesi¹tki, ostatnie cztery jednos-

tki. Adres moøe przyjmowaÊ war-

toúci od 1†do 240.

Przyk³adowo, jeøeli na wy-

úwietlaczu znajduje siÍ wskaza-

nie:

01.0100.1001 oznacza, øe kursor

znajduje siÍ na pozycji 149;

10.0100.0000 to 240, czyli adres

ostatniej prÛbki.

Jedynka (1) symbolizuje zapa-

lon¹, a†zero (0) zgaszon¹ diodÍ.

Kropki wprowadzono tylko dla

przejrzystoúci zapisu.

Jeúli przycisk POSI jest zwol-

niony, na diodach wyúwietlane s¹

zapamiÍtane prÛbki kana³u dru-

giego. Przed wyjúciem z†tej fazy

sprawdzany jest stan prze³¹cznika

TRIG. W†przypadku, gdy procesor

stwierdzi naciúniÍcie tego przycis-

ku, zeruje pamiÍÊ prÛbek i†prze-

chodzi do fazy WYZW”L. Jeúli

razem z†TRIG wciúniÍto przycisk

POSI, program przechodzi do fazy

ODST P. Faza ODST P umoøli-

wia zmianÍ okresu prÛbkowania.

Bieø¹cy okres prÛbkowania poja-

wia siÍ na gÛrnym wyúwietlaczu.

Stan wyúwietlacza naleøy inter-

pretowaÊ w†nastÍpuj¹cy sposÛb:

pierwsza dioda (od lewej) oznacza

cyfrÍ 5†(piÍÊ), kolejna cyfrÍ

2†(dwa), a†trzecia to jedynka.

W†danej chwili tylko jedna z†tych

diod moøe byÊ zapalona. Pozosta-

³e diody odpowiadaj¹ zerom licz-

by wyraøonej w†mikrosekundach.

Oto kilka przyk³adÛw:

001.0.111111 odpowiada

1000000

chyba øe wczeúniej procesor wy-

kryje naciúniÍcie przycisku POSI.

W†obu przypadkach nastÍpuje na-

tychmiastowe przejúcie do fazy

PATRZ. Na ca³y czas prÛbkowa-

nia wyúwietlacz jest wygaszany.

Niezaleønie od programu g³Ûw-

nego, podprogram obs³ugi prze-

rwaÒ od timera T0 realizuje wy-

úwietlanie multipleksowane. Pro-

cedura ta zgodnie z†zawartoúci¹

ìpamiÍci ekranuî zapala lub gasi

diody úwiec¹ce oraz dokonuje

cyklicznej zmiany stanu úwiece-

nia diody dla uzyskania efektu

migania. Miganie jest realizowane

w†ten sposÛb, øe przez 200ms

dioda LED pozostaje w†stanie wy-

nikaj¹cym z†zawartoúci pamiÍci,

a†przez 50ms jej stan jest zmie-

niany na przeciwny. DziÍki temu,

nawet przy szybkim przesuwaniu

siÍ po ìekranieî, wyraünie widaÊ,

w†ktÛrym miejscu znajduje siÍ

kursor i†jak¹ wartoúÊ ma prÛbka,

na ktÛr¹ aktualnie wskazuje.

Do fazy USTAW program

wchodzi tylko wÛwczas, gdy

w†chwili za³¹czenia zasilania s¹

naciúniÍte oba przyciski: TRIG

i†POSI. Jest to faza ìserwisowaî

i†s³uøy do testowania dzia³ania

przyciskÛw, obwodÛw wejúcio-

wych sondy i†kalibracji przetwor-

nika obrotowo-impulsowego. W†tej

fazie diody LED po³oøone najbli-

øej przyciskÛw úwiec¹, gdy odpo-

wiadaj¹ce im przyciski s¹ wciú-

niÍte. SzeúÊ úrodkowych diod gÛr-

nego wyúwietlacza odwzorowuje

aktualny stan na wejúciu kana³u

CH1. Te same diody dolnego

wyúwietlacza pokazuj¹ stan na

wejúciu kana³u drugiego. Ostatnie

diody w†obu wyúwietlaczach po-

magaj¹ przy ustawianiu transop-

torÛw w†przetworniku obrotowo-

impulsowym.

SposÛb ich wykorzystania zo-

stanie opisany pÛüniej, teraz wy-

starczy nam, jeúli bÍdziemy wie-

dzieli, øe dioda w†bargrafie BAR2

úwieci, gdy fototranzystor transop-

tora TO2 zostanie oúwietlony

przez diodÍ LED transoptora TO1.

Podobnie, ostatnia dioda w†linijce

BAR1 zaúwieci, gdy promienie

podczerwone emitowane przez

diodÍ LED TO1 oúwietl¹ fototran-

zystor z†transoptora TO2. Wyjúcie

z†fazy USTAW jest moøliwe tylko

przez wy³¹czenie i†ponowne za³¹-

czenie zasilania, juø bez uprzed-

niego wciskania obu klawiszy.

s, czyli 5ms;

010.0.011111 to 200000

s, czyli

200ms;

001.0.000011 to 100

s i†jest to

najkrÛtszy okres prÛbkowania.

Zmiany okresu prÛbkowania

w†zakresie od 100

(5s) dokonuje siÍ przez obracanie

ko³em kodowym, przy naciúniÍ-

tych obu przyciskach. Faza WY-

ZW”L s³uøy do ustawiania stanu,

ktÛrego pojawienie siÍ na wej-

úciach zainicjuje cykl zapisu prÛ-

bek do pamiÍci. W†tej fazie pier-

wsze od lewej diody pokazuj¹

aktualny stan na odpowiadaj¹cych

im wejúciach. Drugie diody ozna-

czaj¹ stan, przy ktÛrym nast¹pi

wyzwolenie. Dla obu kana³Ûw

dozwolone wartoúci to zero lo-

giczne-dioda zgaszona, jedynka lo-

giczna-dioda zapalona, dowolny

stan-dioda migaj¹ca. Przyk³adowo,

jeúli na ìekranieî sondy zobaczy-

my coú takiego: 11.00000000.

11.00000000 to oznacza, øe na

wejúciach obu kana³Ûw s¹ teraz

jedynki logiczne, a†wyzwolenie

nast¹pi, gdy stan logiczny na

wejúciu kana³u pierwszego zmieni

siÍ na niski. Jeúli chcemy urucho-

miÊ prÛbkowanie ìz rÍkiî, naleøy

krÍc¹c ko³em kodowym doprowa-

dziÊ do stanu, w†ktÛrym obie

diody migaj¹, tak jak to przedsta-

wiono poniøej :

1x.00000000

(x-symbolizuje migaj¹c¹ diodÍ)

Po zwolnieniu przycisku TRIG

program przechodzi do fazy

PR”BKI. Faza prÛbkowania rozpo-

czyna siÍ sprawdzeniem warunku

wyzwolenia. Gdy warunek zosta-

nie spe³niony, nastÍpuje zezwole-

nie na przyjÍcie przerwania od

timera T1. Podprogram obs³ugi

tego przerwania dokonuje co za-

dany odcinek czasu prÛbkowania

wejúÊ CH1 i†CH2, a†odczytane

wartoúci zapisuje kolejno do pa-

miÍci prÛbek. PrÛbkowanie trwa

do zape³nienia pamiÍci prÛbek,

s do 5000000

Rys. 3. Proponowany wygląd naklejki na obudowę sondy.

Elektronika Praktyczna 5/99

s, czyli 1s;

100.0.000111 to 5000

Dwukanałowa sonda logiczna z pamięcią próbek

Montaø mechaniczny

Zanim zaczniemy lutowaÊ ele-

menty elektroniczne na p³ytce

drukowanej (rozmieszczenie ele-

mentÛw przedstawiono na rys. 2 ),

warto wykonaÊ kilka prostych

prac mechanicznych. Przede

wszystkim musimy zeszlifowaÊ

krawÍdzie p³ytki na drobnoziar-

nistym papierze úciernym. ObrÛb-

kÍ koÒczymy, gdy p³ytka bÍdzie

bez wiÍkszych oporÛw wchodziÊ

do obudowy. Teraz to samo ro-

bimy z†ko³em kodowym. Ko³o ko-

dowe w†skali 1:1 przedstawiono

na wk³adce wewn¹trz numeru.

Do jego wykonania wykorzys-

tano laminat o†gruboúci 1,5mm.

årednica zewnÍtrzna ko³a wynosi

30,5mm (1200mils). Na obwodzie

okrÍgu o†úrednicy 22,9mm

(900mils) wywiercono 8†otworÛw

o†úrednicy 4,5mm, a†otwÛr w†úrod-

ku ko³a wiert³em 3mm. Jeúli wy-

konujemy ko³o samodzienie, naj-

lepszy efekt osi¹gniemy szlifuj¹c

ko³o na wiertarce. Do úrodkowego

otworu ko³a wk³adamy wkrÍt M3

i†silnie dokrÍcamy. Tak przygoto-

wan¹ oúkÍ zaciskamy w†uchwycie

samocentruj¹cym wiertarki. Przy

niezbyt wysokich obrotach wier-

tarki moøemy precyzyjnie wyrÛw-

naÊ zewnÍtrzn¹ krawÍdü.

Jeúli w†posiadanej p³ytce dru-

kowanej dwa otwory po³oøone

przy oznaczeniu ìTO2î s¹ meta-

lizowane, musimy tÍ metalizacjÍ

usun¹Ê z†obu stron p³ytki i†wnÍ-

trza otworÛw. Dokonujemy tego

przez podgrzanie metalizacji lu-

townic¹. Gdy cyna, ktÛr¹ pokryto

metalizowane otwory rozp³ynie

siÍ, delikatnie zdrapujemy grotem

ìoczkaî dooko³a otworÛw. NastÍp-

nie ze úrodka otworÛw wypycha-

my ìtulejkiî. Okolice obu otwo-

rÛw i†ca³e ko³o kodowe odt³usz-

czamy i†pokrywamy czarn¹ mato-

w¹ farb¹. Chodzi o†to, aby úwiat³o

emitowane przez diody elektrolu-

minescencyjne transoptorÛw odbi-

ja³o siÍ od tych powierzchni

w†jak najmniejszym stopniu.

Po wyschniÍciu farby, wkrÍtem

M3x8 przykrÍcamy ko³o kodowe

do p³ytki drukowanej od strony

lutowania. Ko³o kodowe powinno

obracaÊ siÍ swobodnie, ale bez

nadmiernego luzu. NakrÍtkÍ unie-

ruchamiamy przeciwnakrÍtk¹ lub

kropl¹ cyny. MiÍdzy ko³o a†p³ytkÍ

musimy w³oøyÊ podk³adkÍ. Zapo-

biegnie to w†przysz³oúci przetar-

ciu úcieøki biegn¹cej po stronie

lutowania. Maj¹c tak przygotowa-

ne czÍúci mechaniczne przystÍpu-

jemy do montaøu elementÛw elek-

tronicznych.

ny procesor do podstawki, nacis-

kamy oba przyciski i†za³¹czamy

napiÍcie zasilaj¹ce. Jeúli nie dys-

ponujemy zasilaczem stabilizowa-

nym +5V, do uruchamiania wy-

starczy p³aska bateria 3R12 daj¹ca

4,5V. W†momencie za³¹czenia ìek-

ranî sondy powinien wygl¹daÊ

natÍpuj¹co:

101111110x x-dowolny stan

101111110x

Pierwsze diody w†obu bargra-

fach pokazuj¹ stan przyciskÛw

i†po ich puszczeniu powinny zgas-

n¹Ê. SzeúÊ úrodkowych LED-Ûw

wskazuje stan na wejúciach CH1

i†CH2. W†uk³adzie modelowym

stan wysokiej impedancji na wej-

úciu by³ interpretowany przez pro-

cesor jako jedynka logiczna, st¹d

szeúÊ zapalonych diod na úrodku

obu wyúwietlaczy. Moøe to jednak

nie byÊ regu³¹, poniewaø zgodnie

z†katalogiem wejúcia AIN+ i†AIN-

nie maj¹ wewnÍtrznych rezysto-

rÛw podci¹gaj¹cych. W†kaødym ra-

zie, dotkniÍcie ig³¹ kana³u pier-

wszego do plusa zasilania powin-

no zapaliÊ diody w†gÛrnym bar-

grafie BAR1, a†zetkniÍcie z†mas¹

musi je wygasiÊ. Diody dolnego

bargrafu BAR2 powinny tak samo

reagowaÊ na eksperymenty z†we-

júciem kana³u drugiego. Ostatnia

dioda w†tej linii úwieci, gdy zo-

stanie oúwietlony fototranzystor

z†transoptora TO2. Wskaünikiem

przewodzenia fototranzystora

z†transoptora TO1 jest ostatnia

dioda w†BAR1. Przy powolnym

obracaniu ko³a kodowego zgodnie

z†ruchem wskazÛwek zegara te

dwie diody powinny zapalaÊ siÍ

w†pokazanej niøej sekwencji:

xxxxxxxxx0 xxxxxxxxx1

xxxxxxxxx1 xxxxxxxxx0

xxxxxxxxx0

xxxxxxxxx0 xxxxxxxxx0

xxxxxxxxx1 xxxxxxxxx1

xxxxxxxxx0

Jeúli ktÛraú z†diod nie úwieci

w†ogÛle, naleøy ìwycelowaÊî od-

powiadaj¹cy jej fototranzystor

w†znajduj¹c¹ siÍ naprzeciwko dio-

dÍ úwiec¹c¹. Moøe teø zdarzyÊ siÍ

przypadek, øe dioda úwieci bez

przerwy. Oznacza to, øe fototran-

zystor widzi úwiat³o ìswojegoî

LED-a, odbite od nie doúÊ dok³ad-

nie zmatowionej powierzchni p³yt-

ki lub ko³a kodowego. Naleøy

wÛwczas powtÛrnie pokryÊ te

miejsca matow¹, czarn¹ farb¹. Jeú-

li i†to nie pomoøe, naleøy stop-

Montaø elektroniczny

Wszystkie podzespo³y progra-

matora zamontowano na jednej,

dwustronnej p³ytce drukowanej,

ktÛrej rysunek przedstawiono na

wk³adce wewn¹trz numeru.

Jako pierwsze wlutowujemy re-

zystory i†diody. NastÍpnie montu-

jemy kondensatory, przy czym

kondensatory elektrolityczne k³a-

dziemy na p³ytkÍ (montujemy ìna

leø¹coî). Teraz przyszed³ czas na

podstawkÍ pod mikroprocesor, z³¹-

cza ig³owe i†bargrafy. Bargrafy

wlutowujemy tak, aby diody úwie-

c¹ce tworzy³y jedn¹ p³aszczyznÍ

z†powierzchni¹ obudowy. Jeúli po-

siadamy rezonator kwarcowy

w†niskiej obudowie, moøemy go

zamontowaÊ po stronie elemen-

tÛw. Na kwarc w†standardowej

obudowie naci¹gamy koszulkÍ izo-

lacyjn¹ i†montujemy po stronie

lutowania. Maj¹c przykrÍcone ko-

³o kodowe montujemy transoptor

TO1 od strony lutowania w†ten

sposÛb, aby powierzchnia diody

úwiec¹cej i†fototranzystora ìpat-

rzy³yî przez otwÛr w†kole kodo-

wym wprost w†dwa otwory

w†p³ytce drukowanej. Teraz bar-

dzo krÛtko obcinamy wyprowa-

dzenia transoptora TO1 wystaj¹ce

na stronÍ elementÛw. Transoptor

TO2 montujemy po stronie ele-

mentÛw dok³adnie naprzeciwko

TO1. Jako ostatnie wlutowujemy

mikroprze³¹czniki SW1 i†SW2. Te-

raz pozosta³o juø tylko przyluto-

waÊ dwa przewody zasilaj¹ce do

punktÛw zaznaczonych na p³ytce

drukowanej jako +5V i†GND. Prze-

wody moøemy dodatkowo zabez-

pieczyÊ przed wyrwaniem za po-

moc¹ blaszki z†otworami i†dwÛch

wkrÍtÛw M3 z†nakrÍtkami. Teraz

moøemy przyst¹piÊ do uruchamia-

nia sondy.

Uruchomienie

Uruchomienie jak zawsze roz-

poczynamy od sprawdzenia po-

prawnoúci montaøu. Naleøy zwrÛ-

ciÊ baczn¹ uwagÍ, czy przy lu-

towaniu nie powsta³y zwarcia

miedzy polami lutowniczymi. Jeú-

li sprawdzenie da³o wynik pozy-

tywny, wk³adamy zaprogramowa-

Elektronika Praktyczna 5/99

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: