Click here to load reader

AVT 2999 AVT Mini Kombajn Pomiarowy · PDF file 2020. 8. 28. · mini kombajn pomiarowy avt 2999 kity avt. p a0 40 p a1 41 p a2 42 p a3 43 pa4 44 pa5 1 pa6 2 pa7 3 pb0 4 vc c 9 pc

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of AVT 2999 AVT Mini Kombajn Pomiarowy · PDF file 2020. 8. 28. · mini kombajn...

  • Każdy elektronik z czasem osiąga poziom zaawansowania, przy

    którym przestaje wystarczać do pomiarów zwykły multimetr.

    Rozpoczyna się wtedy kompletowanie wyposażenia pracowni

    elektronicznej. Jako pierwszy planujemy oscyloskop, potem

    generator itd. A gdyby tak spróbować samemu wykonać

    niektóre z tych urządzeń a może jedno uniwersalne? Baza

    elementowa jest obecnie tak obszerna, że łatwo można dobrać

    i zakupić konieczne podzespoły.

    Proponujemy zatem budowę Minikombajnu Pomiarowego. To

    nie tylko oscyloskop i generator ale również zestaw narzędzi

    pozwalających uruchamiać większość prostych układów

    elektronicznych. Do dyspozycji otrzymujemy m.in. oscyloskop,

    generator, analizator widma, multimetr i analizator stanów

    logicznych.

    Właściwości Zasilanie:

    • pobór prądu: praca 35mA... 40mA, w spoczynku

  • PA 0

    40 PA

    1 41

    PA 2

    42 PA

    3 43

    PA444

    PA51

    PA62

    PA73

    PB0 4

    VC C

    9

    PC O

    10

    PC 1

    11

    PC 2

    12

    PC 3

    13

    PC 4

    14

    PC 5

    15

    PC 6

    16

    PB3 7

    G N

    D 8

    PB2 6

    VC C

    19

    PD020 PD121 PD222 PD323 PD424 PD525 PD626

    PE 1

    29

    PD727

    PE 0

    28

    G N

    D 30

    VC C

    31

    PE 2

    32 PE

    3 33

    PDI_DATA 34 RESET/PDI_CLK 35

    PR 0

    36

    PR 1

    37

    PB1 5

    PC 7

    17

    G N

    D 18

    G N

    D 38

    AV CC

    39

    U3 ATXmega32A4

    R61.1k 1%R4220R 1% L147u

    C17 1.8n

    C16 330p

    1 2

    3

    4

    8

    U4A AD8532ARZ

    R111.1k 1%R7220R 1% L247u

    C19 1.8n

    C18 330p

    5

    6 7

    8

    4

    U4B

    R5 30k 1%

    R10 30k 1%

    R3

    150k

    R9

    150k

    Z1

    BNC

    Z2

    BNC

    Vb at

    VSS

    GND C6

    100u

    C5

    100u

    C2 100u

    C7

    100n

    C4 100n

    R13 330R 1%

    L3100u C23

    2.2n

    C24 330p

    1 2

    3

    4

    8

    U5A AD8532ARZ

    Z3 BNC

    R25 3.3k 1%

    R26 1.1k 1%

    X1

    8MHz C26

    22p C27

    22p VSS

    VSS

    VDD

    R22

    49R9 1%

    VSS

    VDD

    VSS

    VDD

    R14

    8x1k

    R21

    Vbat

    VSS

    VS S

    1 VD

    D 2

    C8 6

    3

    D 7

    4 D

    6 5

    D 5

    6 D

    4 7

    D 3

    8 D

    2 9

    D 1

    10 D

    0 11

    RD 12

    W R

    13 A

    0 14

    LCD 132x64

    RE S

    15 CS

    1 16

    D A

    17 D

    K 18

    U1

    LCD132x64

    R1

    33 0R

    VDD

    VSS

    C25

    4.7n

    IN GND

    OUT U21117 ADJ

    GND

    GND

    GND

    GND

    GND

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    P5

    Logic I/O

    VSSVSS

    1 2 3 4 5 6

    P4

    PDI

    D3 3.6V

    D2 3.6V

    D1 3.6V

    GND

    VSS

    Vbat

    C3

    100n

    C1

    100u

    C8

    100n

    C9

    100n

    C10

    100n

    C11

    100n

    C12 D4

    D5 D6

    D7 D8

    GND2 Keys

    P7 P11 P12

    GND2

    S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10

    100n

    C13 100n

    C14 100n

    VDD

    VSS

    1 2

    P1

    Power

    R2

    820k 1%

    R8

    820k 1%

    R24 49R9 1%

    R23

    4k99 1%

    S11 SW 3POZ

    1 2 3

    P3RS232

    VSS

    P10P8 P9

    P2

    Keys

    GND

    C20 100n

    C21

    100n

    C22

    100n

    Vbat

    R12

    330R 1%

    VSS

    GND

    C15

    100n

    R27 1k

    L4 10u

    AVCC

    AV CC

    GND

    -

    Opis układu

    Rys. 1. Schemat ideowy MKP

    Schemat ideowy przyrządu przedstawiony jest na rysunku 1.

    Można na nim wyróżnić kilka bloków: zasilanie, układ

    wejściowy ADC, układ wyjściowy DAC, złącze I/O, interfejs

    użytkownika oraz klawiatura matrycowa 2x5 z diodami, które

    zapobiegają zwarciom i pozwalają na poprawny odczyt z kilku

    klawiszy naciśniętych równocześnie. Całością zarządza

    mikrokontroler ATXMEGA32A4. Wszystkie układy peryferyjne

    zasilane są z mikrokontrolera, stąd VDD połączone jest z pinem

    PA4. Pozwala to znacznie ograniczyć prąd, wyłączając

    urządzenia programowo. Podłączenie masy do wyjścia

    stabilizatora U2 to sztuczna masa. Takie rozwiązanie ze

    sztuczną masą znacząco upraszcza cały układ, gdyż nie są

    potrzebne dodatkowe linie zasilające lub konwertery napięcia

    ujemnego. Diody Zenera D1 i D2 chronią przed przepięciami,

    mogącymi pojawić się przy nieprawidłowym wykorzystaniu

    układu.

    Minikombajn Pomiarowy ma dwa kanały dla badanych

    sygnałów. Oba są identyczne, sygnał ze złącza Z1 trafia na

    dzielnik złożony z rezystorów R2, R3 i R5 o impedancji

    wejściowej 1MΩ. Na wejście wtórnika U4 wędruje napięcie

    podzielone 33 razy. AD8532 jest wzmacniaczem Rail to Rail,

    czyli zdolnym do pracy w całym zakresie napięć zasilających. A

    więc zarówno na wejściu, jak i wyjściu może pojawić się

    poziom VSS lub VDD. Skoro potencjał między GND a VSS

    wynosi 1,25V, to można założyć, że maksymalna amplituda

    sygnału wejściowego nie powinna przekraczać 1,25V*33 =

    41,25V. Dla pewności przyjmijmy 40V. Z zastosowaniem sondy

    10x będzie to odpowiednio 400V. Za wtórnikiem znajduje się 3-

    biegunowy filtr dolnoprzepustowy RLC. Składają się na niego

    elementy R4, R6, C16, C17 i L1. Częstotliwość graniczna tego

    filtru wynosi 330kHz. W ten sposób zredukowane zostaje

    zjawisko aliasingu dla najwyższych częstotliwości próbkowania.

    W torze wyjściowym sygnał cyfrowy zostaje przekształcony na

    analogowy. Napięcie referencyjne DAC pobierane jest z masy

    układu – pin PB0. W przypadku ADC punktem odniesienia była

    masa sygnałowa. Tutaj sygnałem odniesienia jest po prostu

    ujemny biegun zasilania mikrokontrolera VSS. Stąd zakres

    napięć na wyjściu DAC wynosi 0...+1,25V względem VSS.

    Sygnał z wyjścia PB2 trafia na filtr dolnoprzepustowy RLC,

    również 3-biegunowy, lecz o częstotliwości granicznej 500kHz.

    Wzmacniacz U5A wzmacnia sygnał 4-krotnie, a filtr tłumi

    sygnał dwukrotnie (dzielnik R12–R13). Za wzmacniaczem

    operacyjnym znajduje się jeszcze rezystor 49,9Ω, co daje

    wyjściową impedancję około 50Ω. Mamy tam też dodatkowy

    dzielnik rezystorowy o tłumieniu 100x, który można włączyć

    przełącznikiem S11. Tuż przed samym złączem znajduje się

    jeszcze kondensator. Wraz z rezystorem R22 lub R24 tworzy on

    kolejny filtr dolnoprzepustowy. W skład portu wejść/wyjść

    logicznych.wchodzi złącze P5 oraz rezystory R14 –R21 o

    wartości 1kΩ. Do wyświetlania wszelkich danych wykorzystano

    popularny graficzny wyświetlacz LCD o rozdzielczości 132x64

    ze sterownikiem SPLC510C. Ma podświetlenie LED, które

    sterowane jest sygnałem PWM na pinie PE1 z włączonym

    szeregowo rezystorem R1. Do portu wyświetlacza podłączona

    jest także klawiatura. Jej stan jest odczytywany, gdy LCD jest

    nieaktywny.

    2

  • Montaż i uruchomienie

    Podczas montażu szczególną uwagę należy zwrócić na wartości

    elementów w filtrach antyaliasingowych i dzielnikach. Dla

    oscyloskopu są to: R2...R11, C16... C19, L1, L2, natomiast dla

    generatora: R12, R13, R22...R26, C23...C25 oraz L3. Inna wartość

    elementów w dzielnikach oznacza nieprawidłowe wartości

    napięć. W przypadku filtrów sprawa wygląda jeszcze gorzej,

    Całość składa się z kilku płytek drukowanych, z czego dwie

    pełnią funkcję obudowy. Pozostałe dwie to płyta główna i

    płytka z przyciskami, przedstawione na rysunku 2. Montaż jest

    typowy i nie powinien przysporzyć kłopotów. Montaż

    przeprowadzamy w standardowy sposób, zaczynając od

    elementów najniższych. Kondensatory i cewkę na dolnej

    stronie płytki lutujemy dopiero po umieszczeniu wszystkich

    elementów SMD na stronie górnej. Nie jest to oczywiście

    reguła, ale znacznie poprawia komfort w trakcie montażu, jeśli

    nie używamy uchwytu do płytki. Z racji tego, że urządzenie jest

    w sumie proste, całość prac nie powinna sprawić żadnych

    problemów.

    Na płytce klawiatury diody lutujemy zgodnie z polaryzacją jak

    na schemacie, przyciski i na końcu złącza. W następnej

    kolejności lutujemy elementy w kolejności od najniższych po

    najwyższe. Kondensatory i dławik na dolnej stronie płytki

    najlepiej wlutować na sam koniec. Gdy już płytki będą gotowe,

    składamy całość, ale jeszcze bez przykręcania śrubami.

    gdyż zniekształceniu ulega charakterystyka częstotliwościowa i

Search related