Generator funkcyjny DDS z Wi-Fi, część 2

Pomimo bogatego zestawu funkcji interfejs z dotykowym ekranem LCD sprawia, że obsługa urządzenia jest prosta. Urządzeniem można również sterować za pomocą komputera, tabletu lub telefonu komórkowego, korzystając z interfejsu dostępnego w przeglądarce internetowej. W drugiej, ostatniej części skupiono się na budowie, uruchomieniu i obsłudze urządzenia.

Podobnie jak inne zaprojektowane przeze mnie przyrządy laboratoryjne (zasilacz laboratoryjny, obciążenie programowalne i „szwajcarski scyzoryk”), urządzenie obsługuje również polecenia SCPI. Generator idealnie mieści się w obudowie typu „snap-together” (zamykanej na zatrzaski), a wszystkie podzespoły, w tym ekran LCD, elementy sterujące i złącza, zmieszczono na jednej płytce drukowanej.

Moduł Raspberry Pi Pico W charakteryzuje się znacznie prostszą metodą programowania typu „przeciągnij i upuść” w porównaniu z układami ESP32, które stosowałem we wcześniejszych urządzeniach tej serii, co znacznie ułatwia programowanie.

Konstrukcja

W projekcie jest wystarczająco dużo miejsca, aby stosować niemal wyłącznie elementy przewlekane, ponieważ przełączniki, enkoder obrotowy i różne złącza wymagają zastosowania dużej płytki drukowanej.

Moduły Raspberry Pi Pico i PCM5102A są montowane po jednej stronie płytki drukowanej wraz ze wszystkimi elementami pasywnymi, natomiast wyświetlacz LCD, diody LED i przełączniki znajdują się po drugiej stronie.

Dla modułu PCM5102A przewidziano dwa obrysy montażowe, dostosowane do dwóch najpopularniejszych wersji dostępnych w Internecie.

Najlepiej najpierw zamontować wszystkie elementy po stronie płytki, po której znajduje się moduł Pico, przeprowadzić kilka testów, a dopiero potem przejść do montażu po drugiej stronie. Wynika to z faktu, że wyświetlacz LCD zasłania pola lutownicze kilku elementów. Jest on zamontowany na tulejach dystansowych o wysokości 6 mm, dzięki czemu jego powierzchnia znajduje się na jednej płaszczyźnie z płytą czołową, enkoderem obrotowym i przyciskami.

Podczas montażu elementów na płytce drukowanej należy kierować się schematem montażowym. Można również sprawdzić zdjęcia płytki drukowanej z pierwszej części artykułu, aby zobaczyć, jak powinna wyglądać. Należy zacząć od jedynego elementu do montażu powierzchniowego, jakim jest dioda D1. Należy tymczasowo przylutować jedno wyprowadzenie do odpowiedniego pola lutowniczego, upewniając się, że wyprowadzenia są wygięte w dół, w kierunku płytki drukowanej, a następnie sprawdzić jej położenie względem pozostałych pól lutowniczych.

Jeśli element jest źle ustawiony, należy ponownie roztopić spoiwo lutownicze i delikatnie przesunąć go na właściwe miejsce, a następnie przylutować pozostałe wyprowadzenia i poprawić pierwsze połączenie lutowane.

Można to zrobić, dodając odrobinę spoiwa lutowniczego lub – co jest jeszcze lepszym rozwiązaniem – nakładając niewielką ilość topnika, a następnie podgrzewając połączenie czystym grotem lutownicy.

Następnie zajmij się rezystorami. Najlepiej byłoby sprawdzić każdą partię multimetrem, aby upewnić się, że mają prawidłową rezystancję (paski kodu barwnego bywają czasami trudne do rozróżnienia). Następnie zamontuj diodę D2, jedyną diodę przewlekaną, tak aby pasek oznaczający katodę znajdował się po lewej stronie.

Jeśli korzystasz z podstawek pod układy scalone, zamontuj je tak, aby wycięcia na końcach były skierowane we właściwych kierunkach (IC2 w dół, pozostałe w górę), a następnie umieść REG3 w podstawce tak, aby pin 1 znajdował się w lewym górnym rogu. Jeśli nie korzystasz z podstawek, przylutuj REG3, również zwracając uwagę na prawidłową orientację. Na razie nie montuj układów IC1 i IC2.

Następnie zamontuj REG1 i REG2. Chociaż nie wydzielają one znacznych ilości ciepła, warto zamontować je z cienką warstwą pasty termoprzewodzącej między obudową a płytką drukowaną. Zacznij od zgięcia ich wyprowadzeń w dół pod kątem 90° tuż za końcem grubszej części, włóż je do odpowiednich pól lutowniczych, przymocuj obudowę za pomocą śruby i nakrętki, a następnie przylutuj i przytnij wyprowadzenia.

Nie pomyl REG1 i REG2, ponieważ mają różne napięcia wyjściowe, choć są w takich samych obudowach.

Teraz przylutuj wszystkie kondensatory ceramiczne. Nie są one spolaryzowane, więc ich orientacja nie ma znaczenia. Wiele z nich ma pojemność 100 nF, ale występują też inne wartości, więc uważaj, aby ich nie pomylić. Następnie przylutuj kondensatory elektrolityczne, które są spolaryzowane. W każdym przypadku dłuższe wyprowadzenie należy włożyć do pola lutowniczego znajdującego się najbliżej symbolu „+” na płytce drukowanej.

Zamontuj gniazdo DC, upewniając się, że przed przylutowaniem jego wyprowadzeń jest ono całkowicie dociśnięte do płytki drukowanej. Następnie możesz przystąpić do wstępnego testowania. Podłącz napięcie 12 V DC i użyj multimetru cyfrowego ustawionego na pomiar napięcia stałego, aby sprawdzić linie zasilania +5 V, +9 V i –9 V.

Jako wygodnego punktu odniesienia dla masy (biegun ujemny) można użyć radiatora stabilizatora 5 V i zmierzyć napięcie na wyprowadzeniu 40 modułu Raspberry Pi Pico (+5 V), wyprowadzeniu 8 układu IC1 (+9 V) oraz wyprowadzeniu 4 układu IC1 (–9 V). Każde z tych napięć nie powinno różnić się o więcej niż pół wolta od oczekiwanej wartości. Jeśli tak nie jest, należy wyłączyć zasilanie i sprawdzić, czy nie ma elementów nieprawidłowo zamontowanych, źle zorientowanych lub niewłaściwie przylutowanych.

Zakładając, że wszystko jest zamontowane prawidłowo, przylutuj lub podłącz układy IC1 i IC2, upewniając się, że w każdym przypadku wyprowadzenie 1 znajduje się we właściwym miejscu.

Następnie wlutuj podstawki dla modułów Raspberry Pi Pico W i PCM5102A. 20-pinowa podstawka dla modułu Raspberry Pi Pico W oraz 6-pinowa dla modułu DAC mogą być dostępne jako gotowe elementy. Jeśli nie, możesz je przyciąć z dłuższych podstawek. 9-pinową podstawkę dla modułu DAC prawdopodobnie trzeba będzie wyciąć z podstawki mającej co najmniej 10 pinów. Aby uzyskać czyste cięcie, przetnij podstawkę w połowie długości pinu.

Ostatnimi elementami, które należy zamontować na tej stronie płytki, są cztery złącza RCA. Przed przylutowaniem ich wyprowadzeń upewnij się, że są całkowicie dociśnięte do płytki.

Teraz przejdź do drugiej strony płytki drukowanej. Zamontuj przełączniki i enkoder po dolnej stronie płytki. Przełączniki muszą być ustawione płaskimi krawędziami w kierunku pokazanym na rysunku, w przeciwnym razie mogą nie działać. Diody LED i wyświetlacz LCD dodamy później.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie

Kup teraz