Cyfrowy oscyloskop DS0138

Oscyloskop

W niniejszym artykule przedstawimy jak krok po kroku zbudować oscyloskop (DS0138 Digital Oscilloscope). W kolejnym artykule pokażemy jak korzystać z urządzenia. Tu dojedziemy tylko do etapu, gdy układ będzie gotowy i stwierdzimy, że oscyloskop działa. Mamy bardzo dużo elementów elektronicznych, dlatego bardzo ważne jest pogrupowanie ich. Szczegółowy spis znajdziecie poniżej. Zauważymy, że układ SMD STM32F103C8 jest już przylutowany. Jego montaż sprawiłby wiele problemów, szczególnie początkującym elektronikom. Przyjrzyjmy się dokładnie płytce. Nie opisano na niej wartości poszczególnych elementów, tylko symbole np. R1. Do zestawu dołączono dwie obrazkowe instrukcje, na jednej znajdziemy opis, które rezystory SMD gdzie na leży umieścić, a na drugiej opisano wszystkie elementy THT. Zacznijmy od sprawdzenia elementów z listą.

• rezystory  SMD 6x 10 kOhm, 3x 3.3 kOhm, 4x 1.5 kOhm, 4x 1 kOhm, 2x 22 Ohm
• rezystory THT 3x 100 kOhm, 1x 1.8 MOhm, 1x 200 kOhm, 1x 2 MOhm, 1x 20 kOhm, 1x 300 Ohm, 2x 180 Ohm, 3x 120 Ohm, 3x 1 kOhm, 1x 3 kOhm, 2x 1.5 kOhm, 2x 470 Ohm, 2x 10 kOhm
• TL084 SMD
• LM1117-3.3 SMD
• 3 cewki 100 uH
• diody 1N5819, 1N4004
• kwarc 8 MHz
• port USB mini
• 5 przycisków
• kondensatory ceramiczne 1x 333 pF, 1x 3pF, 1x 1pF, 1x 120 pF, 1x 22 pF, 11x 0.1 uF
• dioda zielona LED
• gniazdo 2pin
• tranzystory S8550 i S9014
• Stabilizatory napięcia 79L05 i 78L05
• 2 kondensatory 5-30 pF
• cewka 1 mH/0.5A
• 6 kondensatorów elektrolitycznych 100 uF/16 V
• gniazdo DC005
• listwa goldpin
• gniazda goldpin 2 x 20 pin i 1 x 2 pin
• 3 przełączniki
• gniazdo BNC
• płytka PCB
• płytka z wyświetlaczem TFT
• kabel

Elementy

• płytka jednostronna
• solder-maska –TAK
• opis montażowy na płytce drukowanej – TAK
• schemat ideowy – NIE
• schemat montażowy – TAK
• typ montażu: przewlekany THT i powierzchniowy SMD
• elementy montowane powierzchniowo SMD: TAK
• elementy wymagające zachowania polaryzacji: TAK
• urządzenie po poprawnym zmontowaniu nie wymaga uruchomienia (działa od razu)

Lista potrzebnych narzędzi:

• lutownica – najlepiej stacja lutownicza, ponieważ posiada regulację temperatury, np  stacja SL20ESD Solomon
• cyna –  najlepiej taka o średnicy 0,5 mm lub 0,7 mm
• obcinaczki
• pasta lutownicza

Opcjonalnie:

• kalafonia
• mata izolacyjna lub uchwyt na płytkę drukowaną

KROK 1

Na samym początku należy wlutować elementy SMD. Rezystory, TL084, LM1117-3.3. Na kartce dołączone do zestawu znajdziemy informację, że rezystory o wartości 22 kOhm to R30 i R29 itd. Zgodnie z tym opisem umieszczamy elementy na padach pokrytych pastą lutowniczą i przylutowujemy.

Montaż elementów SMD

KROK 2

Teraz należy wlutować niskie elementy. Zaczynając od rezystorów.  Odczytywać wartość rezystorów przewlekanych możemy za pomocą kodów paskowych nadrukowanych na tym elemencie lub możemy zmierzyć wartość rezystancji za pomocą miernika uniwersalnego wyposażonego w omomierz lub testera elementów RLC . Znając wartości, przewlekamy rezystory na płytce i lutujemy. Na dołączonej do zestawu kartce znajdziemy informację jakie wartości mają mieć rezystory R1, R2, R3 itd. , które zostały opisane na płytce PCB.

Pomiar testerem elementów RLC

Kolejno wartość cewek L1, L3, L4 sprawdzamy tym samym testerem elementów i wlutowujemy. Przy diodach 1N5819 i 1N4007 należy zachować polaryzację zaznaczoną na płytce. Następnie wlutowujemy oscylator kwarcowy.

Krok 2

Teraz wlutujemy port USB mini i 5 przycisków. Przyszedł czas na kondensatory ceramiczne. Ich wartości może odczytać z elementu, lub zmierzyć testerem. Znowu na dołączonej kartce szukamy jakie wartości kondensator powiniemy być wlutowany w dane miejsce. Wlutujmy jeszcze diodę LED. Konieczne jest zachowanie polaryzacji. Dłuższa nóżka jest „+” i został on opisany na płytce.

Kolejny etap lutowania

KROK 3

W kolejny kroku wlutujemy gniazdo 2 pin, tranzystory S8550 i S9014, stabilizatory 79L05 i 78L05, a na końcu dwie cewki 5-30 pF.

Krok 3

Teraz dławik. Gdy już będzie gotowy, wlutujemy kondensatory elektrolityczne. Należy uważać na polaryzację. Minus jest opisany na elemencie. Plus jest z tej strony, gdzie wyprowadzenie jest dłuższe. Plus został opisany na płytce.

Wlutowane kondensatory elektrolityczne

KROK 4

Teraz należy wlutować gniazdo DC005, listwy goldpin (3 pin i 4 pin), gniazda goldpin (2 pin i 2×20 pin), 3 przełączniki i gniazdo BNC.

Krok 4

KROK 5

W J2 oznaczonym na płytce należy wlutować zworkę.

Zworka

W JP3 i JP4 należy należy połączyć ze sobą sąsiadujące piny. Jak? Przedstawiliśmy to na poniższym zdjęciu.

Zworka SMD

Dodajmy jeszcze plastikowe nóżki na każdym z rogów płytki.

Nóżki

KROK 6

W tym kroku przygotujemy wyświetlacz. Lutujemy listwy goldpin oraz zlutujemy w JP1 i JP2 sąsiadujące piny (tak samo jak pokazaliśmy w poprzednio kroku).

Wyświetlacz LCD

KROK 7

Wyświetlacz przyłączamy do płytki i układ skończony.

Cyfrowy oscyloskop DS0138

Podłączamy zasilacz 9V DC, przyłączamy kabel BNC, łapiemy za czerwony koniec kabla i na wyświetlaczu obserwujemy zmianę sygnału. Oscyloskop działa. W kolejnym artykule opiszemy dokładniej jak posługiwać się tym urządzeniem.

Uruchomiony oscyloskop