Программируемый прецизионный резистор Себастьяна Харниша — впечатляющий образец самодельного оборудования

Apr 21, 2024

Производитель Себастьян Харниш закончил работу над впечатляюще профессиональным программируемым резистором, который он называет «прославленным блоком сопротивления десятилетия», который на весь мир выглядит как коммерческий образец прецизионного лабораторного оборудования.

«В 2021/2022 году я разработал электронную нагрузку постоянного тока, которая была бы более функциональной, но в то же время гораздо более сложной, чем обычные решения, сделанные своими руками», — объясняет Харниш истоки проекта. «Однако после создания работающего прототипа аналоговой схемы с 12 микросхемами, включая несколько прецизионных и сдвоенные операционные усилители, я подумал, что, возможно, лучше начать с меньшего проекта, который позволит мне получить большой опыт и написать большую часть код, не относящийся к конкретному приложению, который я мог бы использовать позже для цифровой части. И именно так я начал работать над программируемым декадным резистором, довольно специализированным инструментом для нишевых приложений».

Декадный ящик, по сути, является более точной версией варистора: вместо того, чтобы поворачивать ручку, чтобы отрегулировать его сопротивление между двумя значениями, вы можете запрограммировать его именно на то, что вам нужно. Как правило, это во многом выполняется вручную, включая физические контактные переключатели или штепсельные провода, но программируемый прецизионный резистор Harnisch находится на столе и обеспечивает не только точно контролируемое сопротивление, но и ряд других функций.

«Программируемый декадный резистор состоит из трех основных функциональных блоков», — объясняет Харниш. «Источник питания (плата источника питания). Программируемые декады, схемы управления и управления (основная плата). Пользовательский интерфейс (плата пользовательского интерфейса). Главный контроллер материнской платы содержит бизнес-логику для управления реле, чтения внешних входов и запуска USB и Пользовательские интерфейсы. Главный контроллер связывается с платой пользовательского интерфейса через I2C, которая управляет мультиплексированием буквенно-цифрового светодиодного дисплея, сканирует матрицу переключателей, декодирует сигналы поворотного энкодера и активирует зуммер».

Материнская плата управляется микроконтроллером STMicro STM32G441KBT6 с EEPROM, подключенным через I2C для хранения данных. Всего имеется 39 реле без фиксации, управляемых с помощью трех низковольтных светодиодных драйверов постоянного тока, действующих как 48-битный сдвиговый регистр. «По общему признанию, — отмечает Харниш, — выбор светодиодного драйвера постоянного тока в качестве драйвера реле немного странный. Однако условия эксплуатации детали позволяют это, и эта деталь была выбрана для управления светодиодным дисплеем на плате пользовательского интерфейса. ."

В другом месте машины находятся два датчика температуры, используемые для калибровки, два внешних заземленных входа, которые могут действовать как цифровые входы, триггерные входы или сигналы запрета, и, конечно же, USB-соединение, предоставляющее доступ к устройству через хост-компьютер. интерфейс стандартных команд для программируемых инструментов (SCPI). Передняя панель обеспечивает более локальное управление, а светящийся буквенно-цифровой дисплей обеспечивает немедленную обратную связь по настройкам.

Этот проект — не единственная попытка Харниша использовать интерфейс SCPI: еще в апреле он продемонстрировал настольный термометр, который обеспечивал управление SCPI через USB, снимая показания с датчика Texas Instruments TMP117M и распечатывая их на паре Hewlett-Packard HPDL-1414. буквенно-цифровые GaAsP-LED дисплеи.

Подробности проекта подробно описаны в блоге Харниша в серии публикаций.