[/url] 
Historia sondy sięga roku 1989 kiedy to wykonałem sondę TTL opisaną w książce "24 proste układy elektroniczne do samodzielnego wykonania MOJE HOBBY". Sonda ta doczekała się nowszej wersji w 2004 roku, wykonanej na układach SMD C-MOS z dodatkowym generatorem oraz zabezpieczeniem przed zbyt wysokim lub odwróconym napięciem zasilania.
Sondy te doskonale sprawdzały się przy uruchamianiu i diagnozowaniu układów cyfrowych zasilanych napięciem 5V.
W przeciwieństwie do wielu innych rozwiązań sonda z "24 proste układy..." odróżniała poziom zabroniony od nieaktywnego wyjścia OC i wskazywała obecność sygnałów do 25MHz czym nie mogła pochwalić się dobra i prosta sonda MIK-03c:
Pozostałe znane mi rozwiązania sond były jeszcze gorsze. Przykładowo sonda opisana w Praktycznym Elektroniku 6/93:
pozwala wybierać pomiędzy poziomami TTL/CMOS ale jest wykonana na układzie CD4001 który jest wolny. Podobnie powolne są sondy oparte na komparatorach LM339 czy wzmacniaczach operacyjnych http://www.jabel.com.pl/files/instrukcje/J-046.pdf. Wiele rozwiązań nie odróżnia krótkich impulsów od stałego poziomu logicznego i mowa tu o wyrobach komercyjnych
Z czasem rozwiązanie oparte o "24 proste układy ..." przestaje wystarczać. Podstawowym ograniczeniem jest napięcia zasilania i akceptowanie tylko poziomów TTL.
Pokuszę się aby stwierdzić, że nie ma sondy, która byłaby pomocna w uruchamianiu współczesnych układów cyfrowych. Zmusiło mnie to do zaprojektowania nowoczesnej sondy cyfrowej. Ze względu na to, ze 3 diody nie są w stanie przekazać zbyt wielu informacji zdecydowałem się na bardziej awangardowe rozwiązanie. Poza wskazywaniem stanów na LED (niski, wysoki, impuls) do ok 50MHz. Dodatkowo na wyświetlaczu wyświetla częstotliwość czas impulsu, okres, współczynnik wypełnienia. Sonda posiada prosty oscyloskop 1.6Ms/s a to wszystko, za niewiele ponad połowę (koszt elementów i PCB 60..70zł) ceny komercyjnej "zabawki" SL625.
Zaprojektowałem już PCB do drugiej wersji bardziej zaawansowanej sondy. Jest zdecydowanie droższa ale ma możliwość ustawiania progów poziomów logicznych i kolorowy wyświetlacz OLED:
Charakterystyka sondy:
- Zasilanie 2,8...3,6V z uruchamianego układu, 5V USB lub zewnętrzne 5..15V.
- Pobór prądu przy zasilaniu 5V 40..50mA.
- Zabezpieczenie przed przekroczeniem napięcia Vcc (dioda Zenera 3,6V + bezpiecznik polimerowy 100mA) .
- Wyświetlacz OLED 128x64 MONO (96x64 KOLOR).
- Trzy diody LED (poziom niski, wysoki, impuls).
- Sygnalizacja poziomu "H", "L", stan trzeci/OC(OD), stan zabroniony.
- Poziomy logiczne ok 30/70% Vcc przy zasilaniu z uruchamianego układu lub 1.2 / 2V przy zasilaniu z USB lub zewnętrznym.
- Wykrywanie zbocza narastającego/opadającego przebiegu do 45MHz.
- Pomiar częstotliwości 0,1Hz..36MHz, 6 zakresów pomiarowych przełączanych automatycznie pod dwa dla Hz, kHz, Mhz, rozdzielczość 0,01.
- Pomiar czasu trwania impulsu/okresu 250ns..2sek, 2 zakresy (us, ms) rozdzielczość 0,001.
- Bramkowanie 100ms. Dla sygnałów poniżej 1kHz wyliczanie częstotliwości na podstawie okresu sygnału.
- Wyliczanie wypełnienia impulsu, wyświetlanie w formie graficznej i liczbowej.
- Funkcja HOLD (tylko sonda, bez oscyloskopu).
- Oscyloskop 1.6Ms/s, zakres napięć 0..Vcc, 11 zakresów podstawy czasu: 1k, 2k, 5k, 10k, 20k, 50k, 100k, 200k, 500k, 800k, 1.6M.
- Komunikacja USB do konfiguracji i kopiowania zawartości ekranu LCD.
- Zapamiętywanie nastaw w EEprom emulowanym w FLASH.
- PCB przystosowane do obudowy KM-80.
Do wdrożenia:
- Konfiguracja przez USB: Progi poziomów "H" i "L" (dla wersji PRO).
- Obsługa kolorowego wyświetlacza OLED.
- Wydłużenie czasu próbkowania dla mniejszych częstotliwości samplowania. Aktualnie oscyloskop wymaga dość małej rezystancji źródła sygnału i dotyczy to wszystkich zakresów. W nowszych wersjach softu im mniejsze próbkowanie tym większa będzie mogła być rezystancja źródła.
Obsługa:
MODE: wybór wyświetlanego ekranu:
- Główny pomiar częstotliwość, dodatkowo: czas poziomu "H", "L", okres sygnału, częstotliwość wyliczona na podstawie okresu sygnału.
- Główny pomiar czas "H", "L".
- Oscyloskop.
SCALE / HOLD:
- W trybie oscyloskopu zmiana podstawy czasu.
- W trybie sondy logicznej, krótkie naciśnięcie HOLD on/off, długie (zależnie od konfiguracji) badanie wyjść OC(OD), 3-stanowych, stanów zabronionych.
Kilka fotografii:
HOLD i wyjście OC:
Obudowa bez maskownicy:
(W prototypie wyświetlacz jest zamontowany wysoko bo użyto złącza, w finalnej wersji wyświetlacz jest lutowany w PCB i w obudowie wystarczy wycięcie na sam ekran LCD bez jego PCB)
Ekranowanie:
(Użyłem grafitu ale może to być samoprzylepna folia aluminiowa jak w projekcie Sonda różnicowa +/-450V 20MHz do oscyloskopu)
Prosta budowa obwodów wejściowych sondy jest okupiona pewnymi ograniczeniami, których nie ma w wersji z komparatorami. Zakresy napięć traktowanych jako poziom "H" czy "L" nie są w 100% zgodne ze standardem C-MOS:
W pewnym zakresie napięć pojawiają się oscylacje:
Ekran terminala (pomoc):
Wstępne prace nad wersją softu do wersji PRO:
Sonda budzi zainteresowanie najbardziej w formie gotowego urządzenia. Jeśli znajdzie się odpowiednia liczba chętnych podejmę się produkcji sondy. Cena będzie tym niższa im więcej chętny się zgłosi. Szacuję, że nawet przy niewielkiej produkcji 10..20szt, cena będzie niższa niż zabawkowej SL625, która kosztuje ok 140zł. Powstaje oczywiście problem obudowy a właściwie jej wyfrezowania dlatego w pierwszych seriach, nie przewiduję obudowy.
Szacunkowa cena detaliczna wersji standard 120..140zł, wersja PRO ok 200zł. Im więcej kupujących tym cena niższa, bo jednorazowy koszt klisz, blachy, uruchomienia programu na automacie rozkłada się na większą liczbę kupujących.
HEX w załączniku. Będę wdzięczny za wskazanie błędów, propozycje.
Soft v0.1 - Wyświetlając stan trzeci ("T") informuje procentowo o wartości napięcia na wejściu sondy.
Soft V0.23 - Tryb dla leworęcznych (komenda @l=x) HELP (F1 lub @?).
v0.27 - Poprawiona synchronizacja przebiegu na oscyloskopie. Poprawne samplowanie 1MHz.
v0.28 - Konfiguracja funkcji przycisku testującego wyjście OC(OD) oraz czasu reakcji.
[EDIT 2019-02-19]
v0.34 - Wykrywanie SOF USB, wykrywanie wersji hardware
Koszt projektu na dzień 19-02-2019:
- 4 szt PCB + elementy dla 2 prototypów: ok 400zł
- opracowanie schematu i rysunku PCB: 30h * 100zł = 3000zł
- soft: 90h * 100zł = 9000zł
RAZEM: ok 12000zł
Przy minimalnej stawce dla programisty, 50zł/h, koszt projektu ok 6000zł, przy min stawce wymaganej prawem (15zł/h) 1800zł ale czy pracownik przysłowiowej Biedronki zrealizuje taki projekt?
Wyliczenie może się przydać jako punkt odniesienia dla zleceniodawców i wykonawców z https://www.elektroda.pl/rtvforum/forum392.html
[EDIT 2019-03-01]
Cena brutto sondy w wersji PRO nie przekroczy 200zł. Montaż na 90% ręczny, bo same blach to ok 300zł netto. Przy odrobinie szczęścia sondy w ilości 20szt będą dostępne w kwietniu. Sonda w wersji standard (bez komparatorów i wyświetlacz mono) w cenie 150zł. Na razie nie ma zainteresowania i nie podejmuję się produkcji.
Cool? Ranking DIY
?
