تتيح وصلات السيليكون برمجة لوحة التجارب اللاسلكية هذه

لا شك في جدوى لوحات التجارب الإلكترونية الموثوقة التي لا تحتاج إلى لحام، ولكن لا بد من الاعتراف بأنها ليست مثالية. بالطبع، هي ليست الخيار الأمثل لبعض أنواع الدوائر، لكنها أقل إشكالية من تلك التي تستخدم الوصلات. قد يجد المستخدمون غير المتقنين أنفسهم عالقين في كومة من الوصلات مع مكوناتهم، بينما قد يقضي المستخدمون المتقنون وقتًا أطول في ترتيب الوصلات بدلًا من بناء نموذج أولي للدائرة نفسها. ما العمل إذًا؟
إحدى طرق حل هذه المشكلة هي تصميم لوحة تجارب بدون لحام أو وصلات. هذه هي الفكرة وراء منتجات "المخبز" التي يطورها كيفن سانتو كابوتشيو. تعتمد الفكرة على تعديل لوحة التجارب القياسية بحيث يمكن إنشاء اتصال بين أي زوج من شرائط التلامس المشتركة وخط الطاقة برمجيًا. يكمن السر في محاكاة مصفوفة رقائق مفاتيح CMOS، وخاصةً MT8816AP. يمكن لـ 128 مفتاحًا متقاطعًا لكل رقاقة التعامل مع جهد يصل إلى ±12 فولت، مما يتيح استخدام هذه الوصلات السيليكونية القابلة للبرمجة في العديد من الدوائر.
[كيفن] الإصدار الحالي هو 0.2، وحجمه مناسب للوحة التجارب الإلكترونية، كما أن عبوته صغيرة. وقد شرح بالتفصيل كيفية توصيل نقاط التلامس على لوحة التجارب، والتي بدت عملية شاقة: سحب نقاط التلامس، وقص ملصق صغير من نهاية الحافة، ثم ثنيه لأسفل لتشكيل نقاط التوصيل على لوحة الدوائر المطبوعة. يبدو الأمر مُرهقًا، لا بد من وجود طريقة أفضل؛ [كيفن] منفتح على الاقتراحات.
على الرغم من أننا رأينا استخدام تقنية التبديل المتقاطع لتحسين لوحات التجارب الإلكترونية من قبل، إلا أننا وجدنا بساطة هذا المشروع مُرضية. فكرة التخلص من كل هذه الوصلات السريعة مغرية للغاية.
هذا مشروع رائع حقاً. ومن الإضافات الذكية وجود شاشات صغيرة على كل جانب تعرض حالة الاتصال الحالية.
إلا إذا كنت لا تستطيع تنفيذ شاشة عرض LED ذات 7 أجزاء أو محرك اهتزاز أو مقياس تسارع أو مفتاح DIP أو أي مكونات أخرى "ممتعة ومثيرة للاهتمام".
15 مللي أمبير (ImaxIO) كافية للتعامل مع أي إشارة صغيرة، وعندما تحتاج إلى تيار أكبر يمكنك استخدام بعض الترانزستورات ثنائية القطب أو FET، ففي النهاية، إنها لا تزال لوحة تجارب.
عندما كنتُ أُصمّم النموذج الأولي، صنعتُ لوحة دوائر مطبوعة أحادية الجانب للتثبيت السطحي، تحتوي على جميع الرقاقات الرقمية التي أحتاجها، بالإضافة إلى رقاقات CPLD موزعة لنقل جميع الإشارات بين الرقاقات. ثم قمتُ ببرمجة الاتصال باستخدام لغة VHDL. لذا، إذا ارتكبتُ خطأً أو احتجتُ إلى تعديل الاتصال، فسيكون الأمر مجرد تغيير في الكود.
بالنسبة لأحد تلك الأجهزة التناظرية التي تقوم بتوصيل جميع الكابلات بها، تبدو هذه الفكرة رائعة للغاية.
حسنًا، بمجرد أن أجد لوحة تجارب أثق بها، سأتوقف عن الشك. بالنسبة للوحات التجارب، يتطلب الأمر دائمًا التخمين ما إذا كان الخلل في التصميم أم في لوحة التجارب نفسها.
ومما يزيد الأمر سوءًا، أنه يتعين عليك التصميم خصيصًا لإمكانيات لوحة التجارب، والأشياء التي تحتاج بالفعل إلى تصميم نموذج أولي، مثل منظمات التبديل، لا تعمل بشكل جيد.
لا تحب الدوائر التناظرية وعالية السرعة العناصر الطفيلية، ولا تتطلب الدوائر الرقمية ومنخفضة السرعة مرحلة نموذجية مصنوعة يدويًا، إذا كنت حريصًا.
لا أعرف شيئًا عن كل هذه الأمور، لكنني لطالما تمنيتُ حدوث مثل هذا التحويل، وفي كل مرة أُمعن النظر فيه، أجد أنه غير صحيح. حتى في الدوائر البسيطة، يجب عليك مطابقة المفتاح بدقة مع متطلباتك الفعلية. وحتى مع ذلك، لا يزال عليك تقبّل قدرٍ من السلوك غير المرغوب فيه. فهي دائمًا ما تكون مضخمات عملياتية ذات كسب وحدة حقيقي أو نوعًا من الترانزستورات ذات انحياز الجهد أو المقاومة.
لا أعرف الكثير عن التقنية الأساسية. ورقة بيانات MT8816 التي وجدتها لا تحتوي على مخطط توصيل فعلي. لكن فورًا (بافتراض أنني شرحت الأمر بشكل صحيح)، لاحظت أن الحد الأقصى للتيار هو 15 مللي أمبير، وأن المقاومة النموذجية في حالة التشغيل هي 45 أوم عند Vdd=12. إنه بالطبع مكون مثير للاهتمام يمكن استخدامه في العديد من التطبيقات، لكن التحذير كبير جدًا، بل يكاد يكون معدومًا. لا أستطيع تذكر أي دائرة صنعتها باستخدام لوحة التجارب يمكن تكييفها. خاصةً أنني استخدمت لوحة التجارب كخطوة تمهيدية قبل لحام المكونات معًا... بالمقارنة مع هذا المفتاح، فإن السلوك المختلف تمامًا للأسلاك جعل البدء مستحيلاً.
إذا فهمت كيفية عمل الدائرة بشكل جيد بما يكفي للتنبؤ بتأثير هذا الربط عليها، فلن أحتاج إلى لوحة تجارب في المقام الأول.
بالنسبة للإشارات الصغيرة التي تحافظ على تيار منخفض، يُفترض أن يكون هذا أشبه بمفتاح مثالي. بالطبع، ستختلف مقاومة التشغيل تبعًا لموقعك الدقيق ضمن نطاق الجهد، ولكنك ستتعامل مع الكيلو أوم على أي حال، ولن يُشكل إضافة ±75 أوم إلى هذا الخطأ في تصميمك مشكلة. وإلا، فإنك تصمم دائرة لا يُمكن بناؤها فعليًا بسبب تفاوتات المكونات.
نعم، بمجرد حصولك على هذا الجهاز، يمكنك ابتكار مشروع، وهذا المشروع عبارة عن إشارة صغيرة غير مهمة بمقاومة ±75 أوم. لكنني لم أقم بمثل هذا المشروع من قبل. لا أستطيع حتى التفكير في مشروع بهذا الحجم. الأرقام المجردة هي الشيء الوحيد الذي يفي بالمعايير تقريبًا، ولذلك إما أن يكون لديك عدد كبير جدًا من التوصيلات بحيث تصبح لوحة التجارب مجرد قطرة في محيط، أو أن يكون لديك عدد قليل جدًا من التوصيلات بحيث تفضل استخدام مشبك دائرة متكاملة لتوصيل الكابل.
في الواقع، يمكن لنصف الكود المكتمل هناك وضع بعض الترددات (أو أي إشارة) على المجس بحيث يمكنك توصيله بصفوف مختلفة وإخبار اللوحة بالاتصالات التي تريد إجراؤها بدون جهاز كمبيوتر.
الخطوة التالية بعد أن أتقنت الأساسيات هي القيام ببعض الأمور التي ذكرتها. هناك عدة طرق لحل هذه المشكلة. أعتقد أن أذكى طريقة هي تركيب شاشة عرض على لوحة التجارب، لكن تصميم شاشة بهذا الحجم قد يتطلب مستوى تطوير سامسونج. طريقة أخرى هي تركيب جهاز عرض مصغر وكاميرا، لكن جميع الأدوات التي جربتها لهذا الغرض بطيئة للغاية ومليئة بالمشاكل، وتنتج عنها فوضى عارمة.
ليس الأمر أن أيًا من هذه الأشياء لا يمكن القيام به، أنا فقط بحاجة إلى إيجاد طريقة للقيام بذلك دون التضحية بالخبرة.
أعجبتني فكرة المجسات. كمؤشر، لكل عمود قيمة RGB، ولكل "شبكة" رمز لوني خاص بها. صحيح أنها ليست بذكاء أجهزة العرض العلوية، لكن تشغيل شرائط ws281* أسهل.
مع أنني أرى، من واقع تجربتي، أن تلك الألواح البلاستيكية الشفافة الجاهزة وغير المعروفة المصدر رديئة، إلا أن دمج الغطاء الشفاف مع مشبك bb830 يبدو أسهل من استخدام شاشة ذات فتحة. هذا يتيح خيارات أكثر لوضع مصابيح LED. لكن حتى وضع مصابيح LED أعلى وأسفل لوحة الدائرة ليس فكرة سيئة (مع أن سلك الطاقة يعيق الأمر قليلاً).
أعجبتني هذه الفكرة، ويجب عليّ دراسة الشريحة بعناية. كنت أبحث عن شيء مشابه، ولكن من حيث الأرقام فقط. يجب أن يحتوي كل طرف على مقاومة قابلة للبرمجة، بالإضافة إلى مقاومة قابلة للبرمجة للأرضي، مع إمكانية ضبطه كمدخل ومخرج، وضبطه على حالة ثلاثية، كل ذلك كوحدة مسجل إزاحة لكل طرف، مما يجعله قابلاً للبرمجة برمجياً. ولكن حتى الآن لم يتم العثور على FPGA/CPLD مناسب. بالنسبة للوحة التجارب، يجب أن يغطي النظام 60 طرفًا على الأقل (30+30). وبما أنه يعتمد كليًا على مسجلات الإزاحة، فيمكن توسيعه بسهولة. ويتم التحكم في كل ذلك بواسطة برنامج.
باستخدامك موقعنا الإلكتروني وخدماتنا، فإنك توافق صراحةً على وضع ملفات تعريف الارتباط الخاصة بالأداء والوظائف والإعلانات. اعرف المزيد