SOMA projektet (8 / 20 steg)

Steg 8: Kretskort: Time-of-Flight

Time-of-Flight (ToF) styrelse är uppdelad i två separata sektioner: en analog halv och en digital halv. Den analoga delen får mycket svaga signaler från givaren. Varje mottagare signal går igenom två vinst steg där signalen är förstärkt och centrerad mellan 0V och 5V. Därefter varje signal går igenom en annan förstärkning Stadium för sammanlagt 89dB och rättas till av den op-amp (som också slätar signalen när transistorerna återhämta sig från mättnad och cutoff). Detta vinna mycket ofta resultaten i signalen slår power rälsen-- men det är OK--eftersom det är endast ankomsttiden, inte den faktiska vågform som betyder. Den analoga signalen går in i den digitala domänen när den passerar genom en komparator att förvandla förstärks och renad signalen till en ren 0-5V kant.

Den digitala hälften av styrelsen själv har två avsnitt: mikrokontroller och helt separat sändande kretsarna. Efter signalen passerar över till den digitala sidan av styrelsen från motsvarigheten, kombineras det med IR-på signalen från IR styrelsen genom en eller-grind där det sedan går till input fånga på microcontrollers. Microcontrollers samla data och skicka tillbaka den till lokalisering styrelsen genom en SPI-bussen.

Transmit kretsarna är mycket enkel. Givarna måste drivas på deras resonant frekvens 24 kHz för en kort burst-detta fyrkantsvåg ges av Localization styrelsen. Signalen delas en gång fick av ToF styrelsen: en gren är buffrade (av två sekventiella växelriktare) och den andra är inverterad; båda kör sedan en RS-232 nivå Växelreglage. Genom att flytta en av de signaler 180 grader och nivå flytta dem, givaren drivs av +/-10V, så den ser en 20Vpp signal istället för bara 5Vpp.

ToF styrelsen är en av de svåraste att montera. Det finns en massa små delar och det är bara styrelsen som har en allvarlig analog del med nästan 90dB för vinst, vilket innebär att det är mer mottagliga för fattiga lödfogar och andra problem. Om du inte har ett Mikroskop för lödning, pincett och en bra lödkolv för detta forum du för mycket smärta (du för mycket smärta med dem också, bara inte så mycket). På detta forum, kanske mer än någon annan, täta tester är värt besväret och kommer att spara en huvudvärk på vägen.

Hälften av styrelsen med koppar hälla på toppen är den analoga delen. Börja monteringen genom lödning spänningsregulator, tillhörande kondensatorer, samt power-LED och strömbegränsande motstånd. Fortsätta med de LMV358 dubbla op-förstärkarna och de omgivande resistorer och kondensatorer. Det finns massor av små Rs och Cs--var försiktig! Jag tyckte att det var lättast att löda ner alla komponenter i ett visst värde vid en tidpunkt då flytta till en annan komponentvärde. När de två första vinst stadierna (två etapper och en kanal per op-amp paket) är verifierat att förstärka och centrera signalen mellan 0V och Vcc, löda LMC6484 quad op-förstärkaren och omgivande Rs och Cs. Verifiera att detta skede ger ytterligare förstärkning och korrigerar signalen. Den analoga sidan av styrelsen är klar genom lödning ner den LM339 motsvarigheten och igen, alla Rs och Cs behövs. Se till att löda ner alla komponenter på undersidan av styrelsen och anslutningar för givarna.

Den andra hälften i styrelsen, utan koppar hälla på toppen, är den digitala hälften av styrelsen. Igen, börja med lödning ner spänningsregulator och kondensatorer som går med den. När den digitala hälften av styrelsen är driv, löda ner 74HC32 quad eller-grind paketet och anslutning till IR-styrelsen och kontrollera att de analoga signalerna framgångsrikt konverteras till nivåerna som digial logik. Nästa, löda 74HC04 hex omriktaren och MAX232 nivå shifter; Kontrollera att 0-5V ingång till ToF styrelsen framgångsrikt skiftas till +/-10V att köra ultraljud sändaren. Allt som är återstår klockan och de tre ATTiny44 microcontrollers. Börja med klockan, att se till att alla pads har starka elektriska anslutningar. Löda ner de tre ATtiny44 microcontrollers. Innan du kan verifiera att mikrokontroller är programmerbara, måste du koppla alla headers, pull-up resistor på Återställ, och den stora röda återställningsknapp. När rubrikerna är alla anslutna, radera och säkringarna på ATtiny44 mikrokontroller.