تقديم
الطريقة التي سنقوم من خلالها بتحويل الشاشة الصغيرة أو الحاسوب إلى جهاز راسم الإشارة تخولنا إلى التعامر مع ترددات بحدود 15750 هرتز. وبالتالي فيمكن بعد تعلمك طريقة صنع البطاقة الإليكترونية المخصصة لهذا، أن تطورها بأن تصبح قابلة للتعامل مع جميع النطاقات الترددية. |
|
|
لا بد من قراءته
من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إليكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:
|
مواصفات البطاقة
ترسم موجة واحدة فقط |
Displays one voltage channel. |
النطاق الكلي للموجات هو: 5 و 2.5 و 1.25 و 0.75 فولط. |
Full scale voltage range of 5, 2.5, 1.25 and 0.75 volts. |
النطاق الكلي للوقت هو: 8 و 16 و 33 و 65 و 130 و 261 و 421 و 1042 ميليثانية. |
Full scale time range of 8, 16, 33, 65, 130, 261, 521, 1042 mSec. |
يمكن رسم النماذج بحدود 15.75كيلوهرتز كأقصى حد (باستعمال NTSC video) |
Samples at 15.75 kHz maximum (NTSC video line rate). |
مؤشرات لقياس الوقت والجهد في أعلى وأسفل الشاشة. |
Cursor measurement of time and voltage on the trace. |
تقوم بحساب القيمة المتوسطة من الدجرة الثانية للموجة. |
Calculation of RMS voltage of the trace. |
تنشيط على المستوى/والحافة، مع قيم يمكن إدخالها. |
Trigger on edge/level, with settable value. |
منشط مستوى منطقي خارجي. |
External logic-level trigger. |
مزودة بنمط للتشغيل وآخر للإيقاف |
RUN/STOP modes with single trace capture. |
يمكنك تحويل الموجة إلى UART. |
Waveform dump to the UART. |
الأجزاء الرئيسية
العربية إنجليزية فرنسية |
الكمية |
القيمة أو الصيغة |
متحكم Microcontroller Microcontroleur |
1 |
Atmel Mega32 |
واجهة RS232ثنائية Dual RS232 Interface Interface RS232 Duo |
1 |
MAX233ACPP |
موصل RS232 RS232 connector socket Connecteur RS232 |
1 |
A2100 |
مقوم كهربائي Voltage Regulator Regulateur de tension |
1 |
LM340-5 |
منفذ هاتفي snap-fit phone jack Port phone |
1 |
901K, 90-degree |
موصل الصوت audio connector socket Connecteur Audio |
1 |
CP-3502N mono 3.5 mm |
أزرار ضغطية rubber surface-mount push buttons |
8 |
|
متذبذب كريستالي Crystal Oscillator Quartz |
1 |
16 MHz |
مكثف Capacitor Condensateur |
2 |
0.1 uF |
1 |
1 uF |
|
1 |
0.33 |
|
1 |
0.1 |
|
2 |
22 pF |
|
مقاومة Resistor Resistance |
2 |
1 MOhm |
1 |
10 KOhm |
|
1 |
100 Ohm |
|
1 |
100 KOhm |
|
1 |
1 KOhm |
|
1 |
300 Ohm |
|
1 |
75 Ohm |
|
كل المقاومات والمكثفات من الصنف 1206 All resistors and capacitors are 1206 surface-mount packages |
الدارة الكهربائية
الدارة الكهربائية العامة لهذه البطاقة هي كالتالي: |
|
يعتمد التصميم العام لهذه الدارة على المتحكم ATMega32، إضافة إلى 8 أزارا للتحكم. يمكنك أيضا إضافة واجهة الإتصال المعروفة باسم RS232 إذا كنت تريد أن تحول الحاسوب إلى راسم إشارة أيضا. المدخل الخارجي (Ext. Trig) المنشط لهذه الدارة هو عبارة عن ما يسمى بالمستوى المنطقي D.2 (انظر للدارة). تشتغل الدارة على متذبذب كريستالي 16 ميغاهرتز بجهد كهربائي 5 فولط. |
الطريقة التي يمكن إيصال المتحكم (الميكروكنترولور) بالشاشة الصغيرة مرسومة في الشكل جانبه (يسمى DAC أيضا). |
|
المدخل التناظري (Analog input) للنظام يتكون من مكثف سعته 0.47 ميكروفراد ومقاومتين قيمة كل واحدة منهما هي 1 ميغاأوم كما ترى في الشكل جانبه. التردد الذي يمكن أن يمر به يساوي 1 هرتز. وتعمل المقاومتان على انحياز المدخل التناظري الرقمي (A/D input) لـ Vref/2، في حين يقوم المكثف بمنع التيار المستمر من المدخل. ويجب تحديد الدخل في 2.5± فولط. |
|
التصميم وتموضع المركبات
تم رسم تصميم البطاقة الإليكترونية باستعمال البرنامج ExpressPCB، وبالتالي يجب عليك فتح ملف التصميم من خلال هذا البرنامج وقم بطبعه على الورق لتبدأ مرحلة التركيب النهائي كما هو مشروح في المقال الثاني في لا بد من قراءته. قم بتحميل الملفات من هنا: |
|
الصورة التالية تظهر التصميم مفتوح على البرنامج ExpressPCB. |
|
تركيب
قم بطبع التصميم على الورق ومن ثم اتبع الطريقة التي تحلوا لك في المقال الثاني أو الأول في لا بد من قراءته من أجل صنع اللوحة المطبوعة. وبالإستعانة بصورة تموضع المركبات قم بتركيب جميع المركبات الإليكترونية على اللوحة كالتالي: |
|
برمجة
عند الإنتهاء من صنع البطاقة سنتحول إلى برمجة المتحكم ATMega32. بالنسبة للشيفرة البرمجية فقد تمت كتابتها باللغة C بواسطة البيئة البرمجية CodeVision. قم بتحميل الشيفرة التالية وقم بتحويلها للبطاقة باستعمال البرنامج CodeVision.
هذه صورة لواجهة البرنامج CodeVision. |
|
إذ لم تفهم ما يلي فلا عليك فليس مهما.
داخليا، تنقسم الشيفرة البرمجية إلى جزئين أساسيين:
* نطاق الفيديو. يقوم ISR بما يلي: - تحضير الخطوط الأفقية والعمودية للموجات. - يحول المعلموات من الذاكرة الحية إلى مخرج الفيديو. - يفحص حالة التنشيط (trigger conditions)، ويكسب نموذج الجهد الكهربائي، إذا كان الوقت مناسبا.
* الدالة الرئيسية للبرنامج: - تقم بعملية ضبط للمعايير وترسم بعض الخطوط ثم تدخل في أداة تكرار لانهائية. - أداة التكرار تضم ما يلي: 1- ترسم الخطوط المتوفرة. 2- تتفاعل مع أزرار البطاقة وتنفذ مهامها. |
استعمال
تظهر الصورة التالية مثالا لرسم موجة رقمية بطورين على شاشة الحاسوب.
ملاحظة: النقطة التي تراها تحت الخط المستقيم هي لمؤشر فأرة الحاسوب ذاته.
الرموز والأرقام التي تظهر في الأعلى والأسفل هي معلومات حول الموجة. |
|
|
|
ترى أن للبطاقة أزرارا عدة، ولكل واحدة منها مهام محددة. يمكن أن نشير لك بخصائصها فيما يلي: الزر 0: يحول بين نمط التشغيل ونمط الإيقاف. الزر 1: يقوم بعملية إلتقاط (الصورة ربما) خلال نمط الإيقاف. الزر 2: يهتم بأنماط راسم الإشارة (LEVEL / EDGE / EXTERNAL / FREERUN). الزر 3: يغير مجال الوقت عن طريق 8 قيم خلال نمط التشغيل. الزر 4: يغير مجال الجهد عن طريق 4 قيم خلال نمط التشغيل. الزر 5: يحول إلى الإشارة إلى المنفذ المتتالي خلال نمط الإيقاف. سيتوقف الفيديو عند هذه العملية. يقوم هذا الزر بحساب المتوسط من الدرجة الثانية للجهد الكهربائي (تعرف بالرمز RMS) للموجة خلال نمط التشغيل. الزر 6: يقوم بنقصان مستوى التنشيط (trigger level) خلال نمط التشغيل، وبالزيادة في موضع مؤشر الفأرة خلال نمط الإيقاف. الزر 7: يقوم بزيادة مستوى التنشيط (trigger level) خلال نمط التشغيل، وبالنقصان في موضع مؤشر الفأرة خلال نمط الإيقاف. |
تأليف
تأليف: من جامعة كورنيل (Cornell University)
الموقع الإليكتروني: http://www.nbb.cornell.edu
ترجمة بتصرف: محمد السهلي
{jumi [*3]}
المراجع
http://www.nbb.cornell.edu/neurobio/land/PROJECTS/VideoScope/
http://people.ece.cornell.edu/land/PROJECTS/TVnuS/index.html