Продолжение проекта супергетеродинного приёмника на 4 диапазона. Пришло время плотно заняться цифровой частью приёмника - перенёс схему с макетной платы на печатную, поменял микроконтроллер, экран и добавил EEPROM для сохранения настроек приёмника.
До этого вся цифровая часть жила на беспаечной макетной плате и использовала плату BlackPill (STM32F411). Прошивка занимала очень небольшую часть его ресурсов и я решил перейти на его младшего брата BluePill (STM32F103). Изменение схемы под новый микроконтроллер было минимальным и если я ничего не путаю, то достаточно было только поменять один пин +5 В.
Для начала запустил новую плату с экраном SSD1306 (этот OLED экран использовался на макетной плате), но похоже столкнулся с проблемой шины I2C которая описана в errata на чип в разделе I2C 2.8.7. Я попробовал реализовать подход, который описан в документе, но мне это не помогло. При подаче питания шина I2C не работала пока не нажмёшь сброс. В итоге мне помогло добавить 100 мс задержки перед инициализацией шины I2C.
После добавил в прошивку поддержку микросхемы EEPROM (24C64WP от ST) для сохранения настроек приёмника. Меню настроек выглядит так:
- XTAL CORRECTION - корректировка частоты кварца MS5351 (аналог SI5351)
- LSB BFO FREQ - частота BFO в режиме LSB
- USB BFO FREQ - частота BFO в режиме USB
- CW BFO FREQ - частота BFO в режиме CW
- CW TONE FREQ - частота тона CW
- LOAD DEFAULTS - загрузка значений по-умолчанию из прошивки
Последний пункт позволяет сбросить сохранённые значения настроек в EEPROM на значения которые указаны в прошивке. Перемещение по пунктам меню осуществляется вращением ручки энкодера и их значения применяются сразу. Вход в пункт меню и сохранение значения длинным нажатием кнопки "SETUP". Короткое нажатие кнопки выходит без сохранения в EEPROM. Удобно калибровать кварцевый резонатор синтезатора частоты MS5351 просто подключив к его выходу частотомер и настраивать "XTAL CORRECTION" пока показания частотомера не совпадут с ожидаемой частотой (частота VFO + BFO).
Схема цифровой части
Трассировку печатной платы сделал под односторонний стеклотекстолит и изготовил плату методом ЛУТ. Обрезка заготовки, перенос рисунка дорожек и шелкографии, травление и сверловка занимают около 2 часов.
Монтаж SMD с новым припоем диаметром 0,5 мм стал гораздо проще и приятнее. Результат получился аккуратнее чем все предыдущие печатные платы приёмника.
Финальным штрихом заменил OLED экран SSD1306 на символьный 1602 (2 строки по 16 символов) с адаптером I2C.
Набросал во FreeCAD крепление для экрана, энкодера и кнопок чтобы проверить новую плату в приёмнике. Модель ручки энкодера стянул с printables. Красные кнопки не смотрятся на чёрной панели, но пока в наличии есть только такие. Ещё в них не нравится что нет щелчка как у тактовых кнопок. Скорее всего либо поищу на барахолке советские КМ1-1 или КМД.
В итоге приёмник принял такой внешний вид
Подключил антенну, настроил её на диапазон 20 метров и стало ясно что что-то не так с диапазонным фильтром приёмника, т.к. не было шума помех. Как будто антенна не настроена на нужный диапазон. Попробовал вращать КПЕ на антенне, но никакой реакции не последовало. Подключил вместо антенны генератор сигналов и прошёлся по всем диапазонам - оказалось что перепутаны местами диапазоны 20 и 40 метров. Проверил прошивку - значения BCD кода верные. Стал сверять схему диапазонного фильтра и вспомнил что там на плате есть ошибка, которая уже исправлена в схеме в заметке про фильтр. В разъёме на плате ДПФ контакты идут "A B GND", а цифровая плата использует более логичный "B A GND". Поменял местами контакты в разъёме и фильтр заработал правильно.
Стал слушать эфир, но через минут 20 экран погас и пропал звук в динамике. Вначале показалось что разрядился аккумулятор, но индикатор продолжал светиться а на выходе блока питания было напряжение 12 В. Проверил вход питания цифровой платы и там напряжение было на входе линейного стабилизатора L7805CV (на корпусе маркировка IMP), но его не было на выходе. Подключил 5 В на выход стабилизатора от лабораторного блока питания и цифровая часть запустилась. Т.е. на минимальной нагрузке сгорел стабилизатор в корпусе TO-220 который был нагружен всего на 0,7 Вт (плата потребляет около 100 мА и падение напряжения на стабилизаторе 7 В). Этот корпус должен рассеивать до 1 Вт вообще без радиатора, но на микросхеме был установлен небольшого размера. Скорее всего дело в контрафактной микросхеме которая вышла из строя при минимальной нагрузке. Я уже сталкивался с похожей проблемой в контрафактных LM317 которые не выдерживали паспортные параметры.
Взял на замену стабилизатор L7805ABV от ST и поставил его на стенд для проверки под нагрузкой около 1 Вт (ток 150 мА и это на 50% больше чем потребляет плата) с таким же радиатором. На вход подал 12 В от лабораторного блока питания а на выход подключил электронную нагрузку.
Стабилизатор отработал 8 часов и корпус микросхемы нагрелся максимум до 62°C - вполне адекватный результат для такой нагрузки. Осталось заменить сгоревшую микросхему на плате и можно переходить к обдумыванию компоновки печатных плат внутри корпуса и дизайну передней панели приёмника.
Комментариев нет:
Отправить комментарий