Page 1 of 6

Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 24 Oct 2019 16:37
by hardlock
Около года использования контрольки первой ревизии (hProbe1) дало некоторые результаты и понимание что в ней можно улучшить и изменить. Крайне рекомендую прочитать первую часть "старой" версии - там описано, как я пришёл к данной конструкции.

К счастью ни одному пользователю ни одну контрольку из 20 штук убить не получилось, за исключением механических поломок. Одну раздавили колесом (не восстанавливал), у второй оторвали microUSB разъём (отремонтировал). А совали их куда ни попадя (по моей просьбе): форсунки бензиновые, форсунки дизельные, катушки зажигания, соленоиды, 24В бортсеть и т.д. В розетку 220В я просил не совать... Поэтому, когда закончились платы и я получил отзывы о первой версии, решил немного модернизировать схему и внести следующие изменения в функционал:
1) убрать подтяжку к 2,5В. Т.к. иногда получалась путаница и недопонимание - исследуемая цепь висит в воздухе или там на самом деле около 2,5В.
2) увеличить входное сопротивление (спорно, может вернусь к предыдущему варианту).
3) изменить индикацию. Увеличить количество уровней и на каждом уровне должен гореть только один светодиод (исключение ">18V" горит вместе с предыдущим уровнем). Если щупы разомкнуты - ничего не горит. Вобщем, как то так:

Code: Select all

 -  0.0 -  0,5 - синий (Земля)
 -  0,5 -  2,5 - зелёный (CAN-Low)
 -  2,5 -  4,8 - жёлтый (CAN-Hi)
 -  4,8 - 11,0 - оранжевый (+5V на датчиках)
 - 11,0 - 28,0 - красный (+12В)
 - 18,0 - 28,0 - синий (выбросы ЭДС на реле, соленоидах, катушках. Или 24V бортсеть))
4) отказаться от упрощённой версии - не получается она в новой версии платы. Да и собрал я всего одну "упрощённую" контрольку, и то, больше для тестов.
5) заменить лампочку на встречно включенные светодиоды. Это позволит сэкономить место, немного расширить функционал лампочки и позволит не переживать за неё при включении в цепь катушек или дизельных форсунок.
6) заменить контроллер заряда на обычную TP4056 (TP4054 надо заказывать отдельно, а модули с TP4056 есть везде...)
7) поднять максимальное входное напряжение до 30 Вольт, т.к. некоторые обслужиивают 24В технику.

Новый вариант схемы:
sch_v2.gif
Да, схема стала чуть сложнее.
+ Добавилось два корпуса микросхем - LM393 и 74HC04.
* Защитные цепи чуть упростил, теперь вместо 3х отдельных веток на входе - одна. Правда осталось два супрессора SMBJ28A.
- Резистор R41 исключён из схемы (серым цветом).
- Led5 (синий) и R22 не влезли на обратной стороне платы (повторители). Поэтому индикатор ">18V" только на верхней стороне платы.
* Резистор R23 если поставить в том варианте, как он нарисован чёрным, то Led6 (красный) будет гаснуть при напряжении выше 18 Вольт на входе (когда загорается синий светодиод. Если поставить R23 в варианте, где он нарисован серым, то, при напряжении более 18В, будут гореть одновременно красный и синий индикаторы.
+ Добавлена возможность регулировки опорного напряжения на стабилитроне VD4 (TL431) - R42 и R43. Но на плате оставлена перемычка, поэтому не придётся ничего допаивать, если напряжение стабилитрона близко от номинала.

На схеме цветами указаны:
красным - расчётные напряжения в контрольных точках.
зелёным - реальные напряжения на макетной плате.
голубым - реальные сопротивления резисторов на макетной плате.

Как это работает.
Немного опишу, как устроена новая схема. С помощью диода VD7 (SS34) я создаю виртуальную землю. В итоге у нас компараторы питаются "двухполярным" напряжением питания +5В и -0,25В. А вольтметр питается только от положительного напряжения, т.е. его общий вывод соединён с общим проводом исследуемой цепи. Упрощённая схема такого источника получается вот такая:
sch_bipolar_ps.GIF
sch_bipolar_ps.GIF (2.16 KiB) Viewed 25818 times
где Rп - все потребители на плате. Как показала практика, диод SS34 имеет довольно хорошую ВАХ и неплохо работает стабилитроном в этой схеме. Падение на нём около 0,25В. Стабильности большой нам не нужно - измерительная часть имеет свой источник опорного напряжения на VD4 (TL431).

Отрицательное напряжение нам нужно, чтобы притянуть к нему вход, что и сделано резистором R9 (100к). Соответственно на измерительном щупе присутствует отрицательное напряжение (около 0,15-0,2 Вольт) с мизерным током. Вольтметр на отрицательные напряжения никак не реагирует и отображает "0.00".

Теперь, в исходном состоянии, все компараторы (DA1.1-DA1.4, DA2.1, DA2.2) "закрыты", т.е. на их выходах логическая "1", а после инверторов - лог."0".
Когда измерительный щуп будет замкнут на землю, напряжение на инвертирующем (-) входе DA2.2 (LM393) сравняется с неинвертирующим (+) и его выход переключится в лог."0". После инвертора DD3.6 будет лог."1" и загорятся синие Led16 и Led17. При росте напряжения на измерительном щупе выше 0,5В, на инвертирующем (-) входе DA2.1 поднимется выше "опорного" напряжения на его неинвертирующем (+) входе и он тоже переключится в лог."0", а после DD3.5 станет лог."1", которая потушит синие светодиоды Led16 и Led17, т.к. теперь у них с обеих сторон лог."1", и зажжет зелёные светодиоды Led14 и Led15. Ну и т.д. по мере роста напряжения на измерительном щупе.

Отдельно только надо сказать про красный светодиод Led6, он может гореть одновременно с синим Led4 (при напряжении выше порога 18В) или гаснуть. Зависит это от того, куда запаять резистор R23. Если R23 поставить в том варианте, как он нарисован на схеме чёрным, то Led6 (красный) будет гаснуть при напряжении выше 18 Вольт на входе (когда загорается синий светодиод Led4). Если поставить R23 в варианте, где он нарисован серым, то, при напряжении более 18В, будут гореть одновременно красный и синий индикаторы. Красный Led7 горит без вариантов выше 18В, т.к. на обратной стороне нету повторителя синего светодиода Led5 - физически не поместился на плате.

Вместо инверторов 74HC04 можно поставить триггеры Шмидта 74HC14, без изменения функционала и платы. Инверторы CD4069 применять нельзя, хоть у них и такая же распиновка, но у них очень слабые выходы и светодиоды будут светиться слабо.

Печатная плата.
Размер платы решил оставить старый (22*100мм), уж больно он всем понравился - и в руке лежит нормально и подлезть везде можно. Поэтому разводка платы у меня отняла очень много времени. В итоге получилась плата, которую вряд ли можно повторить в домашних условиях - дорожки 0,3мм, а местами 0,2мм. Растояние между дорожками во многих местах 0,2мм.

Верхняя сторона.
top.png
Нижняя сторона.
bottom.png
Расположение элементов управления и индикации осталось прежним. Единственное что не влезло - дублирующий синий светодиод индикации ">18V" на нижней стороне платы. С другой стороны, при таких видах работ лучше видеть напряжометр, а он сверху. Вобщем решил, что одного достаточно. Единственным недостатком платы я вижу то, что пришлось несколько резисторов и один конденсатор разместить под АКБ, но надеюсь что толстый 2х сторонний скотч это решит.

На данный момент (30.10.2019) платы изготовлены и едут почтовыми улитками из поднебесной.

Code: Select all

Production file
1  MI                                 2019-10-22 15:44:38
2  Drilling                           2019-10-22 16:12:35
3  Copper Deposition                  2019-10-22 20:13:56
4  Image the outer layers             2019-10-22 23:01:31
5  Pattern Plating                    2019-10-23 01:21:53
6  Automatic Optical Inspection(AOI)  2019-10-23 04:52:00
7  Solder Mask                        2019-10-23 05:57:18
8  Silkscreen                         2019-10-23 09:15:00
9  Hot Air Solder Leveling(HASL)      2019-10-23 17:59:44
10 Electrical Test                    2019-10-23 18:32:03
11 Profiling,V-cut scoring            2019-10-24 00:19:37
12 Final inspection                   2019-10-24 06:51:47
В заказанных платах (они отличаются от картинок выше) уже есть два косяка, о которых я знаю на этот момент. Их я исправил. После сборки посмотрим, может есть ещё))).

UPD: 09.12.2019
Платы приехали давно (15.11.2019). Собрал пару макетов, проверил и нашёл ещё одну крупную досадную ошибку, помимо двух известных. Исправил, немного добавил "вариативности" схемы, и заказал платы заново.
Окончательный вид плат:
top_2.png
bottom_2.png
Производство уже завершено, из 30 заказанных плат выслали 29, одну "поцарапали", о чём отписались и предложили возрат или "досыл" чуть позже.

Code: Select all

Production file
1  MI                                 2019-12-02 15:29:46
2  Drilling                           2019-12-02 15:58:15
3  Copper Deposition                  2019-12-02 17:57:31
4  Image the outer layers             2019-12-02 19:22:54
5  Pattern Plating                    2019-12-03 00:16:53
6  Automatic Optical Inspection(AOI)  2019-12-03 03:55:50
7  Solder Mask                        2019-12-03 05:04:48
8  Silkscreen                         2019-12-03 08:33:14
9  Hot Air Solder Leveling(HASL)      2019-12-03 11:39:30
10  Electrical Test                   2019-12-03 11:43:13
11  Profiling,V-cut scoring           2019-12-03 17:11:01
12  Final inspection                  2019-12-03 21:18:46
В связи с большими задержками на почте, платы я получил совсем недавно. Ещё некоторое время понадобилось чтобы из собрать и протестировать. Хорошая новость - ошибок нет.
IMG_20200205_201138.jpg
Начинаем собирать!
IMG_20200215_102846.jpg
После нескольких сборок, я пришёл к выводу, что удобней всего начинать сборку с тех элементов, которые приходится паять феном. Это TP4056 и разъём microUSB.
IMG_20200215_202255.jpg
IMG_20200215_202309.jpg
Затем нужно запаять все элементы преобразователя напряжения на MT3608 и проверить что на его выходе около 5,25В. Пару раз я забывал запаивать R6 и R7 или наоборот, была "сопля", замыкающаяя R10 и преобразователь уходил в разнос (напряжение выше 50В). Если не проверить его работу до окончания сборки, то сгорит всё...
IMG_20200205_203629.jpg
Далее, самое сложное - запаять Вольтметр 0,28".
1) Под его индикатором конденсатор - его запаиваем первым.
2) Рядом 74HC04 - тоже можно запаять до индикатора, тогда будет проще.
3) Вольтметр нужно разобрать - выпять индикатор.
4) Вначале плата вольтметра припаивается тремя контактами (плюс, минус и вход) к основной плате, с помощью кусочков проволоки ~0,2мм.
5) затем устанавливается индикатор с лицевой стороны и пропаивается весь будетрброд.
IMG_20200215_114055.jpg
IMG_20200215_114423.jpg
IMG_20200215_114443.jpg
Далее запаиваем VD7 (без него не будет виртуаьной земли) и можно ещё раз проверить работу преобразователя. Если на вольтметре не удаляли элементы, то он должен показать около 5,0 Вольт.
IMG_20200205_214205.jpg
IMG_20200205_214148.jpg
Если я правильно помню, то дальше очерёдность сборки особенно не важна. Приведу два фото в хорошем разрешении, чтобы можно было рассмотреть что и куда. Красная стрелка указывает на место, где нужно перерезать дорожку, если при нажатии кнопки "GND/5V" контролька вырубается. Дело в том, что половина опробованых кнопок имеют нехорошую особенность - в момент переключения иногда замыкаются все 3 контакта, да ещё и не синхронно с двух сторон. Чуть улучшить ситуацию поможет использование только одной группы контактов.
IMG_20200209_180706.jpg
IMG_20200209_180217.jpg
Отдельно хочу упомянуть переделку входного делителя в вольтметре. Делов в том, что он имеет довольно низкое сопротивление входного делителя (30к + 2,0к). Нам надо больше, поэтому 2,0к меняем на 20к. А 30к меняем на 300к.
sch_voltmeter.GIF
sch_voltmeter.GIF (3.02 KiB) Viewed 24223 times
Подстроечный резистор 200 Ом будем менять на постоянный, но перед этим нужно откалибровать Вольтметр. Калибровать его нужно после полной сборки, т.к. в схеме много цепей, которые влияют на показания вольтметра. На фото ниже - впаян многооборотный подстроечник, с помощью него подбираем сопротивление, а затем запаиваем постоянный резистор (выше на фото видно).
IMG_20200215_092320.jpg
Калибрую я при напряжении около 9,90В.
Почему 9,90 Вольта? Причин несколько. Выше 10 Вольт запятая смещается и вместо 2х цифр после запятой отображается только одна. Ну и это максимально близко к "обычному" напряжению, которое будет измеряться (12-15 Вольт). Внизу диапазона точность немного уплывает, но в конце-концов, это же только "контролька", а не измерительный прибор.

Остается измерительный щуп и "земля". С позволения читателей, я текст и картинки скопирую из прошлой конструкции - в этой части никаких изменений не произошло.
Отдельного упоминания стоит разъём "массы". Мне всегда бесила необходимость разборки устройства для перепаивания несъёмных проводов. На своей контрольке 3 раза перепаивал провод. Один раз оторвал, 2 раза переламывался. Для того, чтобы не разбирать эту контрольку я решил поставить разъём. Очень хорошо подошёл "банан 2мм" для моделей. Сидит очень плотно, ток выдерживает приличный.
DSCN2661.JPG
Ну и "щуп"... Игрался долго. Самым оптимальным вариантом оказалась игла швейная для машинок №120 (самая толстая). Но и она тупится и ломается. Менять тоже приходится. Поэтому и тут нашёл выход - цанга от циркуля! На фото Готовальня Deli 8604, но потом я приобретал Deli 8601 - она удобней. ))) Для установки на плату нужно всего лишь сделать пропил фрезой дремелем. Ширина пропила соответствует толщине печатной платы.
IMG_20180805_113610.jpg
IMG_20180806_104358.jpg
Надёжно крепим цангу на плате. Кстати, корпус цанги латунный, т.е. паяется изумительно! Если кому-то лень заморачиваться с цангой - просто припавайте иглу на плату, предварительно закрепив иглу проволокой.
Ещё забыл сказать про светодиод подсветки. Обычный белый светодиод с широким углом свечения - типа "соломенная шляпа". Яркости достаточно, чтобы видеть куда ткнуть контролькой.
DSCN2663.JPG
На светодиод я надеваю кусочек чёрной термоусадки, чтобы он не слепил в глаза, а светил "вперёд".
Ну и, так сказать, конечный результат без "корпуса".
IMG_20200219_222315.jpg
Создаём "корпус" из прозрачной термоусадки диаметром 19мм (если её сплющить, то получается ширина 32мм).
IMG_20200301_133058.jpg
Припаиваем проводок к банану 2мм и крокодилу, и всё, готовый продукт...
IMG_20200301_152751.jpg
По просьбам трудящийхся и, ввиду отсутсвия ошибок на плате, выкладываю гербер файлы печатной платы. Именно этот архив был отправлен на производство и успешно изготовлен, поэтому ошибок и проблем быть не должно.
hprobe2.2_jlcpcb.zip
(30.6 KiB) Downloaded 734 times
Если кто будет изготавливать платы, и продавать контрольки - я не против. Но к вам большая просьба, оставлять контакт этого форума на плате или на своём сайте. Это не просто жажда новых пользователей, поверьте, мне это ни к чему. Это желание услышать отзыв о работе своего дэвайса. Может быть в 3й версии из-за этих отзывов что-то появится интересное ))).

Перечень элементов для приобретения.
02.03.2020 схему обновил. Поменялись некоторые номиналы, добавлен на схему делитель на плате вольтметра.
С перечнем элементов всё сложно. Например для ограничения тока светодиодов у меня стоят 560 Ом, но для зелёного 1кОм (на схеме все 560 Ом). У кого-то будут суперяркие светодиоды и там надо больше сопротивление - учитывайте. Далее R45 1кОм - подстроечный, т.е. "подборный". R9 - 22k, определяет подтяжку к отрицательному потенциалу входа. От него зависит входное сопротивление контрольки. Изначально планировал его 100к, но оказалось сильно много. Поставил 22к, вобщем тоже на усмотрение, можно игратся в широких пределах, но больше 100к не нужно. Остальное вроде "постоянно" )))
list.png

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 09 Dec 2019 20:56
by hardlock
Резерв1
Тут будет инструкция по эксплуатации. Пока можно смотреть на старую версию.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 15 Dec 2019 12:52
by romuald
А можно у Вас две платки приобрести...?..если останутся...

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 18 Dec 2019 15:25
by hardlock
romuald, можно, но как показала практика, стоимость доставки из РБ в Украину по цене чуть меньше стоимости всего заказа. Поэтому, приезжайте в гости.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 18 Dec 2019 20:46
by romuald
Я чего-то считал, что Вы из Запорожъя...А файлик печатки можно?

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 19 Dec 2019 16:23
by hardlock
romuald, родом из ЗП. Файлик печатки дам обязательно, как приедут вторые платы и я пойму, что они без ошибок. Надеюсь уже скоро.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 20 Dec 2019 15:55
by romuald
Спасибо! Ждем-с...

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 27 Dec 2019 11:30
by soud
Цена какова платы и контрольки в сборе . Я из Могилева))

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 27 Dec 2019 15:13
by 5ive
Тоже интересует цена устройства в сборе и возможна ли отправка в РФ?

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 30 Dec 2019 22:10
by hardlock
Я очень надеялся, что платы придут до НГ и на выходных займусь сборкой... Но они даже не на таможне ещё. Подкачала почта в этот раз. Чем бы заняться на НГ? :jokingly:
soud wrote:Цена какова платы и контрольки в сборе . Я из Могилева))
собирать массово не планировал. По крайней мере, пока. Максимум, могу продать плату.
5ive wrote:Тоже интересует цена устройства в сборе и возможна ли отправка в РФ?
ответ тот же.
отправка в РФ практикуется, но мне кажется дешевле будет Вам заказать платы. Я не делаю из них секрет. Платы изготавливаются без проблем, все модули заказываются на Али, а мелкая рассыпуха есть в каждом магазине....

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 31 Dec 2019 15:24
by Apach7771
Будем ждать проверки платы. Кстати, по моему в Китае на https://www.pcbway.ru/ сайте при регистрации дают 5 долларов бонуса.

Posted: 20 Jan 2020 23:41
by auratum
Приветствую. Можно ли купить платку иль может готовую контрольку. Видел Вашу первую ревизию в деле у Саши Гулькова - отличный инструмент.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 21 Jan 2020 09:32
by hardlock
auratum, к сожалению вторая версия плат где-то потерялась. Уже 45 дней везут черепахи самолёт из Сингапура.... Сам в шоке... Поэтому пока ничего нет.

Posted: 21 Jan 2020 20:43
by auratum
Спасибо, да мне не к спеху, сам в любом случае аккуратно так не сделаю, а заказывать плат я так понимаю надо пару десятков. Сам жду пасылки от китайцев - задерживаются, видать загуляли на Новый год...

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 28 Jan 2020 11:44
by Kenny
Я раньше заказывал на PCBway, но если плата не влазит в 100*100 либо брать больше 10 шт - ломят цену сильно.
Сейчас пользуюсь JLCPCB, беру разные платы примерно раз в месяц, например за 30 плат 30*45 взяли всего 6 баксов.
Могу гербера в след заказ кинуть, обычно везу DHL, так что приходят быстро)

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 28 Jan 2020 11:54
by hardlock
Kenny, у меня куча посылок застряла. В том числе и комплектующие для контролек. Слава богу посылка трекнулась в аэропорту, на таможне...
Kenny wrote:Могу гербера в след заказ кинуть, обычно везу DHL, так что приходят быстро)
Спасибо, но потом пересылать в РБ... получится тоже самое.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 19 Feb 2020 21:41
by hardlock
Хорошие новости. Платы пришли и я выкроил немного времени и собрал парочку. Ошибок не выявлено. Осталось найти время и дописать инструкцию по сборке.
hprobe2.jpg

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 20 Feb 2020 17:18
by Apach7771
Отлично, ждем схему платы )))

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 25 Feb 2020 07:18
by wolkus
Добрый день. Поделитесь файлом печатной платы.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 25 Feb 2020 09:31
by soud
hardlock,
Как можно приобрести контрольку в сборе либо плату ?

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 25 Feb 2020 19:22
by Apach7771
Автор писал что контрольками не торгует. Сейчас у него нет времени написать инструкцию по сборке. Поэтому остается только ждать.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 01 Mar 2020 17:18
by hardlock
Печатная плата в формате Gerber в архиве в конце первого поста. Именно этот архив был передан на производство, поэтому у Вас проблем с этим не возникнет.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 01 Mar 2020 21:20
by Apach7771
Большое спасибо за инструкцию и файлы. Платы уже заказал.
У Вас список необходимых деталей для сборки есть? Удобно было бы по списку заказывать в магазине.

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 01 Mar 2020 21:32
by hardlock
Apach7771, пока полный список не составил (в процессе), тем более там есть вариации (подбор делителя, подбор яркости светодиодов (это ещё не описал даже :( )

Re: Автомобильная контролька (hProbe2). Работа над ошибками.

Posted: 02 Mar 2020 11:32
by soud
Apach7771 wrote:Автор писал что контрольками не торгует. Сейчас у него нет времени написать инструкцию по сборке. Поэтому остается только ждать.
Так может пустую плату можно приобрести? Ради одной платы у китайцев заказывать нет смысла в сегодняшней ситуации. Найду кто сможет в Mинске ее забрать ))