O resistor de precisão programável de Sebastian Harnisch é uma peça impressionante de equipamento caseiro

Apr 21, 2024

O fabricante Sebastian Harnisch finalizou um resistor programável impressionantemente profissional, que ele chama de "caixa de resistência da década glorificada" - parecendo para todo o mundo uma peça comercial de equipamento de laboratório de precisão.

“Em 2021/2022 projetei uma carga eletrônica DC que seria mais capaz, mas também muito mais complexa do que as soluções DIY habituais”, explica Harnisch sobre as origens do projeto. "No entanto, depois de construir um protótipo de placa de ensaio funcional do circuito analógico com 12 CIs incluindo precisão múltipla e amplificadores operacionais duplos, pensei que seria melhor começar com um projeto menor que me permitiria ganhar muita experiência e escrever muito de o código não específico da aplicação que eu poderia usar mais tarde para a parte digital. E foi assim que comecei a trabalhar em um resistor de década programável, uma ferramenta bastante especializada para aplicações de nicho."

Uma caixa de década é, na verdade, uma versão mais precisa de um varistor: em vez de girar um botão para ajustar sua resistência entre dois valores, você pode programá-lo exatamente para o que você precisa. Normalmente, isso é um assunto manual envolvendo interruptores de contato físico ou fios de plugue - mas o resistor de precisão programável Harnisch fica sobre a mesa e fornece não apenas uma resistência controlável com precisão, mas uma série de outros recursos ao lado.

“O resistor programável de década consiste em três blocos funcionais principais”, explica Harnisch. "Fonte de alimentação (placa de fonte de alimentação). Décadas programáveis, circuitos de controle e driver (placa principal). Interface do usuário (placa de interface do usuário). O controlador principal da placa-mãe contém a lógica de negócios para controlar os relés, ler as entradas externas e executar o USB e interfaces de usuário. O controlador principal se comunica com a placa de interface do usuário por meio de I2C, que lida com a multiplexação do display LED alfanumérico, varre a matriz do switch, decodifica os sinais do codificador rotativo e aciona a campainha.

A placa-mãe é acionada por um microcontrolador STMicro STM32G441KBT6, com uma EEPROM conectada via I2C para armazenamento de dados. Há um total de 39 relés sem travamento, controlados por três drivers de LED de corrente constante de baixa tensão que atuam como um registrador de deslocamento de 48 bits. "É certo", observa Harnisch, "a escolha de um driver de LED de corrente constante como driver de relé é um pouco estranha. No entanto, as condições operacionais da peça permitem isso e a peça foi escolhida para acionar o display LED na placa UI ."

Em outras partes da máquina estão dois sensores de temperatura, usados ​​para calibração, duas entradas externas com referência à terra que podem atuar como entradas digitais, acionar entradas ou inibir sinais e, é claro, uma conexão USB - expondo o dispositivo a uma máquina host através de uma interface de comandos padrão para instrumentos programáveis ​​(SCPI). Um painel frontal fornece mais controle local, com um display alfanumérico brilhante para feedback imediato sobre as configurações.

Este projeto não é o único contato de Harnisch com a interface SCPI: em abril ele exibiu um termômetro de mesa que fornecia controle SCPI via USB, fazendo leituras de um sensor Texas Instruments TMP117M e imprimindo-as em um par de Hewlett-Packard HPDL-1414 Displays GaAsP-LED alfanuméricos.

O projeto é detalhado na íntegra no blog de Harnisch, em uma série de postagens.