Il resistore di precisione programmabile di Sebastian Harnisch è un pezzo impressionante di attrezzatura fatta in casa

Apr 21, 2024

Il produttore Sebastian Harnisch ha realizzato un resistore programmabile straordinariamente professionale, che lui chiama una "scatola di resistenza glorificata decennale" - cercando in tutto il mondo un pezzo commerciale di attrezzatura da laboratorio di precisione.

"Nel 2021/2022 ho progettato un carico elettronico CC che sarebbe stato più potente, ma anche molto più complesso delle solite soluzioni fai-da-te", spiega Harnisch parlando delle origini del progetto. "Tuttavia, dopo aver costruito un prototipo funzionante della breadboard del circuito analogico con 12 circuiti integrati inclusi precisione multipla e doppi operazionali, ho pensato che sarebbe stato meglio iniziare con un progetto più piccolo che mi avrebbe permesso di acquisire molta esperienza e scrivere gran parte del il codice non specifico dell'applicazione che avrei potuto utilizzare in seguito per la parte digitale. Ed è così che ho iniziato a lavorare su un resistore decennale programmabile, uno strumento piuttosto specializzato per applicazioni di nicchia."

Una scatola decennale è, in effetti, una versione più precisa di un varistore: invece di girare una manopola per regolare la sua resistenza tra due valori, puoi programmarla esattamente su ciò di cui hai bisogno. In genere, si tratta in gran parte di un'operazione manuale che coinvolge interruttori di contatto fisici o cavi di collegamento, ma il resistore di precisione programmabile Harnisch si trova sulla scrivania e fornisce non solo una resistenza controllabile con precisione, ma oltre a una serie di altre funzionalità.

"Il resistore decennale programmabile è costituito da tre blocchi funzionali principali", spiega Harnisch. "Alimentazione (scheda di alimentazione). Decadi programmabili, circuiti di controllo e driver (scheda madre). Interfaccia utente (scheda di interfaccia utente). Il controller principale della scheda madre contiene la logica aziendale per controllare i relè, leggere gli ingressi esterni ed eseguire USB e interfacce utente. Il controller principale comunica con la scheda di interfaccia utente tramite I2C che gestisce il multiplexing del display LED alfanumerico, scansiona la matrice di commutazione, decodifica i segnali dell'encoder rotativo e pilota il cicalino.

La scheda madre è gestita da un microcontrollore STMicro STM32G441KBT6, con una EEPROM collegata tramite I2C per l'archiviazione dei dati. Sono presenti un totale di 39 relè non bistabili, controllati utilizzando tre driver LED a corrente costante a bassa tensione che agiscono come un registro a scorrimento a 48 bit. "Certo," nota Harnisch, "la scelta di un driver LED a corrente costante come driver relè è un po' strana. Tuttavia, le condizioni operative del componente lo consentono e il componente è stato scelto per pilotare il display LED sulla scheda UI. ."

In altre parti della macchina sono presenti due sensori di temperatura, utilizzati per la calibrazione, due ingressi esterni con riferimento a terra che possono fungere da ingressi digitali, attivare ingressi o inibire segnali e, ovviamente, una connessione USB, che espone il dispositivo a una macchina host tramite un'interfaccia SCPI (Comandi standard per strumenti programmabili). Un pannello frontale offre un maggiore controllo locale, con un display alfanumerico luminoso per un feedback immediato sulle impostazioni.

Questo progetto non è l'unico contatto di Harnisch con l'interfaccia SCPI: già ad aprile aveva mostrato un termometro da tavolo che forniva il controllo SCPI tramite USB, rilevando le letture da un sensore TMP117M di Texas Instruments e stampandole su una coppia di sensori Hewlett-Packard HPDL-1414. display alfanumerici GaAsP-LED.

Il progetto è dettagliato dettagliatamente sul blog di Harnisch, attraverso una serie di post.