Wie man mbed liebt und es dann zweimal vermasselt

    Dieser Artikel schließt eine Reihe von Veröffentlichungen zur Entwicklung eines Messgeräts in der Online-IDE von ARM ab.

    Tatsächlich ist die Geschichte über die Entwicklung von Software für Mikrocontroller und über die verwendeten Hardwarebausteine ​​bereits abgeschlossen. Bis zu fünf Artikel sind erschienen. Aber ich liebe ganze Geschichten, deshalb erzähle ich Ihnen, wie alles ruiniert wurde, als ich versuchte, das entwickelte System in den Fall einzuschließen. Zweimal.

    Vorherige Artikel:


    Nun, es ist nicht alles völlig ruiniert, aber die Fehler, die passiert sind, sind ziemlich lustig.

    1. Wie alles gedacht wurde



    Wir entwickeln keine Elektronik, wir liefern elektronische Komponenten. Das Gerät wurde ausschließlich konzipiert und implementiert, um die Funktionsweise von zwei Hardware-Einheiten zu demonstrieren - einem schönen kapazitiven TFT-Display von Riverdi und einem Relativfeuchtesensor der HYT-Serie von IST-AG.

    Das heißt, es war nie geplant, etwas Ähnliches in Serie zu veröffentlichen oder auch nur ein zweites solches Gerät herzustellen. Aus diesem Grund und auch, weil sich das Gerät leicht in Teile zerlegen lässt, legen wir dem Gehäuse keine speziell gefertigte kompakte Leiterplatte bei, sondern nur ein paar Fehler vom Hersteller - mit nicht verwendeten Hardware-Blöcken, Anschlüssen von Steckern und dem Rest der Hässlichkeit.



    Nach Rücksprache mit Kollegen, die an der Lieferung und Weiterentwicklung der Gehäuse für CEA beteiligt sind, wurde beschlossen, die Rücknahme vorzunehmenund ein Bein aus dem OKW-Standardgehäuse, und drucken Sie die Vorderwand selbst aus. Darüber hinaus wurden „interne“ Teile auf einem 3D-Drucker gedruckt - eine kleine Kamera zur Installation des HY-271-Sensors und Teile zur Montage von Platinen im Inneren des Gehäuses.



    Beim Erstellen eines Modells zum Drucken wurden die Programme SolidWorks und Polygon verwendet. Der Drucker verwendet die derzeit gängigste Technologie - Fusing Deposition Modeling (FDM).



    Drucken ist überhaupt nicht mein Profil, daher sage ich nur gebräuchliche Wörter.

    Das Wesen der Schichttechnologie spiegelt sich in ihrem Namen wider. Nach dem Erstellen eines dreidimensionalen Modells des Teils und dem Laden dieses Modells in den Drucker beginnt das schichtweise Auftragen von heißem Kunststoff, der unmittelbar nach dem Auftragen der nächsten Schicht aushärtet. Im Gegensatz zu anderen 3D-Drucktechnologien ist das bewegliche Element in FDM ein Extruder - eine Düse, auf der Kunststoff schmilzt und auf das Modell extrudiert.

    Die Nachteile dieser Drucktechnologie sind Schrumpfung und niedrige Druckauflösung. Durch das Schrumpfen kann die Größe des Endprodukts beeinträchtigt (und beeinflusst) werden. Eine niedrige Druckauflösung führt zu einer geschichteten Oberfläche, die mit bloßem Auge erkennbar ist. Diese Mängel werden jedoch durch die niedrigen Kosten für Geräte und Materialien für den Schichtdruck mehr als ausgeglichen, weshalb wir in den letzten Jahren von jedem Eisen den 3D-Druck gehört haben.

    Der Schichtdruck eignet sich hervorragend zur Herstellung von Einzelteilen und Prototypen für die Massenproduktion. In meinem Fall reichte die Druckqualität für die Teile, die in das Gehäuse passen, aber die Oberfläche der vorderen Abdeckung des Gehäuses musste verfeinert werden - geschliffen, poliert, fertiggestellt und sogar mit einem Föhn leicht erwärmt . In wenigen Stunden war es möglich, die Kunststoffschichten auf der Oberfläche des Deckels nahezu unsichtbar zu machen.

    Fahren wir mit der Versammlung fort. Lassen Sie mich daran erinnern, dass für das Projekt der HYT-271-Sensor verwendet wird, ein Modell des relativen Feuchtigkeitssensors, das ohne Metallschutzgehäuse hergestellt wurde. Es wurde beschlossen, den Sensor in einer kleinen Kammer ohne Vorderwand zu platzieren und diese Kamera an der vorderen Abdeckung des Gehäuses zu befestigen, wo ziemlich große Öffnungen vorgesehen sind, um den Sensor mit der Umgebung in Kontakt zu bringen.



    Die Debug-Karte mit dem eingebauten EFM32-Mikrocontroller und die Adapterkarte zum Anschließen des Displays sind auf der Leiterplatte montiert. An dieser Platte sind auch Löcher zur Befestigung am vorderen Gehäusedeckel vorgesehen.





    Auf der Frontabdeckung ist ein TFT-Display installiert. Das RVT43ULFNWC0x-Display ist für die Montage in einem Loch vorgesehen. Es ist mit einem dekorativen Rahmen ausgestattet, der auf der Rückseite einen Klebestreifen aufweist und die Ränder des Lochs abdeckt.



    2. Wie hat das alles geklappt?



    Alles sieht ziemlich anständig aus, aber die Genauigkeit des zusammengebauten Geräts war viel geringer als die Genauigkeit desselben Geräts im zerlegten Zustand.

    Fehler # 1


    Natürlich war von Anfang an klar, dass der Betrieb des Temperatur- und relativen Feuchtigkeitssensors, der sich im Inneren des Gehäuses befindet (wenn auch in einer separaten Kammer), von der ihn umgebenden Elektronik beeinflusst wird. Der eingeführte Fehler sollte jedoch gering sein, und wir messen tatsächlich nichts. Das Gerät demonstriert einfach die Funktionsweise der Komponenten, sodass Sie beim Sprechen über das Display oder den Sensor etwas in Ihren Händen drehen können. Kurz gesagt, es wurde von Anfang an beschlossen, den Sensor nicht zu stören und nicht in einiger Entfernung von anderen Bauteilen zu platzieren.

    Aber der Fehler ist nicht einmal das.

    Die Kamera, in der sich der Sensor befindet, ist an der Vorderwand des Gehäuses angebracht. Dort, an der Vorderwand, etwa einen Zentimeter höher, befindet sich ein Touch-TFT-Display. Auf der Rückseite des Displays befinden sich das Display-Steuerungssystem - der Grafik-Controller FT801 und die Display-Matrix-Steuerschaltung.



    Nach mehreren Betriebsstunden erwärmt sich das TFT-Modul ungleichmäßig, wobei der größte Teil der Wärme vom Matrix-Steuerkreis stammt. Schon geraten, wo die Kamera mit dem Sensor gelandet ist?



    Fehler # 2


    Beim erneuten Zerlegen des Geräts verringerte sich natürlich der Fehler bei der Temperaturmessung. Der Sensor hat jedoch immer noch geschummelt - die Genauigkeit der Messungen entsprach nicht der Genauigkeit, die der Sensor vor dem Einbau in das Gehäuse zeigte.

    Das Rätsel wurde einfach gelöst. Der Sensor für relative Feuchtigkeit weist ein empfindliches Element auf, dessen Kapazität sich proportional zur relativen Feuchtigkeit des Mediums ändert. Das empfindliche Element basiert auf einem feuchtigkeitsempfindlichen Polymer und dieses Polymer ist verschiedenen Gasen ausgesetzt. Dies ist das Problem bei allen kapazitiven Feuchtesensoren. Die Wirkung einiger Gase auf die Sensoren der HYT-Serie wird durch Erhitzen (ca. 140 ° C für 2-3 Minuten) behandelt, die Wirkung anderer Gase ist irreversibel.

    Mein Fehler war jedenfalls, dass der Sensor sofort nach dem Drucken im Gehäuse eingebaut wurde. Es war dumm - der Fall roch am Ende immer noch nach Plastik! Infolgedessen "atmete" das Polymer mit Kunststoffdampf ein und sein Ausgangsverhalten bewegte sich sicher heraus.



    Hier ist eine Geschichte. Fehler werden berücksichtigt und korrigiert, aber es ist nicht interessant, darüber zu lesen oder zu schreiben.

    »Ein Video, das die Bedienung des Geräts demonstriert, kann auf youtube angesehen werden .
    »Der Quellcode für den Mikrocontroller ist unter developer.mbed.com verfügbar .
    »Links zu Artikeln, die den gesamten Softwareentwicklungsprozess beschreiben, finden Sie am Anfang dieses Artikels .

    Fazit



    Abschließend danke ich dem Leser traditionell für Ihre Aufmerksamkeit und erinnere Sie daran, dass Fragen zur Verwendung der Produkte, über die wir im Habré schreiben, auch an die in meinem Profil angegebene E-Mail-Adresse gesendet werden können.

    PS Ja, wir beschäftigen uns auch mit CEA-Fällen.

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