Как собрать монитор своими руками

от admin

Возможно самому собрать монитор из комплектующих?

Всем привет.
Хочу монитор 3440*1440 с IPS и со 144 Гц. до 40к.
Сейчас владею точнотаким, но с VA.

Случайно на Авито сегодня нашел такое объявление

Для сборки можно отдать с СЦ, корпус тоже можно найти, поэтому такое не рассматривается.
Спасибо
ПС. #1: объявления

  • Вопрос задан более трёх лет назад
  • 541 просмотр

Средний 1 комментарий

  • Facebook
  • Вконтакте
  • Twitter

Собрать можно, но требуется опыт и знания. У китайцев есть универсальные платы, что бы к ним подключить матрицу и организовать питание и контроль. Получается что-то самопального телевизора с уймой видеовыходов и видеопортов. Будет ли это юзабельно для того что бы использовать как монитор — зависит от комплектующих и прошивки. Сам не занимался, просто знаю что есть такая возможность

Да, но это настолько непростой вопрос, что проще сказать нет.

Мониторы не появляются из воздуха. Их разрабатывают, пишут прошивки, тестируют. Для этого часто могут использоваться инженерные незалоченные материнки, в которых можно менять прошивку, что-то обновлять.

Обычно все инженерные платы под строгим контролем, и после разработки их уничтожают, но бывает что проконтролировать это сложно. Либо продакшен платы можно попробовать подпаять и разлочить, залив туда другую прошивку.
Бывает, что производитель использует те же материнки для разных моделей с минимальными модификациями.

Но все это ковырять — весьма непростая задача, не совсем на уровне проводков и дорожек. Обычно требуется человек, который либо работал в сервис центре этого производителя, либо непосредственно в инженерном R&D. Ну либо вообще давно с мониторами и как-то получилось разобраться.

То, что такой монитор будет дешевле чем из магазина — ну это разве что за счет того, что он БУ и не нужен тому, кто его перековырял. Надежность может быть не 100%, гарантии тем более нет никакой, случаи слишком единичны, потому что просто нет смысла таким заниматься на потоке.

  • Facebook
  • Вконтакте
  • Twitter

MRoose

так многие произзводители закупают матрицы, а изготовителей матриц мало.
У меня на AOC как у Xiaomi от Samsung.

В готовых мониторах же берут за бренд, подсветку, доп. порты и эргономику — ради IPS готов отказаться от таких плюшек из коробки.

Материнок кастомных не бывает?
+ моник можно разгонять в панели Nvidia

Собираем игровой монитор своими руками

Пока в большинстве городов не только России, но и мира, действуют ограничения разной степени строгости на передвижение, в том числе на автомобильном транспорте, водителям приходится придумывать себе всевозможные занятии в стенах собственных домов, чтобы не сойти с ума от скуки и безделья.

Собираем игровой монитор своими руками

Один из наиболее популярных видов досуга в наши дни — компьютерные игры, увлечение которыми на период пандемии одобрила даже Всемирная организация здравоохранения. Но чтобы играть в серьезные игры, предпочтительнее иметь в своем арсенале хорошее «железо». И это касается не только процессора, но и монитора.

В последние годы востребованными стали широкоформатные мониторы UHD, а также устройства с высокой частотой обновления кадров. Однако они стоят немалых денег, которые в разгар пандемии многим приходится экономить. В то же время специалисты уверяют, что прокачать монитор пользователь может своими силами, если обладает достаточными знаниями и необходимым набором комплектующих.

Собираем игровой монитор своими руками 3

Энтузиасты, имеющие представление о работе с подобным материалом, начиная от телемастеров и заканчивая просто фанатами всевозможной электроники, могут попробовать самостоятельно доработать свой подержанный монитор, чтобы повысить его технические характеристики.

По совету одного такого любителя, нужно поспрашивать запчасти у знакомых работников сервисных центров, матрицы и платы от списанных мониторов более высокой частоты обновления кадров, либо поискать на соответствующих форумах или торговых онлайн- платформах, где такая продукция выставляется на продажу. Там можно найти недорогие детали и попробовать собрать более мощный агрегат с высоким разрешением. Главное — определиться с моделями нужных плат.

Естественно, если вы плохо в этом разбираетесь, лучше найти толкового консультанта в этой сфере, наверняка они есть среди ваших знакомых (как минимум, программист вашей компании или друг вашего сына, окончивший курсы по ремонту компьютерной техники). Точно так же можно расспросить знающих людей о технологии усовершенствования старого монитора с помощью приобретенных деталей. Возможно, вы даже найдете в интернете нечто наподобие видеоуроков по сборке мониторов своими руками и почерпнете оттуда полезную для себя информацию.

Кто-то может сказать, что вместо покупки необходимых запчастей проще найти объявление о продаже более мощного подержанного монитора по относительно доступной цене. Возможно, для кого-то это будет оптимальным решением. Но согласитесь, сегодня, когда в отличие от денег, свободного времени у вас просто завались, было бы отличным решением занять его не просто интересным и полезным с точки зрения экономии средств делом, но и приобрести очень ценные технические навыки. И, может быть, дать начало новому увлечению, которое в перспективе способно перерасти в новую для вас востребованную в условиях карантина профессию. Подумайте над этим.

Делаем монитор своими руками

Всем привет, странствующие интернетом! Давно задумал поменять себе монитор, но пересмотрев много чего на душе не осталось ни одного существенного. И тут я задумал вот что. Решил сделать монитор своими ручками. А делать его задумал из матриц ноутбука асус 15.6. В интернете инфы полно как из матрици ноута сделать дополнительный монитор. Но я реши пойти дальше. и подключить сразу 5 матриц!) Соответственно на них приобрету пять переходников и пять блоков питания (как на видео), бюджет — 1500 грн (300 грн за комплект) +3 матрицы (две идентичные имеются у меня и 3 буду покупать) — 2100 грн (800 за штуку, но если 3 буду брать то 100 скинут на шт) и крепежка под ТВ (настенная) — 500 грн + прямые руки ИТОГО: 4100 грн. Так вот, вопрос такой: какая видеокарта такую радость потянет, стоит сейчас 2гб GeForce GTX 760. Имеется 2HDMI и 2DVI порта, то есть 5 вообще нет. Как собрать такую конструкцию, и не жирно 5 матриц? может лучше 3?(и видеокарта потянет и дешевле намного получится)? В конце получить хочу примерно что на фото. Да и еще, можно ли эту всю радость подключить под выход одного HDMI под PS??

Очень плохая идея. Начнем.
>из матриц ноутбука асус 15.6
Матрица TN? Тогда не стоит, лучше IPS, иначе какой толк.
Плюс, это все равно будет 5 отдельных мониторов, для каждого из которых придется городить переходник из ноутбучного разъема до нормального, и потом это куда-то тыкать.
Уже имеем — плохие цвета, кучу геморроя. Плюс, придется придумывать корпус, чтобы это выглядело не так плохо.
Лучше всего — просто купи два 4к монитора, и наслаждайся. Перегородки, как на картинке на самом деле очень сильно будут бесить.

>Да и еще, можно ли эту всю радость подключить под выход одного HDMI под PS??
Только если найдешь способ соединить их логически в один монитор, но это очень маловероятно.

Видеокарта потянет любая, это не очень затратно, т. к. отображать 2д рабочий стол не так уж и тяжело.

Теплый ламповый дисплей. Собираем монитор из электронно-лучевой трубки

На­вер­няка все видели часы на элек­трон­но‑лучевых труб­ках или экра­нах осциллог­рафов. Пос­ле неоно­вых часов это, навер­ное, сле­дующая по популяр­ности лам­повая замороч­ка. Обыч­но, кро­ме цифер­бла­та и нес­коль­ких цифр, на него ничего не выводят, и это таки не слу­чай­но! Собс­твен­но, о при­чинах дан­ного явле­ния мы и будем даль­ше мно­го говорить, а так­же обсу­дим те осо­бен­ности тру­бок и схе­мотех­ники, о которых обыч­но в интерне­те не пишут.

На­зывать ради­олам­пы труб­ками, элек­трон­ными труб­ками, ваку­умны­ми труб­ками и кла­пана­ми без­гра­мот­но. Прос­какива­ют такие наз­вания обыч­но по вине горе‑перевод­чиков, одна­ко в слу­чае элек­трон­но‑лучевых тру­бок и рен­тге­нов­ских тру­бок наз­вание плот­но уко­рени­лось и теперь общепри­нято. Такие дела.

Электронно-лучевая трубка

Элек­трон­но‑лучевые труб­ки, пожалуй, самые слож­ные ради­олам­пы в пла­не устрой­ства и управле­ния. Пред­назна­чены они, как нес­ложно догадать­ся, для вывода изоб­ражения. Здесь и далее мы будем говорить толь­ко об осциллог­рафичес­ких труб­ках с элек­трос­татичес­кой фокуси­ров­кой и элек­трос­татичес­ким откло­нени­ем.

Как все‑таки работа­ет такая лам­па? Элек­тро­ны испуска­ются катодом, пос­ле чего про­ходят через сис­тему фокуси­ров­ки, которая в прос­тей­шем слу­чае сос­тоит из трех элек­тро­дов, как на рисун­ке выше. Пер­вый элек­трод управля­ет яркостью, вто­рой фокуси­ров­кой, а тре­тий, уско­ряющий, отве­чает за астигма­тизм. Пос­ле это­го пучок про­лета­ет через две пары откло­няющих элек­тро­дов, отве­чающих за горизон­таль­ное и вер­тикаль­ное откло­нение.

За­тем элек­тро­ны долета­ют до слоя люмино­фора и зас­тавля­ют его све­тить­ся. Если фокуси­ров­ка нас­тро­ена, то на экра­не горит точ­ка, положе­ние которой опре­деля­ется нап­ряжени­ем на откло­няющих элек­тро­дах. Изме­няя это нап­ряжение, мы можем выводить изоб­ражение. Но это все общие сло­ва, теперь перей­дем к кон­кре­тике, о которой обыч­но не пишут, раз­ве что на темати­чес­ких форумах.

Выбор трубки

Для экспе­римен­тов я выб­рал труб­ку 6ЛО1И. Мотиви­рова­ла меня ее низ­кая сто­имость (мне этот девайс обо­шел­ся в 400 руб­лей) и ее ком­пак­тность.

6ЛО1И6ЛО1И

Од­нако уже во вре­мя сбор­ки и нас­трой­ки я осоз­нал, нас­коль­ко это пло­хой выбор, ведь имен­но из‑за исполь­зования 6ЛО1И я стол­кнул­ся с таким количес­твом труд­ностей. А дело в том, что у труб­ки есть такой показа­тель, как чувс­тви­тель­ность откло­няющей сис­темы. Изме­ряет­ся она в мил­лимет­рах на вольт, и у 6ЛО1И это зна­чение сос­тавля­ет око­ло 0,15 мм/В, для оси X — чуть мень­ше, для оси Y — чуть боль­ше. Такая чувс­тви­тель­ность край­не низ­кая, и для дви­жения луча по горизон­тали от левого края экра­на до пра­вого нуж­но поряд­ка 250 В, а по вер­тикали око­ло 200 В. Это доволь­но мно­го и тре­бует от виде­оуси­лите­ля очень хороше­го быс­тро­дей­ствия. Собс­твен­но, если пос­мотреть, что имен­но выпус­кала про­мыш­ленность на этих труб­ках, то ста­новит­ся ясно, что это были «показо­мет­ры» с шириной полосы не более нес­коль­ких десят­ков килогерц, нап­ример ОМШ-3М.

Здесь, прав­да, мож­но нем­ного схит­рить и понизить анод­ное нап­ряжение на труб­ке с пас­пор­тно­го 1200 В до, ска­жем, 700–1000 В. Яркость при этом сни­зит­ся, а чувс­тви­тель­ность откло­няющей сис­темы замет­но воз­растет, и в дан­ном слу­чае это разум­ный ком­про­мисс. В общем, советую взять труб­ку поп­рилич­нее — это силь­но упростит ковыря­ния с виде­оуси­лите­лем.
Но есть у 6ЛО1И и дос­тоинс­тва: устрой­ство ее нес­ложное, поэто­му и схе­ма питания у нее прос­тая.

Питание и обвязка трубки

Пе­ред тем как изоб­ретать свой велоси­пед, неп­лохо бы озна­комить­ся с уже изоб­ретен­ными вари­анта­ми. По уму, конеч­но, сто­ило бы соб­рать для анод­ного нап­ряжения импуль­сник со ста­били­заци­ей. Но пос­коль­ку для накала нуж­но 6,3 В, а в осциллог­рафичес­ких труб­ках боль­шая часть высоко­го нап­ряжения пода­ется на катод, то есть потен­циал катода око­ло –900 В, источник питания накала дол­жен быть надеж­но изо­лиро­ван от мас­сы. Про­ще все­го про­вер­нуть этот финт, исполь­зуя накаль­ную обмотку.

А раз уж нуж­на накаль­ная обмотка, зна­чит, тран­сфор­матор будет содер­жать и анод­ную обмотку, поэто­му высокое нап­ряжение мож­но получить умно­жите­лем. Как говорит­ся, 1000 В — это все­го лишь три раза по 330 В. Поэто­му, вдох­новив­шись про­ектом прос­того осциллог­рафа на 6ЛО1И, я раз­работал свою схе­му, в которой от исходной остался толь­ко кон­цепт.

warning

Раз­ность потен­циалов меж­ду положи­тель­ным и отри­цатель­ным пле­чами источни­ка питания пре­выша­ет 1000 В! Удар таким нап­ряжени­ем смер­тель­но опа­сен, а кро­ме того, это очень боль­но. Поэто­му будь край­не вни­мате­лен и осто­рожен! А если нет опы­та в работе с высоким нап­ряжени­ем, воз­можно, луч­ше и не свя­зывать­ся с этим бло­ком питания. Я пре­дуп­редил.

Читать:
Когда лучше сдавать на права зимой или летом

Схема блока питания и обвязки 6ЛО1ИСхе­ма бло­ка питания и обвязки 6ЛО1И

Ос­новой бло­ка питания слу­жит 30-ват­тный торо­идаль­ный тран­сфор­матор с дву­мя обмотка­ми, накаль­ной и анод­ной. Анод­ная обмотка выда­ет 235 В, которые пос­тупа­ют на вып­рямитель и ум­ножитель. Вып­рямитель при­менен одно­полу­пери­одный, так как он хорошо сочета­ется с умно­жите­лем, а токи пот­ребле­ния схе­мы око­ло 0,5 мА. На выходе вып­рямите­ля получа­ем око­ло +330 В. На выходе умно­жите­ля име­ем, соот­ветс­твен­но, око­ло –660 В, что в сум­ме дает нам 1000 В — впол­не дос­таточ­ное нап­ряжение для работы труб­ки.

Об­рати вни­мание на резис­торы, шун­тиру­ющие кон­денса­торы вып­рямите­ля и умно­жите­ля: они могут сущес­твен­но прод­лить твою жизнь, пос­коль­ку кон­денса­торы — шту­ка ковар­ная (см. пре­дуп­режде­ние). Вооб­ще говоря, нес­мотря на пас­пор­тное анод­ное нап­ряжение 1200 В, 6ЛО1И работа­ет и от 1000 В, и даже от 500 В. При этом повыша­ется чувс­тви­тель­ность откло­няющей сис­темы и сни­жает­ся яркость све­чения.

При 1000 В яркость впол­не при­лич­ная. Обвязка самой 6ЛО1И впол­не стан­дар­тная, как и в упо­мяну­том выше про­екте. Сто­ит так­же обра­тить вни­мание, что к обще­му про­воду под­клю­чен не выход вып­рямите­ля, а сред­няя точ­ка делите­ля на резис­торах R5/R6. Это нуж­но, что­бы при­под­нять нап­ряжение на откло­няющих элек­тро­дах при исполь­зовании окон­чатель­ного вари­анта виде­оуси­лите­ля.

Де­ло в том, что нап­ряжение на вто­ром ано­де (астигма­тизм) дол­жно быть чуть ниже, чем на откло­няющих элек­тро­дах. Если нап­ряжение на них низ­ковато, то и на вто­ром ано­де его при­дет­ся занижать, в резуль­тате пада­ет яркость, исполь­зование же делите­ля поз­воля­ет обой­ти эту проб­лему. Да, нас­трой­ки яркости, фокуса и астигма­тиз­ма вли­яют друг на дру­га. Если вклю­чить устрой­ство на этом эта­пе, пос­ле прог­рева на экра­не появит­ся точ­ка, которую мож­но сфо­куси­ровать. Сиг­нал пода­ется на откло­няющие плас­тины, выводы 10, 11 опре­деля­ют откло­нение по оси Y, выводы 7, 8 — откло­нение по оси X. Теперь перей­дем к виде­оуси­лите­лю.

6ЛО1И с блоком питания и обвязкой6ЛО1И с бло­ком питания и обвязкой

Видеоусилитель

Од­но из луч­ших решений для пос­тро­ения виде­оуси­лите­ля — диф­ферен­циаль­ный кас­кад. При про­чих рав­ных такой кас­кад поз­воля­ет получить в два раза боль­ший раз­мах выход­ного сиг­нала, а учи­тывая, что откло­няющие плас­тины сим­метрич­ны, диф­ферен­циаль­ный кас­кад нап­рашива­ется сам собой. В боль­шинс­тве опи­сан­ных в интерне­те конс­трук­ций, выводя­щих изоб­ражение на осциллог­рафичес­кую труб­ку, исполь­зует­ся прос­тей­ший диф­ферен­циаль­ный кас­кад на маломощ­ных высоко­воль­тных тран­зисто­рах, нап­ример как здесь. С него я и начал.

Ис­ходный вари­ант виде­оуси­лите­ля

Од­нако это решение неудоб­но, так как тре­бует допол­нитель­ного сме­щения на базу пер­вого тран­зисто­ра, в про­тив­ном слу­чае кас­кад работа­ет в нелиней­ном режиме, что совер­шенно неп­рием­лемо. Хотя если хочет­ся пос­мотреть фи­гуры Лис­сажу, а в качес­тве источни­ка сиг­нала исполь­зовать завод­ской ГСС, где мож­но задать сме­щение в пару вольт отно­ситель­но зем­ли, то такое решение впол­не рабочее. Изба­вить­ся от необ­ходимос­ти внеш­него сме­щения мож­но, исполь­зуя дву­поляр­ное питание, что я и сде­лал.

Простейший вариант видеоусилителяПрос­тей­ший вари­ант виде­оуси­лите­ля

Уси­литель Y-канала иден­тичен. Как видишь, здесь появил­ся еще один источник питания — 5 В, это усложня­ет блок питания, но реша­ет проб­лему сме­щения, поэто­му на вход мож­но подавать сиг­нал непос­редс­твен­но с ЦАПа. Этот вари­ант уси­лите­ля чрез­вычай­но прост и под­ходит для экспе­римен­тов с труб­кой, одна­ко име­ет сущес­твен­ные огра­ниче­ния. И это в пер­вую оче­редь быс­тро­дей­ствие. Так, полоса про­пус­кания дан­ного уси­лите­ля будет око­ло 10 кГц, и выше этой час­тоты уси­ление дос­таточ­но быс­тро сни­жает­ся.

И что с того, спро­сишь ты? А из это­го сле­дует, что количес­тво сем­плов ЦАПа будет огра­ниче­но полосой про­пус­кания, что, в свою оче­редь, будет огра­ничи­вать раз­мер изоб­ражения (количес­тво точек), которое мож­но отри­совать без мер­цания. В дан­ном слу­чае количес­тво точек будет поряд­ка 500. А если под­нять час­тоту ЦАП, то изоб­ражение будет иска­жать­ся.

С дру­гой сто­роны, нес­коль­ко сотен точек впол­не дос­таточ­но для отри­сов­ки цифер­бла­та и стре­лок, нес­ложной геомет­ричес­кой кар­тинки или тех же фигур Лис­сажу. Собс­твен­но, в боль­шинс­тве конс­трук­ций подоб­ное изоб­ражение и выводят. А что делать, если мы хотим боль­шего, нап­ример вывес­ти на экран дос­таточ­но слож­ную кар­тинку в пару десят­ков тысяч точек? Для это­го при­дет­ся под­нимать быс­тро­дей­ствие, и самый прос­той спо­соб это сде­лать — под­нять токи выход­ного кас­када.

Кро­ме того, сто­ит иметь в виду, что кол­лектор­ные резис­торы вмес­те с емкостью откло­няющей сис­темы и выход­ной емкостью тран­зисто­ра обра­зуют RC ФНЧ, час­тоту сре­за которо­го мож­но при­мер­но при­кинуть, взяв емкость, ска­жем, 15 пФ. На прак­тике получа­ется замет­но хуже, чем в теории, ну да это как всег­да. Для резис­торов 220К получа­ется зна­чение 48,25 кГц, а для резис­торов 3К уже 3,54 МГц — то, что надо.

Нес­коль­ко усложним схе­му, исполь­зовав кас­кодное вклю­чение тран­зисто­ров. Такое вклю­чение поз­воля­ет сде­лать схе­му менее кри­тич­ной к парамет­рам высоко­воль­тных тран­зисто­ров. В целом кас­код работа­ет как иде­али­зиро­ван­ный кас­кад с общим эмит­тером. Нас, конеч­но, это не спа­сет, пос­коль­ку мы все рав­но упремся в парамет­ры труб­ки, зато поз­волит исполь­зовать дешевые высоко­воль­тные тран­зисто­ры в вер­хнем пле­че, нап­ример MJE13003, MJE13005. Одна­ко луч­ше все‑таки 2SC2611 или КТ940А.

Кро­ме того, добавим источник тока в эмит­терные цепи — так и работа­ет луч­ше, и нас­тра­ивать гораз­до удоб­нее. А сверх того на вход пос­тавим исто­ковые пов­торите­ли, что­бы не шун­тировать ЦАП. В пер­вом вари­анте схе­мы их не было, одна­ко ока­залось, что уси­литель замет­но шун­тировал ЦАП и силь­но про­сажи­вал нап­ряжение, потому пов­торите­ли приш­лось добавить.

Схема видеоусилителяСхе­ма виде­оуси­лите­ля

Дан­ный уси­литель обес­печива­ет полосу око­ло 1,5 МГц при раз­махе сиг­нала на выходе каж­дого пле­ча 75 В и уси­лении око­ло 15. При этом замена тран­зисто­ров на MJE13005 дает при­мер­но такой же резуль­тат, и улуч­шить его малыми уси­лиями уже не получит­ся. Нас­трой­ка уси­лите­ля сво­дит­ся к подс­трой­ке источни­ков тока резис­торами RV2 и RV5: нуж­но добить­ся на кол­лекто­рах тран­зисто­ров Q2, Q5, Q7, Q10 нап­ряжения чуть выше полови­ны питания (око­ло 120 В), а так­же к под­бору кон­денса­торов час­тотной кор­рекции С3, С6, С9, С12.

Сто­ит заметить, что раз мы собира­ем не осциллог­раф, а монитор, то добивать­ся ров­ной АЧХ уси­лите­ля — не опти­маль­ное решение. Поэто­му под­бор кон­денса­торов удоб­но вес­ти, смот­ря на качес­тво изоб­ражения, добива­ясь минималь­ных арте­фак­тов. Методи­ка под­бора кон­денса­торов доволь­но прос­тая — начав с заведо­мо мень­шей емкости, нап­ример 1 нФ, необ­ходимо пос­ледова­тель­но уве­личи­вать емкость в два раза, наб­людая изме­нения изоб­ражения. Ког­да емкость ока­жет­ся чрез­мерной, начинай ее умень­шать на полови­ну пре­дыду­щего шага, таким обра­зом шагов за пять мож­но подоб­рать нуж­ное зна­чение. Обра­ти вни­мание, что эмит­терные резис­торы в каналах X и Y раз­личны и кон­денса­торы кор­рекции, соот­ветс­твен­но, тоже. Токи тран­зисто­ров так­же мож­но нас­тра­ивать, ори­енти­руясь на изоб­ражение.

Конс­трук­ция получи­лась дос­таточ­но слож­ной (12 тран­зисто­ров), а еще она замет­но гре­ется, поэто­му нужен хороший ради­атор. Мой, конеч­но, дико избы­точен, но он мне попал­ся под руку и под­ходил по раз­мерам. Резис­торы в кол­лектор­ной цепи так­же силь­но гре­ются, поэто­му надо взять пятиват­тные (не про­волоч­ные!). Хорошо, уси­литель есть, теперь нужен источник сиг­нала.

Внешний вид видеоусилителяВнеш­ний вид виде­оуси­лите­ля

C точ­ки зре­ния соот­ношения цена/быс­тро­дей­ствие луч­шее решение — R-2R ЦАП. Пер­воначаль­но я пла­ниро­вал исполь­зовать Blue Pill как источник сиг­нала, и в этом слу­чае мож­но задей­ство­вать целый порт сра­зу на 2 ЦАПа (каналы X и Y). Одна­ко, ори­енти­руясь на дан­ный про­ект, я решил при­менить сдви­говые регис­тры 74HC59. В пла­не быс­тро­дей­ствия мы ничего не теря­ем, так как GPIO в stm32f103 работа­ют с час­тотой око­ло 2 МГц, и то при пря­мой записи в регис­тры, через обер­тки получа­ется нес­коль­ко мед­леннее. А вот шина SPI недур­но работа­ет на час­тоте 32 МГц, и ито­ге для двух 8-бит­ных каналов получа­ем 2 мегасем­пла в секун­ду, при этом ЦАП мож­но исполь­зовать незави­симо с дру­гими источни­ками сиг­нала. А кро­ме того, ЦАП на 74HC595 выда­ет сиг­нал до 5 В, что, учи­тывая низ­кую чувс­тви­тель­ность труб­ки, нам толь­ко на руку.

Схема ЦАПаСхе­ма ЦАПа

Сна­чала, конеч­но, схем­ка была поп­роще, в ней при­сутс­тво­вали толь­ко сдви­говые регис­тры. Мик­рокон­трол­лер писал в SPI два бай­та, а потом дер­гал нож­ку RCLK, и все было хорошо, все работа­ло. Потом мне захоте­лось выводить мас­сивы поболь­ше, которые не помеща­лись в память кон­трол­лера, и тут было два вари­анта: при­ладить к кон­трол­леру флеш­ку или под­клю­чить к ком­пу через USB/SPI. Я выб­рал вто­рой вари­ант, а в качес­тве USB/SPI исполь­зовал FT232H.

Это самый быс­трый USB/SPI из мне извес­тных, а кро­ме того, его мож­но при­обрести в виде готово­го модуля за тер­пимые день­ги (ну, некото­рое вре­мя назад так и было). Одна­ко у FT232H есть та же проб­лема, что и у кон­трол­лера SPI: порт работа­ет быс­тро, а GPIO мед­ленно, при­чем гораз­до мед­леннее, чем в кон­трол­лере, поэто­му дер­гать нож­ку регис­тра на каж­дые два бай­та неразум­но. Приш­лось малой кровью допилить недоSPI 74HC595 до «поч­ти SPI». Идея дос­таточ­но прос­та: надо счи­тать так­товые импуль­сы и каж­дый 16-й дер­гать RCLK. Для это­го соб­ран делитель на 16 на четырех D-триг­герах. А что­бы знать, отку­да счи­тать импуль­сы, по сиг­налу CS про­исхо­дит уста­нов­ка триг­геров, что сра­баты­вает как син­хро­низа­ция.

Ко­неч­но, делитель про­ще было соб­рать на 74HC4040, но это как‑нибудь в дру­гой раз. Так или ина­че, мы получи­ли ЦАП, спо­соб­ный выдавать до 2 мегасем­плов в секун­ду, при­чем его ско­ростью мож­но управлять, меняя ско­рость шины SPI. О резис­торах мож­но ска­зать, что исполь­зовать резис­торы одно­го номина­ла удоб­но: получа­ешь пра­виль­ное соот­ношение соп­ротив­лений 1/2. В прин­ципе, мож­но сэконо­мить и исполь­зовать резис­торы 5К1 и 10К. Нем­ного пос­тра­дает линей­ность, что на глаз поч­ти незамет­но, впро­чем, эко­номия копе­ечная и того не сто­ит.

Внешний вид собранного DACВнеш­ний вид соб­ранно­го DAC

Blue Pill и фигуры Лиссажу

Ана­лого­вая часть соб­рана, и ЦАП у нас есть. Вре­мя про­верить, как оно работа­ет. Самый прос­той тес­товый сиг­нал для соз­дания изоб­ражения — это два синуса с раз­ными час­тотами или фазами. Про­ще все­го такой сиг­нал взять с ГСС и подать на вхо­ды виде­оуси­лите­ля, одна­ко если ГСС под рукой нет, то сиг­нал мож­но сге­нери­ровать в мик­рокон­трол­лере бук­валь­но нес­коль­кими десят­ками строк.

Ге­нери­ровать синус в мик­рокон­трол­лере мож­но тре­мя спо­соба­ми. Во‑пер­вых, исполь­зуя биб­лиоте­ку math. h и фун­кцию sin( ) , одна­ко это далеко не луч­ший вари­ант по быс­тро­дей­ствию и рас­ходова­нию ресур­сов. Работа с пла­вающей точ­кой — это не то, для чего пред­назна­чены мик­рокон­трол­леры, впро­чем, дан­ный метод работа­ет. Дру­гой дос­таточ­но инте­рес­ный вари­ант генера­ции синуса — на осно­ве раз­нос­тных схем — упо­мина­ется здесь. Урав­нения там дос­таточ­но прос­тые, и с пер­вого взгля­да даже не ска­жешь, что на выходе получа­ется синус.

Здесь R — это кон­стан­та. На осоз­нание вывода этих фор­мул меня не хва­тило, впро­чем, даже в момент окон­чания уни­вера гра­ница моих матема­тичес­ких спо­соб­ностей лежала где‑то в рай­оне дивер­генции гра­диен­та, а с тех пор ста­ло толь­ко хуже. Но при реали­зации в целочис­ленной матема­тике оно работа­ет, и работа­ет неп­лохо. Уж точ­но нам­ного быс­трее, чем биб­лиотеч­ный синус.

Тре­тий же метод генера­ции синуса — таб­личный, и вот он мне боль­ше все­го пон­равил­ся, осо­бен­но проз­рачностью уста­нов­ки фаз и час­тот. Кро­ме того, он демонс­три­ровал наиболь­шее быс­тро­дей­ствие. Суть метода: берем таб­лицу с заранее рас­счи­тан­ными зна­чени­ями синуса и прос­то выводим записан­ные в ней дан­ные через рав­ные про­межут­ки вре­мени с задан­ным шагом. Меняя шаг, мы меня­ем час­тоту, а меняя стар­товую точ­ку, меня­ем фазу. То, что надо!

Похожие публикации