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Jumperless V5:无需跳线的面包板

KiCad 来源:KiCad 作者:KiCad 2025-04-08 11:19 次阅读
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Crowd Supply 上看到一个很好玩的项目,分享给大家。无需跳线的面包板,主控使用了树莓派最新的 RP2350。

Jumperless V5让你像一个能“看见”电流、用魔杖召唤跳线的极客巫师一样进行硬件原型设计。它是一个硬件集成开发环境(IDE),将基于模拟特性 RP2350B 的开发板、装满线材的抽屉、以及堆满测试设备的工作台(包括电源万用表示波器、函数发生器和逻辑分析仪)全部塞进了一块面包板中。

您可以使用软件定义的跳线将任何点连接到其他点,因此四个可单独编程的 ±8 V 电源、十个 GPIO 和七个电压、电流和电阻管理通道都可以连接到面包板或 Arduino Nano 接头的任何位置。每个孔下的 RGB LED 将面包板本身变成一个显示屏,实时展示电路中发生的一切。

对了,它搭载了全新的 RP2350B!

在原有基础上进行改进

V5 是对原版 Jumperless 的重大重新设计。有几百人在使用 Jumperless、分享想法并编写自己的应用程序,这给了我们一份需要改进的事项清单,并启发我们让电路从大脑进入硬件的感觉更像真正的魔法。

一旦基本原理得到验证,我们就能添加一些更疯狂的新东西,比如

面包板下的 14x30 显示屏

用于连接和测量电压、电流和电阻的光滑探针(探针尖端还可在任何地方连接)

板载 Python 解释器和应用程序库,用于存储、运行和共享可控制一切的应用程序

四个独立可调的 ±8 V、300 mA 电源(其中两个为面包板导轨,所有电源均可布线)

菊花链接头,如果需要更大的工作区域,可以将两块或更多块 Jumperless v5 板组合在一起

可选择无电脑操作,因为所有操作都可通过板载旋转编码器菜单和探头进行控制

可选择纳米针座引脚,因此 Jumperless V5 可以与任何开发板配合使用,即使是引脚布局不同的开发板也可以

过流和过压保护,即使绕过软件保护并将电源对地短路,也不会造成损坏

wKgZO2f0leGAUZQPAAFlIdL7hnU854.png

Jumperless V5 的设计目的是在没有电脑的情况下也能工作。通过串行终端接口进行的任何操作都可以在电路板上完成,只需使用面包板下的单击轮、探针和 LED 指示灯即可。所有项目都以人类可读的文本文件形式保存在内置的 16 MB 闪存中,因此您可以随时插上电源,继续您的工作。

编程

既然有了软件定义的跳线,如果还像普通实体跳线那样用,岂不是暴殄天物?全新的 RP2350B让所有后台管理任务仅需一个核心即可完成,另一个核心则完全解放,用于运行内置控制模块的 Python 解释器,仅需简单调用即可操控一切。

因此,你可以编写以下程序:

jumperless.setTopRail(5.00)jumperless.connect(top_rail, row_3)jumperless.connect(gnd, row_7)jumperless.uartSetup('tx':row_5,'rx':row_6,'baud':9600)response = jumperless.uart('Hello')ifresponse.length() < 1:    jumperless.textOnBreadboard("Tx Rx are swapped... idiot")    jumperless.uartSetup('tx':row_6, 'rx':row_5, 'baud':9600)while True:    response = jumperless.uart('Hello')    jumperless.textOnBreadboard(response)
或者,对于那些更喜欢模拟技术的人来说,编写一个压控制振荡器易如反掌:

while True:  measurement = jumperless.measure(row_10)  jumperless.outputSine(row_20,'freq': measurement*1000)  jumperless.textOnBreadboard(measurement +"kHz")

通过 USB 将这些代码段放到 Jumperless V5 上(或从 Thonny 或其他设备上实时编码),它们就会存储在你的应用程序库中,你可以随时运行它们。

如果你更喜欢 Arduino 风格的 C++,Jumperless V5 还能通过其可路由的 UART 线路接受命令,因此你可以直接在任何形状模糊的 Nano-board 上使用相同的 API 控制你的 Jumperless:

Serial.print(jumperless.connect(row_4, row_20));
或者,你也可以向它发送整个网表:

Serial.print("f 5-gnd, 23-adc_1, 4-20, gpio_2-nano_reset, ");
您的应用程序和项目库可以通过 USB 文件系统访问,因此与社区共享应用程序和电路就像拖放文件一样简单。

UART、I²C、SPI 和 MIDI

Jumperless V5 可以捕捉或写入电路板上的任何 UART、I²C、SPI 或 MIDI 信号。它可以设置为在面包板 LED 上打印所读取的内容,将 Jumperless 变成串行监视器,或在计算机上显示为两个 USB 设备,并通过另一个端口进行双向通信

功能特性

wKgZO2f0leKAeYY3AAkh7_O4vQ0747.png

4 个 12 位 DAC(MCP4278)¹ 通过大电流运算放大器 (L272D) 缓冲和移位至 ±8V ²

7x 12 位 ADC(内置于 RP2350 中),经缓冲和电平转换 (LM324) ³ 读取 ±8V 电压

2 个 12 位电流/电压传感器 (INA219) ⁴,也可用于测量电阻

10 个可路由 GPIO (RP2350),也可用于硬件 I²C、UART 或 SPI

两侧各有 2 个 14 引脚菊花链接头⁵,可将 8 个模拟信号 + SPI + 电源传递给另一个无跳线探头

一个很酷的探头⁶,通过 TRRRS 插孔连接,让您可以测量东西

一个旋转编码器和开关 (SIQ-02FVS3) ⁷

451 个可寻址 RGB LED (XL-1010RGBC) ⁸

附带探头

Jumperless V5 的探针系统通过 92 个精密电阻构建的分压器网络及 ADC 通道,精准感知探针触碰的触点编号。探针具备以下功能:

模式指示:内置 LED 显示当前操作模式(如连接配置、信号注入或测量)。

交互控制:
- 双按钮:用于添加或移除电路连接。
- 模式切换开关:将探针转为可路由的模拟 I/O 端口,支持快速测量电压/电流或向电路注入信号(如脉冲、正弦波)。

wKgZO2f0leKAIebfAAPzU7kTPL0036.png

想干什么就干什么

这东西没有 “规定 ”的用法。每一个设计决定都是为了让它尽可能具有通用性,同时保持其趣味性和易用性。无论你是业余爱好者、音乐家、学生、黑客、科学家、教师、工程师、艺术家,还是只想在面包板上玩玩 Doom 的人,Jumperless 都能为你提供一个全新的工具,将你的想法变成精彩的东西。

wKgZO2f0leKAU_k4AAQ9dedkt7s799.png 面包板外壳只有四个焊点,因此您可以用自己喜欢的颜色或材料印制的外壳更换,轻松定制 Jumperless。您还可以更换任何弯曲的弹簧夹。在实践中,这从来没有必要,因为这些高质量的磷青铜夹非常坚固,但我知道这对习惯于使用廉价面包板的人来说是个问题。 wKgZO2f0leOAffA_AAZMEUdcw4A386.png 原理图 & PCB 主板 wKgZO2f0leOAd6TqAAQ__tqWlNM549.pngwKgZO2f0leOAHgkXAAMQnFfvNhU073.pngwKgZO2f0leOABY0KAASOCVJt3rU052.pngwKgZO2f0leOAeds8AATjpUil_QQ736.pngwKgZO2f0leSActF_AAp27KpFpzk367.pngwKgZO2f0leSAYI3ZAAqywnhTtKU377.png Probe 探针 wKgZO2f0leSAD_B7AAHdSHz1bcE384.pngwKgZO2f0leSAOGxaAAJwhoz5TEg674.pngwKgZO2f0leSATgtSAAJeHeLwM2Y423.pngwKgZO2f0leWAbRVHAAG0BVAM-74022.pngwKgZO2f0leWAWPYHAAFORDJJ2_4062.pngwKgZO2f0leWAaye1AAFVO5KgC0A429.pngLicense 硬件:CERN-OHL-P-2.0 license 软件:MIT

仓库 & 下载

可以在Github中获取开源仓库:

https://github.com/Architeuthis-Flux/JumperlessV5

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