DStat｜多伦多大学开放恒电位仪

打开电化学黑盒

多伦多大学PLOS ONE开放仪器：USB供电的恒电位仪，公开PCB、固件、Python界面与装配照片。附原实机视频、完整位号采购核对、10步装配验收和外部KStat/BLE衍生证据。

alan000

PLOS ONE 2015

参数信息

ADC / DAC标称位数: 24 / 16 bit

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01｜冻结归档版本并逐位号采购

### 冻结归档版本并逐位号采购

采用论文2015 S1文件，原位号表与合并表逐项比对；100nF按23个位号分21普通+2精密，补P7。C37与C20/C21等料号数值/精度冲突必须确认，不直接当已验证采购。下载的原设计保留CERN OHL1.2和作者署名。

[原论文S1完整设计与图文说明](https://journals.plos.org/plosone/article/file?type=supplementary&id=10.1371/journal.pone.0140349.s007) · [作者文档入口](https://microfluidics.utoronto.ca/gitlab/dstat/dstat-documentation/-/wikis/home)

硬件装配图及说明©Michael D. M. Dryden，CERN OHL1.2；GUI资料随GPLv3+项目。中文整理有改写，核对2026-10-03；本站未制造、刷写或测量。

![01｜冻结归档版本并逐位号采购图解](https://cdn.lunlunapp.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/cover/40fa5a7b4de4428f8561dbde8a6d2de7.jpg)

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02｜制作主板并准备装配工位

### 制作主板并准备装配工位

每机一块主板，用同版Gerber与mm单位，核孔径、铜层、阻焊和元件封装。对照原理图与顶底层图做来料检查，ATXMEGA选TQFP64。准备显微镜、焊膏、镊子、返修和清洁用品。

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![PCB-bare.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/93ad43eca5994327bc3da286949fec00.jpg)![dstat-mainboard-pcb.pdf.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/cadca811843f4b029c5e91ab67b83f1c.png)

03｜涂焊膏并贴装正面SMT

### 涂焊膏并贴装正面SMT

对每个焊盘适量上膏，细间距IC尽量控制焊膏厚度和桥连。按位号从阻容到IC逐一贴装，芯片圆点与PCB pin1对应；不同值同封装阻容分盒核对，不能仅看外观。

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04｜回流、放大检查与返修

### 回流、放大检查与返修

按照实际焊膏和器件允许的回流曲线加热冷却；原文soldermask温度描述不能代替焊膏资料。显微检查未熔焊料、偏位、虚焊和相邻脚桥连，烙铁和吸锡带修复后复查。

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05｜补焊背面与排针，清洁低漏电区域

### 补焊背面与排针，清洁低漏电区域

补焊背面SMT及PDI/扩展/测试排针。不要把5个电极焊点误当器件型号。按焊剂类型选择清洁方式，清掉残留与纤维，完全干燥；高阻输入节点受污渍和湿气影响显著。

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![PCB_back.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/d715fd4139fa473dbbdc474cace3cc41.jpg)![PCB_clean.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/2a10f31c53ec40e98f90ffd654c0fa59.jpg)

06｜断电查短路并核电源和基准

### 断电查短路并核电源和基准

P8有+5V、+3.3V与实际地，先断电查短路，再通过USB供电量电压和电流。信号虚拟地约1.5V不是实际地，不能随意短接。确认参考和反馈网络装对后才连敏感电极或编程器。

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![06｜断电查短路并核电源和基准图解](https://cdn.lunlunapp.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/cover/e9a6a99c5b764cf5b153cb13264072f7.png)![PCB_finished.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/f6411b793fb146a5b89105ce06abf6fb.jpg)

07｜用PDI装固件并初始化EEPROM

### 用PDI装固件并初始化EEPROM

原编程器AVRISP mkII，选择ATXMEGA256A3U/PDI，红线对pin1。按原说明分别加载Flash ELF及EEPROM eep，新芯片需初始化；JTAGEN位设置按原芯片定义核对。记录烧录与读回结果，历史Windows驱动不作为关闭系统保护的理由，优先兼容环境。

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![PCB_through_hole.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/c51518dcd1534d99b4df80f872fa2fff.jpg)![route.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/ce5e853be93d468aab652cb44f529971.png)

08｜装原卡扣壳体与五个香蕉插座

### 装原卡扣壳体与五个香蕉插座

打印box/USB_end/banana_end各一，5个Pomona2854-0分别标W、R、C、Rs、Ws。两路shield是主动跟随输出，不能简单并地。按连通性逐根核线，确保壳内绝缘和USB机械位置；原壳体卡扣不需另加螺钉。

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![08｜装原卡扣壳体与五个香蕉插座图解](https://cdn.lunlunapp.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/cover/2863a5c6a0fc4487866e21d76adacdf0.jpg)![dstat-mainboard-sch.pdf.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/45118d2a20994478baf14774aa945816.png)

09｜建立历史软件环境和串口连接

### 建立历史软件环境和串口连接

原Python2.7.9+GTK2 GUI应在隔离历史环境重建，迁移Python3分支另验协议和单位。Refresh找USB端口，Connect后确认版本和OCP显示；保留默认PGA2×及输入buffer，改变PGA时原GUI不一定自动校正数值。

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10｜假负载验收并保存完整数据

### 假负载验收并保存完整数据

先接已知电阻网络做低电压功能测试，比较实测I-V与V/R，检查量程饱和、正负号和重复性。空载噪声记录采样率、增益和屏蔽；ADC24位不等于24位有效精度。保存文本/NPY、图、实际BOM和版本，三电极化学实验另配完整电极/试剂协议。顶部原视频是DStat与DropBot联动，DropBot不在本BOM中。

[原论文S1完整设计与图文说明](https://journals.plos.org/plosone/article/file?type=supplementary&id=10.1371/journal.pone.0140349.s007) · [作者文档入口](https://microfluidics.utoronto.ca/gitlab/dstat/dstat-documentation/-/wikis/home)

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![gui3.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/608de361785e432fa162dc0f817d26ef.png)![gui4.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/301ed55f-dd9e-4fd9-8b27-f09681956d7d/files/image/460ade8c3f3643b79f7b9f874d04836b.png)