Самодельный осциллограф

Есть такой замечательный USB осциллограф китайской фирмы Instrustar с маркировкой ISDS205A. Он привлекателен в первую очередь своим софтом, он очень удобен и функционален как для USB осциллографа, ну и конечно же характеристиками, которые очень даже не плохие учитывая цену осциллографа. На Aliexpress она составляет около 55$ за весь комплект. Поэтому если не уверены в своих силах повторить прибор, то целесообразнее будет приобрести готовый прибор. Тем более разница в цене не такая и большая. Вообще вся эта затея по повторению, исключительно из спортивного интереса. Одно из отличий это то что в авторском варианте питание реле осуществляется от +5В, которые выходят из преобразователя, тем самым нагружая последний и перекашивает напряжения. В нашем случае питание реле будет осуществляться от отдельного стабилизатора, и преобразователь также будет другой. Ниже приведена схема Instrustar ISDS 205A (модифицированная).

В аналоговой части отрисован лишь один канал, второй такой же. Осциллограф построен на базе процессора CY7C68013A, и двухканальной микросхеме АЦП AD9288-40BRSZ. Все полученные данные процессор передает по USB на компьютер, поэтому его работа очень сильно зависит от производительности компьютера. На старых машинах, вероятнее всего, этот осциллограф корректно работать не будет.

Особенности сборки

Печатная плата прикреплена внизу в архиве. Плата на которой я изготавливал осциллограф содержит небольшую ошибку в разводке, поэтому некорректно управляет реле. Пришлось применить инвертор (на фото видно микросхема расположена выводами вверх и распаяна на проводках).

Плата довольно сложная, двухсторонняя и с металлизацией, поэтому ее изготовление советую заказать в Китае. Реле, который применены во входной части типа TX-4.5. Напряжение срабатывания должно быть не более 3,3 вольт. Операционные усилители AD8065 очень боятся перегрева и статики. Еще очень легко нарваться на подделку. Поэтому рекомендую паять их хорошо заземленным паяльником с регулировкой температуры, и стараться не перегревать, запаивать в одно касание. До запайки ОУ рекомендую изготовить DC-DC преобразователь и впаять его. Это нужно для контроля работоспособности ОУ. После установки первого, подаем питание и контролируем напряжение на входе и выходе. У нормального ОУ должно быть 0 вольт на входе и выходе. Ну и теперь про сам DC — DC. Он делает из 5 вольт +5 и -5 Вольт. Его схема и плата также есть в архиве. Там самое сложное — намотать транс. Нужно обязательно соблюдать полярность намотки и ничего не напутать.

Можно также приобрести готовый DC-DC, при этом немного возрастает уровень шумов осциллографа. После сборки нужно прошить микросхему Eeprom. Для этого устанавливаем перемычку на плате, подключаем по USB к компьютеру, запускаем программу Cypress Suite, заходим в EZ Console, нажимаем кнопку LGeeprom, выбираем файл прошивки из архива (расширение .iic), и прошивка загружается. Подробнее о прошивке можно почитать в статье о логическом анализаторе. Корпус применен стандартный с маркировкой BIS-M1-BOX-100-01BL. Размер корпуса — 100*78*27 мм. Идеально подходит для платы с архива. Ниже фото самого корпуса и процесса сборки.

 Это основные моменты при повторении этого прибора. Еще раз напомню что он делался в целях ознакомления. Если не уверены в своих силах — лучше купить готовый.

СКАЧАТЬ СХЕМА, ПЛАТА, ПРОШИВКА

Простой USB осциллограф на PIC микроконтроллере — УСТРОЙСТВА НА МК — radio-bes

— Максимальная частота дискретизации — 6 МГц;
— Полоса пропускания входного усилителя — 0-16 МГц;
— Входной делитель — от 0.01 В/дел до 10 В/дел;
— Входное сопротивление — 1 МОм;
— Разрешение — 8 бит.

Принципиальная схема осциллографа показана на рисунке 1.

Рис.1 Принципиальная схема осциллографа

Для разных настроек и поиска неисправностей во всяких преобразователях питания, схемах управления бытовой техникой, для изучения всяких устройств и т.д., там где не требуются точные измерения и высокие частоты, а нужно просто посмотреть на форму сигнала частотой, скажем, до пары мегагерц — более чем достаточно.

Кнопка S2 — это часть железа нужного для бутлоадера. Если при подключении осциллографа к USB держать её нажатой, то PIC заработает в режиме бутлоадера и можно будет обновить прошивку осциллографа при помощи соответствующей утилиты. В качестве АЦП (IC3) была использована «телевизионная» микросхема — TDA8708A. Она вполне доступна во всяких «Чип и Дип»ах и прочих местах добычи деталей. На самом деле это не только АЦП для видеосигнала, но и коммутатор входов, выравниватель и ограничитель уровней белого — чёрного и т.д. Но все эти прелести в данной конструкции не используются. АЦП весьма шустр — частота дискретизации — 30 МГц. В схеме он работает на тактовой частоте 12 МГц — быстрее не нужно, потому что PIC18F2550 просто не сможет быстрее считывать данные. А чем выше частота — тем больше потребление АЦП. Вместо TDA8708A можно использовать любой другой быстродействующий АЦП с параллельным выводом данных, например TDA8703 или что-нибудь от Analog Devices.

Тактовую частоту для АЦП удалось хитрым образом извлечь из PIC’а — там запущен ШИМ с частотой 12 МГц и скважностью 0.25. Тактовый импульс положительной полярности проходит в цикле Q1 PIC’а так что при любом обращении к порту B, которое происходит в цикле Q2 данные АЦП будут уже готовы. Ядро PIC’а работает на частоте 48 МГц, получаемой через PLL от кварца 4 МГц. Команда копирования из регистра в регистр выполняется за 2 такта или 8 циклов. Таким образом, данные АЦП возможно сохранять в память с максимальной частотой 6 МГц при помощи непрерывной последовательности команд MOVFF PORTB, POSTINC0. Для буфера данных используется один банк RAM PIC18F2550 размером 256 байт.

Меньшие частоты дискретизации реализуются добавлением задержки между командами MOVFF. В прошивке реализована простейшая синхронизация по отрицательному или положительному фронту входного сигнала. Цикл сбора данных в буфер запускается командой от PC по USB, после чего можно эти данные по USB прочитать. В результате PC получает 256 8-битных отсчётов которые может, например, отобразить в виде изображения. Входная цепь проста до безобразия. Делитель входного напряжения без всяких изысков сделан на поворотном переключателе. К сожалению не удалось придумать как передавать в PIC положение переключателя, поэтому в графической морде осциллографа есть только значения напряжения в относительных единицах — делениях шкалы. Усилитель входного сигнала (IC2B) работает с усилением в 10 раз, смещение нуля, необходимое для АЦП (он воспринимает сигнал в диапазоне от Vcc — 2.41В до Vcc — 1.41В) обеспечивается напряжением с программируемого генератора опорного напряжения PIC (CVREF IC1, R7,R9) и делителем от отрицательного напряжения питания (R6,R10, R8). Т.к. в корпусе ОУ был «лишний» усилитель (IC2A), я использовал его как повторитель напряжения смещения.

Не забудьте про емкостные цепочки для частотной компенсации входной ёмкости вашего ОУ и ограничивающих диодов, которые отсутствуют на схеме — нужно подобрать ёмкости параллельно резисторам делителя и резистору R1, иначе частотные характеристики входной цепи загубят всю полосу пропускания. С постоянным током всё просто — входное сопротивление ОУ и закрытых диодов на порядки выше сопротивления делителя, так что делитель можно просто посчитать не учитывая входное сопротивление ОУ. Для переменного тока иначе — входная ёмкость ОУ и диодов составляют значительную величину по сравнению с ёмкостью делителя. Из сопротивления делителя и входной ёмкости ОУ и диодов получается пассивный ФНЧ, который искажает входной сигнал.

Чтобы нейтрализовать этот эффект нужно сделать так, чтобы входная ёмкость ОУ и диодов стала значительно меньше ёмкости делителя. Это можно сделать соорудив емкостной делитель параллельно резистивному. Посчитать такой делитель сложно, т.к. неизвестна как входная ёмкость схемы, так и ёмкость монтажа. Проще его подобрать.

Способ подбора такой:
1. Поставить конденсатор ёмкостью примерно 1000 пФ параллельно R18.
2. Выбрать самый чувствительный предел, подать на вход прямоугольные импульсы с частотой 1 кГц и размахом в несколько делений шкалы и подобрать конденсатор параллельно R1 так, чтобы прямоугольники на экране выглядели прямоугольниками, без пиков или завалов на фронтах.
3. Повторить операцию для каждого следующего предела, подбирая конденсаторы параллельно каждому резистору делителя соответственно пределу.
4. Повторить процесс с начала, и убедиться, что на всех пределах всё в порядке ( может проявиться ёмкость монтажа конденсаторов ), и, если что-то не так, слегка подкорректировать ёмкости.

Сам ОУ — это Analog Devices AD823. Самая дорогая часть осциллографа. 🙂 Но зато полоса 16 МГц — что весьма неплохо.А кроме того, это первое из шустрого, что попалось в розничной продаже за вменяемые деньги.

Конечно же этот сдвоенный ОУ без всяких переделок можно поменять на что-то типа LM2904, но тогда придётся ограничится сигналами звукового диапазона. Больше 20-30 кГц оно не потянет.

Ну и форму прямоугольных, например, сигналов будет слегка искажать. А вот если удастся найти что-то типа OPA2350 (38МГц) — то будет наоборот замечательно.

Источник отрицательного напряжения питания для ОУ сделан на хорошо известной charge-pump ICL7660. Минимум обвязки и никаких индуктивностей. Ток по выходу -5 В конечно у неё невелик, но нам много и не надо. Цепи питания аналоговой части изолированы от помех цифры индуктивностями и ёмкостями (L2, L3, C5, C6). Индуктивности попались номиналом 180 uГн, вот их и поставил. Никаких помех по питанию даже на самом чувствительном пределе. Прошивка PIC заливается по USB с помощью бутлоадера который сидит с 0-го адреса в памяти программ и запускается если при включении удерживать нажатой кнопку S2. Так что прежде чем прошивать PIC — залейте туда сначала бутлоадер — будет проще менять прошивки.
Исходники драйвера осциллографа для ядер 2.6.X находятся в архиве с прошивкой. Там же есть консольная утилитка для проверки работоспособности осциллографа. Её исходники стоит посмотреть, чтобы разобраться как общаться с осциллографом, если хочется написать для него свой софт.
Программа для компьютера проста и аскетична, ее вид показан на рисунках 2 и 3. Подключить осциллограф к USB и запустить qoscilloscope. Требуется QT4.

Рис2. Программа qoscilloscope

Рис3. Программа qoscilloscope

На рисунке 4 показан смонтированный осциллограф.

Рис.4 Смонтированный USB осциллограф

Программа и прошивка в архиве. oscill.rar [3.76 Mb]

Осциллограф

Прибор для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временных характеристик электрического сигнала.

2012 г.

Двухканальный USB осциллограф

Все чаще и чаще используются приборы подключаемые к компьютеру по USB. Часто они бывают дешевле и функциональнее обычных приборов. В этой статье описано создание USB осциллографа с максимальной частотой 10 кГц при входном напряжении ± 16В. Он гораздо лучше других подключаемых к компьютеру осциллографов. Имеет гораздо больше возможностей, чем ПК-осциллографы

Автор: none

13 0 _[0]

---

Похожие статьи: 2010 г.

Цифровой LCD-осциллограф

В данной статье приведен простейший осциллограф с выводом данных на текстовый LCD экранчик. Схема построена с использованием PIC-микроконтроллера PIC18F452, но может быть адаптирована и для других PIC.

Автор: none

1 0 _[0]

---

Похожие статьи: 2010 г.

Простой USB-осциллограф

Проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.

Автор: Колтыков А.В.

78 0 _[0]

---

Похожие статьи: 2011 г.

Самодельный осциллограф на AVR

Представлен проект изготовления самодельного низкоскоростного осциллографа на базе микроконтроллера AVR. Частота измерения до 7.7кГц, экранчик 128×64.

Автор: Колтыков А.В.

12 4.5 _[1]

---

Похожие статьи: 2012 г.

Android Bluetooth осциллограф

Как АЦП для двух входов в схеме используется PIC33FJ16GS504 Microchip. Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838

Автор: none

6 0 _[0] 2012 г.

Осциллограф своими руками

Осциллограф на PIC18F2550 измеряет среднее, максимальное, минимальное, пиковое напряжения и пересечение нулевого уровня. Он имеет встроенную функцию триггера, который может быть использован для остановки сигнала для его детального изучения. Осциллограф измеряет напряжение в пределах 0-5В, 0-2.5В и 0-1,25. Основным недостатком является низкая частота дискретизации (~ 60 кГц), а также то, что входы ограничены ограничениями АЦП микроконтроллера.

Автор: none

1 0 _[0]

---

Похожие статьи:

Цифровой осциллограф своими руками

Привет всем любителям самоделок. В этой статье я расскажу, как сделать цифровой осциллограф своими руками, в сборке которого нам поможет кит-набор, заказать который можно по ссылочке в конце описания. Данный кит-набор будет незаменимым инструментом для тех, кто умеет держать в руках паяльник и что-то смыслит в радиоэлектронике, также такой набор поможет сэкономить вам деньги, так как серьезный осциллограф стоит немало.

Перед тем, как перейти про прочтению статьи, предлагаю посмотреть видео, где наглядно показан весь процесс сборки данного кит-набора, а также его тестирование.

Для того, чтобы сделать цифровой осциллограф своими руками, понадобится:
* Кит-набор
* Паяльник, припой, флюс
* Бокорезы
* Приспособление для пайки «третья рука»
* Мультиметр
* Отвертка с плоским шлицем
* Телефон для проверки с штекером 3, 5 мм

Шаг первый.
Для начала рассмотрим комплект кит-набора и разберемся что куда. Тут у нас есть печатная двухсторонняя плата, которая выполнена на красном текстолите, причем достаточно качественно и с уже распаянным на ней микропроцессором с прошивкой для правильной работы осциллографа.

Также в комплекте присутствует цветной дисплей, который тоже установлен на печатной плате, он будет крепиться поверх основной платы при помощи специальных разъемов, которые тоже есть в наборе.

Для того, чтобы не запутаться при сборке имеется инструкция на английском языке, здесь показаны номиналы всех компонентов, их положение, для большего удобства есть места, чтобы ставить галочку на той детали, которую вы уже поставили, что очень удобно, также в конце описана настройка уже готового кит-набора.

В наборе есть достаточно качественные щупы с разъемом.

Так как в комплекте есть SMD-компоненты, то паяльник в данной случае понадобится с тонким жалом, в лучшем случае паяльный фен. Теперь перейдем непосредственно к сборке.

Шаг второй.
Первое, что будем устанавливать на плату, так это SMD-компоненты, в данном случае это резисторы, их сопротивление написано на упаковке.

Также номиналы указаны на их корпусе числовым кодом, который представляет из себя трехзначное число, две первые цифры которого указывают на числовое значение, а третья цифра на множитель, например, SMD-резистор с маркировкой 103 имеет сопротивление 10*1000 = 10 кОм. По маркировке из инструкции расставляем компоненты на свои места и сразу наносим на место пайки флюс, а после припаиваем паяльником с тонким жалом.

Устанавливаем на плату SMD-транзистор с тремя выводами, его положение перепутать не получиться.


После припаиваем микросхему, совмещая ключ на корпусе в виде точки с ключом на плате.

С SMD-деталями на этом все, теперь переходим к DIP-компонентам.

Шаг третий.
По такому же принципу устанавливаем оставшиеся DIP-резисторы, то есть те, которые вставляются в отверстия на плате.
В данном случае определить их сопротивление можно несколькими способами, при помощи мультиметра, цветовой маркировке, которая изображена на корпусе резистора, а также в онлайн-калькуляторе, где достаточно ввести цвет полосок с корпуса.


После установки на плату, припаиваем резисторы, закрепив плату в приспособлении для пайки «третья рука».


Затем нужно удалить остатки выводов при помощи бокорезов. При откусывании ножек деталей будьте осторожны, так как вместе с ножкой можно удалить дорожку с платы.
Так выглядит плата с припаянными резисторами.

Шаг четвертый.
Резисторы установлены, за ними в след припаиваем неполярные конденсаторы, маркировка которых указана на корпусе цифрой, например, конденсатор с 104 номером на корпусе имеет номинал равный 10*10 в 4 степени, а значит его емкость равна 100000 пикофарад = 0,1 мкф, располагаем их на плате согласно инструкции.

Далее вставляем полярные конденсаторы, на их корпусе указан минусовой контакт белой полоской, а плюсом является длиная ножка. На самой плате также подписан плюс, номиналы сверяем по инструкции.

Шаг пятый.
На плате располагаем катушки индуктивности, определять их номиналы не придется, так как они все одинаковые. Устанавливаем их согласно инструкции, после чего припаиваем с обратной стороны платы.

Теперь вставим транзисторы, их номер указан как на корпусе, так и на плате, на ней изображен рисунок, который повторяет форму корпуса, согласно чему и нужно установить их, далее припаиваем их выводы к контактам.


В комплекте также шло два диода, их нужно установить согласно маркировке на корпусе, а также полоски, которая находится с его края и изображена на плате белой черточкой.

Шаг шестой.
Для индикации припаиваем единственный светодиод зеленого цвета, длиная ножка это плюс, короткая минус, на самой плате для установки помечен плюсовой контакт.


Почти все детали уже установлены на плате, осталось впаять разъемы, кнопки и переключатели.

Далее припаиваем контакты к дисплею, которыми они будут соединяться с платой осциллографа.


Шаг седьмой.
Плата полностью готова, ее ставим на специальные пластиковые ножки из комплекта.

Теперь нужно сделать перемычку в месте JP3.

Перед тем, как подключить дисплей к плате, нужно проверить собранное устройство, для этого понадобится мультиметр. Подключаем питание 9 В к устройству и в режиме измерения напряжения устанавливаем минусовой щуп мультиметра к контакту на плате с надписью GND, а плюсовой к контакту 3,3 В, который расположен чуть выше SMD-транзистора, на мультиметре должно быть такое напряжение, то есть равное 3,3 В.

После данной проверки отсоединяем питание и делаем перемычку в месте JP4, а уже затем устанавливаем модуль дисплея.

Шаг восьмой.
Так как устройство еще не настроено, то работать им нельзя, поэтому для начала произведем настройку.
Включаем осциллограф и выставляем второй переключатель в позицию 0,1 вольт, нижний в положение X5, который отвечает за делитель, а верхний переключаем на DC.


Плюсовой крокодил подсоединяем к контрольной точке в виде перемычки. Кривую перемещаем немного ниже , нажимаем на правую нижнюю кнопку, тем самым переключаемся на левый ползунок, который теперь можно регулировать средними кнопками + или -.


Выставляем более ровную линию на графике при помощи регулировки емкости переменный конденсаторов, делаем это при помощи отвертки.

Шаг девятый.
Теперь можно подключить телефон с программой генератора сигналов через аудиовыход к щупам осциллографа.

На телефоне изменяем частоту, на дисплее устройства видим график, который можно приближать и отдалять и изменять другие настройки, полная инструкция к тому, как этим пользоваться также есть в комплекте.


Для радиолюбителей данный кит-набор точно будет полезен, тем более если будет собран своими руками.


На этом у меня все, всем спасибо за внимание и творческих успехов.

Купить Kit-набор на Aliexpress

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Осциллограф своими руками, реально? Да! DSO138, осциллограф-конструктор

Недавно я уже делал обзор на один конструктор, сегодня продолжение небольшой серии обзоров о всяких самодельных вещах для начинающих радиолюбителей.
Скажу сразу, это конечно не Тектроникс, и даже не DS203, но по своему интересная штучка, хоть по сути и игрушка.
Обычно перед тестами сначала вещь разбирают, здесь сначала надо собрать 🙂

На мой взгляд, осциллограф это «глаза» радиолюбителя. Этот прибор редко обладает высокой точностью, в отличие от мультиметра, но позволяет увидеть процессы в динамике, т.е. в «движении».
Иногда такой секундный «взгляд» может помочь больше, чем день ковыряния с тестером.

Раньше осциллографы были ламповыми, потом их сменили транзисторные, но отображался результат все равно на экране ЭЛТ. Со временем на смену им пришли их цифровые собратья, маленькие, легкие, ну а логическим продолжением стало появление и конструктора для сборки такого прибора.
Несколько лет назад я на некоторых форумах встречал попытки (порой удачные) разработать самодельный осциллограф. Конструктор конечно проще их и слабее по техническим характеристикам, но могу сказать с уверенностью, собрать его сможет даже школьник.
Разработан этот конструктор фирмой jyetech. Страничка этого прибора на сайте производителя.

Возможно специалистам этот обзор покажется излишне подробным, но практика общения с начинающими радилюбителями показала, что они так лучше воспринимают информацию.

В общем обо всем я расскажу немного ниже, а пока стандартное вступление, распаковка.

Прислали конструктор в обычном пакетике с защелкой, правда двольно плотном.
Как по мне, то для такого набора очень не помешала бы красивая упаковка. Не с целью защиты от повреждений, а с целю внешней эстетики. Ведь вещь должна быить приятной уже даже на этапе распаковки, ведь это конструктор.

В пакете находилось:
Инструкция
Печатная плата
Кабель для подключения к измеряемым цепям
Два пакетика с компонентами
Дисплей.

Технические характиристики устройства очень скромные, как по мне это скорее обучающий набор, чем измерительный прибор, хотя и при помощи даже этого прибора можно проводить измерения, пусть и простые.

Также в комплект входит подробная цветная инструкция на двух листах.
В инструкции расписана последовательность сборки, калибровки и краткое руководство по использованию.
Единственный минус, это все на английском, но картинки сделаны понятно, потому даже в таком варианте большая часть будет понятна.
В инструкции даже обозначены позиционные места элементов и сделаны «чекбоксы», где надо ставить галочку после завершения определенного этапа. Очень продуманно.

Отдельным листом идет табличка со списком SMD компонентов.
Стоит отметить, что существует как минимум два варианта устройства. На первой исходно распаян только микроконтроллер, на втором распаяны все SMD компоненты.
Первый вариант рассчитан на чуть более опытных пользователей.
В моем обзоре учавствует именно такой вариант, о существовании второго варианта я узнал позже.

Печатная плата двухсторонняя, как и в прошлом обзоре, даже цвет тот же.
Сверху нанесена маска с обозначением элементов, одна часть элементов обозначена полностью, вторая имеет только позиционный номер по схеме.

С обратной стороны маркировки нет, есть только обозначение перемычек и наименование модели устройства.
Плата покрыта маской, причем маска очень прочная (невольно пришлось проверить), на мой взгляд то что надо именно для начинающих, так как тяжело что то повредить в процессе сборки.

Как я выше писал, на плату нанесены обозначения устанавливаемых элементов, маркировка четкая, претензий к этому пункту нет.

Все контакты имеют лужение, паяется плата очень легко, ну почти легко, об этом нюансе в разделе сборки 🙂

Как я выше писал, на плате предустановлен микроконтроллер STM32F103C8
Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™-M3 ядре.
Максимальная частота работы 72МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 μs АЦП.

С обоих сторон платы указана ее модель, DSO138.

Вернемся к перечислению комплектующих.
Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой.

Высыпаем на стол содержимое большого пакета. Внутри находятся разъемы, стойки и электролитические конденсаторы. Также в пакете находятся еще два маленьких пакетика 🙂

Раскрыв все пакеты мы видим довольно много радиодеталей. Хотя с учетом того что это цифровой осциллограф, то я ожидал больше.
Приятно то, что SMD резисторы подписаны, хотя как по мне, не мешало бы подписать и обычные резисторы, или дать в комплекте небольшую памятку по цветовой маркировке.

Дислей упакован в мягкий материал, как оказалось, он не скользит, потому болтаться в пакете не будет, а печатная плата защищает его от повреждений при транспортировке.
Но все равно, я считаю что нормальная упаковка не помешала бы.

В устройстве применен 2.4 дюйма TFT LCD индикатор со светодиодной подсветкой.
Разрешение экрана 320х240 пикселей.

Также в комплект входит небольшой кабель. Для подключения к осциллографу применен стандартный BNC разъем, на втором конце кабеля пара «крокодилов».
Кабель средней мягкости, «крокодилы» довольно большие.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

В прошлый раз я начинал сборку с резисторов, как с самых низких элементов на плате.
При наличии SMD компонентов сборку лучше начать с них.
Для этого я разложил все SMD компоненты на прилагаемом листе с указанием их номинала и позиционного обозначения на схеме.

Когда приготовился уже паять, то подумал, что элементы в слишком мелком, для начинающего, корпусе, вполне можно было применить резисторы размером 1206 вместо 0805. Разница в занимаемом месте незначительна, но паять проще.
Вторая мысль была — вот потеряю сейчас резистор и не найду. Ладно я, открою стол и достану второй такой резистор, но не у всех есть такой выбор. В данном случае производитель позаботился об этом.
Всех резисторов (жалко что и не микросхем) дал на один больше, т.е. в запас, очень предусмотрительно, зачет.

Дальше я немного расскажу о том, как паяю такие компоненты я, и как советую делать другим, но это просто мое мнение, естественно каждый может делать по своему.
Иногда SMD компоненты паяют при помощи специальной пасты, но она нечасто есть у начинающего радиолюбителя (да и у неначинающего тоже), потому я покажу как проще работать без нее.
Берем пинцетом компонент, прикладываем к месту установки.

Вообще часто я сначала промазываю место установки компонента флюсом, это облегчает пайку, но усложняет промывку платы, вымыть флюс из под компонента иногда бывает сложно.
Поэтому я в данном случае использовал просто 1мм трубчатый припой с флюсом.
Придерживая компонент пинцетом, набираем на жало паяльника капельку припоя и припаиваем одну сторону компонента.
Не страшно если пайка получилась некрасивая или не очень прочная, на данном этапе достаточно того, что компонент держится сам.
Затем повторяем операцию с остальными компонентами.
После того как мы таким образом закрепили все компоненты (или все компоненты одного номинала), можно спокойно припаять как надо, для этого поворачиваем плату так, чтобы уже припаянная сторона была слева и держа паяльник в правой руке (если вы правша), а припой в левой, проходим все незапаянные места. Если пайка второй стороны не устраивает, то поворачиваем плату на 180 градусов и аналогично пропаиваем другую сторону компонента.
Так получается проще и быстрее, чем запаивать каждый компонент индивидуально.

Здесь на фото видно несколько установленных резисторов, но пока припаянных только с одной стороны.

Микросхемы в SMD корпусе маркируются точно так же как в обычном, слева около метки (хотя обычно слева снизу если смотреть на маркировку) находится первый контакт, остальные считаются против часовой стрелки.
На фото место для установки микросхемы и пример, как она должна устанавливаться.

С микросхемами поступаем полностью аналогично примеру с резисторами.
Выставляем микросхему на площадках, припаиваем любой один вывод (лучше крайний), немного корректируем положение микросхемы (при необходимости) и запаиваем остальные контакты.
С микросхемой- стабилизатором можно поступить по разному, но я советую припаивать сначала лепесток, а потом контактные площадки, тогда микросхема точно будет ровно прилегать к плате.
Но никто не запрещает припаять сначала крайний вывод, а потом все остальные.

Все SMD компоненты установлены и припаяны, осталось несколько резисторов, по одному каждого номинала, откладываем их в пакетик, может когда нибудь пригодятся.

Переходим к монтажу обычных резисторов.
В прошлом обзоре я рассказывал немного о цветовой маркировке. В этот раз я скорее посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра.
Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет).
Изначально я искал в инструкции список номиналов и позиционных обозначений, но не нашел, так как искал их в виде таблички, а уже после монтажа выяснилось, что они есть на картинках, причем с чекбоксами для отметки установленных позиций.
Из-за моей невнимательности мне пришлось сделать свою табличку, по которой я рядом разложил устанавливаемые компоненты.
Слева отдельно виден резистор, при составлении таблички он был лишним, потому я оставил его под конец.

С резисторами поступаем похожим образом как в прошлом обзоре, формуем выводы при помощи пинцета (либо специальной оправки) так, чтобы резистор легко становился на свое место.
Будье внимательны, позиционные обозначения компонетов на плате могут быть не только надписаны, а и ПОДписаны и это может сыграть с вами злую шутку, особенно если на плате присутствует много компонентов в один ряд.

Вот тут вылез небольшой минус печатной платы.
Дело в том, что отверстия под резисторы имеют очень большой диаметр, а так как монтаж относительно плотный, то я решил выводы загибать, но несильно и потому в таких отверстиях держатся они не очень хорошо.

Из-за того, что резисторы держались не очень хорошо, я рекомендую не набивать сразу все номиналы, а установить половину или треть, потом запаять их и установить остальные.
Не бойтесь сильно обкусывать выводы, двухсторонняя плата с металлизацией прощает такие вещи, всегда можно припаять резистор хоть сверху, чего не сделаешь при односторонней печатной плате.

Все, резисторы запаяны, переходим к конденсаторам.
Я поступил с ними также как с резисторами, разложив согласно табличке.
Кстати у меня все таки остался один лишний резистор, видимо случайно положили.

Несколько слов о маркировке.
Такие конденсаторы маркируются также как и резисторы.
Первые две цифры — число, третья цифра — количество нулей после числа.
Получившийся результат равен емкости в пикофарадах.
Но на этой плате есть конденсаторы, не попадающие под эту маркировку, это номиналы 1, 3 и 22пФ.
Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Сначала запаиваю мелкие конденсаторы согласно позиционным обозначениям (тот еще квест).

С конденсаторами емкостью 100нФ я немного ступил, не добавив их в табличку сразу, пришлось делать это потом от руки.

Выводы конденсаторов я также загибал не полностью, а примерно под 45 градусов, этого вполне достаточно чтобы компонент не выпал.
Кстати, на этом фото видно, что пятачки, соединенные с общим контактом платы, выполнены правильно, есть кольцевой промежуток для уменьшения теплоотдачи, это облегчает пайку таких мест.

Как то я немного расслабился на этой плате и вспомнил о дросселях и диодах уже после запаивания керамических конденсаторов, хотя лучше было их впаять перед ними.
Но особо ситуацию это не изменило, потому перейдем к ним.
В комплекте к плате дали три дросселя и два диода (1N4007 и 1N5815).

С диодами все ясно, место подписано, катод обозначен белой полосой на самом диоде и на плате, перепутать очень сложно.
С дросселями бывает немного сложнее, они иногда также имеют цветовую маркировку, благо в данном случае все три дросселя имеют один номинал 🙂

На плате дроссели обозначаются буквой L и волнистой линией.
На фото участок платы с запаянными дросселями и диодами.

В осциллографе применено два транзистора разной проводимости и две микросхемы стабилизаторы, на разную полярность. В связи с этим будьте внимательны при монтаже, так как обозначение 78L05 очень похоже на 79L05, но если поставить наоборот, то вы скорее всего поедете за новыми.
С транзисторами немного проще, хоть на плате и указана просто проводимость без указания типа транзистора, но тип транзистора и его позиционное обозначение можно без труда посмотреть по схеме или карте установки компонентов.
Выводы здесь формовать заметно тяжелее, так как отформовать надо все три вывода, лучше не спешить, чтобы не отломать выводы.

Формуются выводы одинаково, это упрощает задачу.
На плате положение транзисторов и стабилизаторов обозначено, но на всякий случай я сделал фото, как они должны быть установлены.

В комплекте был мощный (относительно) дроссель, который используется в преобразователе для получения отрицательной полярности и кварцевый резонатор.
Им выводы формовать не надо.

Теперь о кварцевом резонаторе, он изготовлен под частоту 8МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.
не удивляйтесь, что я в начале указал что процессор имеет максимальную частоту 72МГц, а кварц стоит всего на 8, внутри процессора есть как делители частоты, так иногда и умножители, потому ядро вполне может работать например на частоте 8х8=64МГц.
Почему то на плате контакты дросселя имеют квадратную и круглую форму, хотя сам по себе дроссель — элемент неполярный, потому просто впаиваем его на место, выводы лучше не загибать.

В комплекте дали довольно много электролитических конденсаторов, все они имеют одинаковую емкость в 100мкФ и напряжение в 16 Вольт.
Их надо запаивать обязательно с соблюдением полярности иначе возможны пиротехнические эффекты 🙂
Длинный вывод конденсатора это плюсовой контакт. На плате присутствует маркировка полярности как около соответствующего вывода, так и рядом с кружком, отмечающим положение конденсатора, довольно удобно.
Отмечен плюсовой вывод. Иногда маркируют минусовой, в этом случае примерно половина кружочка заштриховывается. А еще есть такой производитель компьютерного железа как Асус, который заштриховывает плюсовую сторону, потому всегда надо быть внимательным.

Потихоньку мы подошли к довольно редкому компоненту, подстроечному конденсатору.
Это конденсатор, емкость которого можно изменять в небольших пределах, например 10-30пФ, обычно и емкость этих конденсаторов невелика, до 40-50пФ.
Вообще это элемент неполярный, т.е. формально не имеет значения как его впаивать, но иногда имеет значение как его впаивать.
Конденсатор содержит шлиц под отвертку (типа головки маленького винтика), который имеет электрическое соединение с одним из выводов. ТАк вот в данной схеме один вывод конденсатора подключен к общему проводнику платы, а второй к остальным элементам.
Чтобы было меньше влияние отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом соединялся с общим проводом платы.
На плате указана маркировка как впаивать, а дальше по ходу обзора будет и фотка, где это видно.

Кнопки и переключатели.
Ну здесь тяжело что то сделать неправильно, так как очень тяжело их вставить как нибудь не так 🙂
Скажу лишь, что выводы корпуса переключателей надо припаять к плате.
В случае переключателя это не просто добавит прочности, а и соединит корпус переключателя с общим контактом платы и корпус переключателя будет работать как экран от помех.

Разъемы.
Самая сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, потому для BNC разъема лучше взять паяльник помощнее.

На фото можно увидеть —
Пайка BNC разъема, дополнительного разъема питания (единственный разъем здесь, который можно поставить наоборот) и USB разъема.

С индикатором, а вернее с разъемами для его подключения, вышла небольшая неприятность.
В комплекте забыли положить пару двойных контактов (пинов), они тут используются для закрепления стороны индикатора, обратной сигнальному разъему.

Но посмотрев на распиновку сигнального разъема я понял, что некоторые контакты можно запросто откусить и использовать вместо недостающих.
Я мог открыть ящик стола и достать оттуда такой разъем, но это было бы неинтересно и в какой то степени нечестно.

Запаиваем гнездовые (так называемые — мамы) части разъемов на плату.

На плате присутствует выход встроенного генератора 1КГц, он нам потом понадобится, хоть эти два контакта и соединяются друг с другом, но мы все равно впаиваем перемычку, она будет удобна для подключения «крокодила» сигнального кабеля.
Для перемычки удобно использовать обкушенный вывод электролитического конденсатора, они длинные и довольно жесткие.
Находится эта перемычка слева от разъема питания.

Также на плате присутствует пара важных перемычек.
Одну из них, под названием JP3 надо закоротить сразу, делается это при помощи капельки припоя.

Со второй перемычкой, немножко сложнее.
Сначала надо подключить мультиметр в режиме измерения напряжения в контрольной точке, находящейся над лепестком микросхемы-стабилизатора. Второй щуп подключается к любому контакту соединенному с общим контактом платы, например к USB разъему.
На плату подается питание и проверяется напряжение в контрольной точке, если все в порядке, то там должно быть около 3.3 Вольта.

После этого перемычка JP4, находящаяся чуть левее и ниже стабилизатора, также соединяется при помощи капли припоя.

На обратной стороне платы есть еще четыре перемычки, их трогать не надо, это технологические перемычки, для диагностики платы и перевода процессора в режим прошивки.

Возвращаемся к дисплею. Как я выше писал, мне пришлось откусить несколько контактных пар, чтобы применить их взамен отсутствующих.
Но при сборке я решил выкусить не крайние пары, а как бы из середины, а крайнюю запаять на место, так будет сложнее перепутать что то при установке.

Хоть на дисплее и наклеена защитная пленка, я бы рекомендовал при припаивании разъема накрыть экран куском бумаги, в таком случае капли флюса, который кипит при пайке, будут отлетать на бумагу, а не на экран.

Все, можно подавать питание и проверять 🙂
Кстати, один из диодов, который мы запаивали ранее, служит для защиты электроники от неправильного подключения питания, со стороны разработчика это полезный шаг, так как спалить плату неправильной полярностью можно в секунду.
На плате указано питание 9 Вольт, но при этом оговорен диапазон до 12 Вольт.
В тестах я пита плату от 12 Вольт блока питания, но попробовал и от двух последовательно соединенных литиевых аккумуляторов, разница была только в чуть меньшей яркости подсветки экрана, думаю что применив стабилизатор 5 Вольт с низким падением и убрав защитный диод (или подключив его параллельно питанию и установив предохранитель), можно вполне спокойно питать плату от двух литиевых аккумуляторов.
Как вариант, использовать преобразователь питания 3.7-5 Вольт.

Так как запуск платы прошел успешно, то перед настройкой плату лучше промыть.
Я пользуюсь ацетоном, хотя он запрещен к продаже, но есть небольшие запасы, как вариант еще использовали толуол, ну или в крайнем случае медицинский спирт.
Но плату надо промыть обязательно, целиком «купать» ее не надо, достаточно пройтись снизу ваткой.

Особое внимание надо уделить переключателям режимов работы и входному разъему.
Хоть частоты и не очень высокие, но паразитное сопротивление, которое дает флюс, может сделать плохое дело.

В конце ставим плату «на ноги», используя комплектные стойки, они конечно чуть меньше чем надо и немного болтаются, но все равно так удобнее, чем просто класть на стол, не говоря о том, что выводы деталей могут поцарапать крышку стола, ну и так ничего не попадает под плату и не закоротит ничего под ней.

Первая проверка от встроенного генератора, для этого подключаем «крокодил» с красным изолятором к перемычке около разъема питания, черный провод никуда подключать не надо.

Чуть не забыл, несколько слов о назначении переключателей и кнопок.
Слева расположены три трехпозиционных переключателя.
Верхний переключает режим работы входа.
Заземлен
Режим работы без учета постоянной составляющей, или АС, или режим работы с закрытым входом. Хорошо подходит для измерения переменного тока.
Режим работы с возможностью измерения постоянного тока, или режим работы с открытым входом. Позволяет проводить измерения с учетом постоянной составляющей напряжения.

Второй и третий переключатели позволяют выбрать масштаб по оси напряжения.
Если выбран 1 Вольт, то это означает, что в этом режиме размах в одну масштабную клетку экрана будет равен напряжению в 1 Вольт.
При этом средний переключатель позволяет выбрать напряжение, а нижний множитель, потому при помощи трех переключателей можно выбрать девять фиксированных уровней напряжения от 10мВ до 5 Вольт на клетку.

Справа расположены кнопки управления режимами развертки и режима работы.
Описание кнопок сверху вниз.
1. При коротком нажатии включает режим HOLD, т.е. фиксация показаний на дисплее. при длинном (более 3 секунд) включает или выключает режим цифрового вывода данных параметра сигнала, частоту, период, напряжения.
2. Кнопка увеличения выбранного параметра
3. Кнопка уменьшения выбранного параметра.
4. Кнопка перебора режимов работы.
Управление временем развертки, диапазон от 10мкс до 500сек.
Выбор режима работы триггера синхронизации, Авто, нормальный и ждущий.
Режим захвата сигнала синхронизации триггером, по фронту или тылу сигнала.
Выбор уровня напряжения захвата сигнала триггера синхронизации.
Прокрутка осциллограммы по горизонтали, позволяет просмотреть сигнал «за пределами экрана»
Установка позиции осциллограммы по вертикали, помогает при измерении напряжений сигнала и когда осциллограмма не влазит на экран…
Кнопка сброса, просто перезагрузка осциллографа, как выяснилось иногда бывает очень удобна.
Рядом с кнопкой есть зеленый светодиод, он моргает когда осциллограф синхронизировался.

Все режимы при выключении прибора запоминаются и включается он потом в том режиме, в котором его выключили.

Еще на плате есть разъем USB, но как я понял, он в этом варианте не используется, при подключении к компьютеру выдает что обнаружено неизвестное устройство.
Также есть контакты для перепрошивки устройства.

Все режимы, выбранные кнопками или переключателями, дублируются на экране осциллографа.

Версию ПО я не обновлял, так как стоит последняя на текущий момент 113-13801-042

Настройка прибора очень проста, помогает в этом встроенный генератор.
Скорее всего при подключении к встроенному генератору прямоугольных импульсов вы увидите следующую картину, вместо ровных прямоугольников будет либо «завал» угла верха/низа, вниз или вверх.

Корректируется это вращением подстроечных конденсаторов.
Конденсаторов два, в режиме 0.1 Вольта подстраиваем С4, в режиме 1 Вольт соответственно С6. В режиме 10мВ корректировка не производится.

Регулировкой необходимо добиться ровных прямоугольных импульсов на экране, как это показано на фотографии.

Я посмотрел этот сигнал другим осциллографом, на мой взгляд он достаточно «ровный» для калибровки данного осциллографа.

Хоть конденсаторы и установлены правильно, но даже в таком варианте небольшое влияние от металлической отвертки присутствует, пока удерживаем жало на регулируемом элементе, результат один, стоит убрать жало, результат чуть меняется.
В таком варианте либо подкручивать маленькими сдвигами, либо использовать пластмассовую (диэлектрическую) отвертку.
Мне такая отвертка досталась с какой то камерой Хиквижн.

С одной стороны у нее крестовое жало, причем срезанное, именно для таких конденсаторов, с другой — прямое.

Так как данный осциллограф больше прибор для изучения принципов работы, чем действительно полноценный прибор, то и проводить полноценное тестирование я не вижу смысла, хотя основные вещи покажу и проверю.
1. Совсем забыл, иногда при работе внизу экрана вылазит реклама производителя 🙂
2. Отображения цифровых значений параметра сигнала, подан сигнал от встроенного генератора прямоугольных импульсов.
3. Вот такой собственный шум входа осциллографа, в интернет я встречал упоминания об этом, а так же о том, что новая версия имеет меньший уровень шумов.
4. Для проверки, что это действительно шум аналоговой части, а не наводки, я перевел осциллограф в режим с закороченным входом.

1. Переключил время развертки в режим 500сек на деление, как по мне, ну это уж совсем для экстремалов.
2. Уровень входного сигнала можно менять от 10мВ на клетку
3. До 5 Вольт на клетку.
4. Прямоугольный сигнал частотой 10КГц с генератора осциллографа DS203.

1. Прямоугольный сигнал частотой 50КГц с генератора осциллографа DS203. Видно что на такой частоте сигнал уже сильно искажен. 100КГц подавать уже не имеет особого смысла.
2. Синусоидальный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.
3. Сигнал треугольной формы частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.
4. Пилообразный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.

Дальше я решил немного посмотреть как ведет себя прибор при работе с синусоидальным сигналом, поданным от аналогового генератора и сравнить его со своим DS203
1. Частота 1КГц
2. Частота 10КГц

1. Частота 100КГц, в конструкторе нельзя выбрать время развертки меньше 10мс, потому только так 🙁
2. А вот так может выглядеть синусоидальный сигнал частотой 20КГц, поданный с DS203, но в другом режиме входного делителя. Выше был скриншот такого сигнала, но поданный в положении делителя 1 Вольт х 1, здесь сигнал в режиме 0.1 Вольт х 5.
Ниже видно как выглядит этот сигнал при подаче на DS203

Сигнал 20КГц, поданный с аналогового генератора.

Сравнительное фото двух осциллографов, DSO138 и DS203. Оба подключены к аналоговому генератору синуса, частота 20КГц, на обоих осциллографах выставлен одинаковый режим работы.

Резюме.
Плюсы
Интересная обучающая конструкция
Качественно изготовленная печатная плата, прочное защитное покрытие.
Собрать конструктор под силу даже начинающему радиолюбителю.
Продуманная комплектация, порадовали запасные резисторы в комплекте.
В инструкции хорошо расписан процесс сборки.

Минусы
Небольшая частота входного сигнала.
Забыли положить в комплект пару контактов для крепления индикатора
Простенькая упаковка.

Мое мнение. Скажу коротко, был бы у меня в детстве такой конструктор, я был бы наверное очень счастлив, даже несмотря на его недостатки.
А если длинно, то конструктор приятно порадовал, я считаю его хорошей базой как в получении опыта сборки и наладки электронного устройства, так и в опыте работы с очень важным для радиолюбителя прибором — осциллографом. Пусть простым, пусть без памяти и с низкой частотой, но это куда лучше возни с аудиокартами.
Как серьезный прибор считать его конечно нельзя, но он таким и не позиционируется, а как конструктор, более чем.
Зачем я заказал этот конструктор? Да просто было интересно, ведь все мы любим игрушки 🙂

Надеюсь что обзор был интересен и полезен, жду предложений по поводу вариантов тестирования 🙂
Ну и как всегда, дополнительные материалы, прошивки, инструкции, исходники, схема, описание — скачать.
Как дополнение, схема отдельно.

Схема

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

USB ОСЦИЛЛОГРАФ

   Все больше устройств для радиолюбителя можно сделать на базе ПК. Тем более, что обычные приборы, стоят очень дорого. Поскольку портативный компьютер сегодня есть у каждого — представляем приставку-осциллограф с использованием USB порта ПК, который работает на частоте до 10 кГц ±16V входного напряжения. USB осциллограф использует микроконтроллер PIC18F2550, который позволяет сделать осциллограф компактных размеров, к тому же нет необходимости использовать дополнительный источник питания.

Принципиальная схема usb осциллографа

   В основе этого несложного осциллографа USB 2.0-совместимый микроконтроллер Microchip PIC18F2550. Вы также можете использовать IC18F2445 в место PIC18F2550. Технические характеристики микроконтроллера 18F2550:

   Программирование

• 1. До 32 Кб флэш-памяти, 2 Кб ОЗУ и 256 байт EEPROM.
• 2. Расширенный набор инструкций (оптимизация ‘C’ компилятор).
• 3. 8х8 (single-cycle multiplier).
• 4. Single-supply последовательного программирования и простота отладки.

   USB приемопередатчик

• 1. USB 1.1 и 2.0 от 1.5 Мб/с до 12 Мб/сек
• 2. Равномерная передача данных.
• 3. 1 kB доступа оперативной памяти, которые можно использовать с 32 конечных точек (64 байта каждый).

   Генератор и режимы питания

• 1. От внутреннего 31 кГц — внешними 48 МГц с PLL
• 2. Возможно программное переключение между ‘run’ и ‘idle’ в спящих режимах. В спящем режиме ток до 0.1 мкА.
• 3. Широкий диапазон напряжения питания (от 2,0 в до 5,5 в).

   Полный набор классических периферийных устройств

• 1. Несколько вход/выход (I/O) портов, четыре таймера с захватом.
• 2. Синхронные и асинхронные расширенные модули.
• 3. Потоковый параллельный порт.
• 4. 10-битный АЦП модуль с 13-канальным мультиплексором.

Печатная плата прибора

   Печатная плата для двух-канального осциллографа на базе ПК, показана на рисунке. USB-разъем (CON1) должны быть надежно припаян и закреплён на плате. Он расположен на крайнем правом участке. Два BNC-разъема может быть использованы для входных сигналов для каналов «1» и «2» соответственно. Разъемы могут быть установлены на передней панели корпуса. Производительность осциллографа может быть улучшена путем изменения PIC и его АЦП на более быструю модель. Файлы проекта есть в архиве.

   Данный микроконтроллер имеет USB 2.0-совместимый приемопередатчик и его процессор работает со скоростью до 12 MIPS. На схеме показана схема двух-канального осциллографа. Микросхема MCP6S91 — это аналоговый усилитель с программируемым коэффициентом усиления, который хорошо подходит для драйверов аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и аналогового входа для PIC микроконтроллеров. Два усилителя MCP6S91 с программируемым коэффициентом усиления (IC4 и IC5) позволяют выбрать входные диапазоны для каждого из двух каналов, выбрав от 1:1 до 32:1. Они маленькие, дешевые и простые в использовании. Простой трехпроводной последовательный периферийный интерфейс (SPI) позволяет PIC контролировать их через контакты 5, 6 и 7.

   Единственным недостатком является то, что эти усилители принимают только положительные по полярности сигналы. Поэтому напряжение смещения усилителей LF353 (IC2A и IC3A) используются по одному для каждого канала ввода. На LF353 выполнен JFET усилитель с внутренней компенсацией входного напряжения смещения, что обеспечивает широкую полосу пропускания, низкие входные токи смещения и смещения токов. Как результат — высокое входное сопротивление и коэффициент ослабления.

   Две половинки микросхемы LF353 (IC2B и IC3B) используются чтобы обеспечить низкий импеданс сдвига напряжения (Vref) для программируемых усилителей. Это напряжение должно быть точно настроено двумя 4.7-ком резисторами для точного измерения 2,5 в уровень на входах IC2 и IC3. Так как операционным усилителям LF353 необходимо симметричное напряжение питания, небольшой DC-DC преобразователь напряжения ICL7660 (IC1) используется для этих целей. Микросхему ICL7660 можно заменить на MAX1044.

Программное обеспечение

   Программа для микроконтроллера написана на языке «C». MPLAB 8.70 вместе с MPLAB_C18 используется в качестве программного средства разработки. Программное обеспечение можно бесплатно загрузить с веб-сайта www.microchip.com. Все операции инициируются хостом (ПК), который заканчивается на 16 байт команды. Первый байт команды определяет действия. Четыре возможных действия:

• 1. Команда 80h: очищает EEPROM памяти калибровочных
• 2. Команда 81h: принимает параметры, и усиления компенсации ошибок для двух каналов.
• 3. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности, первый байт команды определяет действия МК.
• 4. Команда 80h: очищает EEPROM памяти
• 5. Команда 81h: принимает параметры, и усиление компенсации ошибок для двух каналов.
• 6. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности из двух каналов.

Установка USB-драйвера

1.     Подключите осциллограф с USB-кабелем к компьютеру. “Обнаружено новое оборудование-USB2-MiniOscilloscope” — должна отображаться на экране. Обратите внимание: драйвер для этого осциллограф не для windows 7 или vista.
2.     Теперь вы можете начать процесс установки драйвера. Целью является выбор драйвера (mchpusb.inf) по пути на нужное место. Не позволяйте Windows поставить универсальный драйвер по умолчанию.
3.     Когда вы закончили с установкой, зайдите в «диспетчер устройств» и проверьте, есть ли USB2-MiniOscilloscope в разделе «другие устройства». В противном случае, повторите шаги 1 и 2.

Осциллограф из планшета своими руками

Технологии не стоят на месте, и угнаться за ними не всегда просто. Появляются новинки, в которых хотелось бы разобраться более детально. Особенно это касается разнообразных электронных конструкторов, позволяющих собирать практически любое простое устройство пошагово. Сейчас в их числе и платы Ардуино со своими клонами, и китайские микропроцессорные компьютеры, и готовые решения, идущие уже с программным обеспечением на борту.

Однако для работы со всем вышеперечисленным спектром интересных новинок, равно как и для ремонта цифровой техники, требуется дорогостоящий высокоточный инструмент. Среди такого оборудования — и осциллограф, позволяющий считывать частотные показания и проводить диагностику. Зачастую его стоимость довольно высока, и начинающие экспериментаторы не могут позволить себе такую дорогостоящую покупку. Тут на помощь приходит решение, которое появилось на многих радиолюбительских форумах почти сразу после появления планшетов на системе Андроид. Его суть заключается в том, чтобы с минимальными затратами изготовить осциллограф из планшета, не внося при этом в свой гаджет никаких доработок либо модификаций, а также исключая риски его повреждения.

Что такое осциллограф

Осциллограф — как прибор для измерения и отслеживания частотных колебаний в электрической сети — известен с середины прошлого века. Данными приборами комплектуются все учебные и профессиональные лаборатории, поскольку обнаружить некоторые неисправности или произвести точную настройку оборудования можно только лишь с его помощью. Он может выводить информацию как на экран, так и на бумажную ленту. Показания позволяют увидеть форму сигнала, рассчитать его частоту и интенсивность, а в результате определить источник его появления. Современные осциллографы позволяют рисовать трехмерные цветные частотные графики. Мы же сегодня остановимся на простом варианте стандартного двухканального осциллографа и реализуем его с помощью приставки к смартфону или планшету и соответствующего программного обеспечения.

Самый простой вариант создания карманного осциллографа

Если замеряемая частота находится в диапазоне слышимых человеческим ухом частот, а уровень сигнала не превышает стандартный микрофонный, то собрать осциллограф из планшета на «Андроид» своими руками можно без каких бы то ни было дополнительных модулей. Для этого достаточно разобрать любую гарнитуру, на которой должен обязательно присутствовать микрофон. Если подходящей гарнитуры нет, то потребуется купить звуковой штекер 3,5 мм обязательно с четырьмя контактами. Перед припаиванием щупов уточните распиновку разъема вашего гаджета, ведь их бывает два вида. Щупы необходимо подключить к пинам, соответствующим подключению микрофона на вашем устройстве.

Далее следует загрузить из «Маркета» программное обеспечение, способное замерять частоту на микрофонном входе и рисовать график на основе полученного сигнала. Таких вариантов довольно много. Поэтому при желании будет из чего выбрать. Как и говорилось ранее, не потребовалась переделка планшета. Осциллограф будет готов сразу же после калибровки приложения.

Плюсы и минусы вышеприведенной схемы

К плюсам такого решения однозначно можно отнести простоту и дешевизну сборки. Старая гарнитура или один новый разъем практически ничего не стоят, а времени потребуется всего несколько минут.

Но у этой схемы есть ряд существенных недостатков, а именно:

• Малый диапазон измеряемых частот (в зависимости от качества звукового тракта гаджета колеблется в пределах от 30 Гц до 15 кГц).
• Отсутствие защиты планшета или смартфона (при случайном подключении щупов к участкам схемы с повышенным напряжением можно в лучшем случае сжечь микросхему, отвечающую за обработку аудиосигнала на вашем гаджете, а в худшем – полностью вывести из строя ваш смартфон или планшет).
• На очень дешевых устройствах присутствует значительная погрешность в измерении сигнала, достигающая 10-15 процентов. Для точной настройки оборудования такая цифра недопустима.

Реализация защиты, экранирования сигнала и снижения погрешности

Для того чтобы частично защитить свое устройство от возможного выхода из строя, а также стабилизировать сигнал и расширить диапазон входных напряжений, может использоваться схема простого осциллографа для планшета, которая уже долгое время успешно применяется для сборки приборов для компьютера. В ней применяются дешевые компоненты, среди которых стабилитроны КС119А и два резистора на 10 и 100 кОм. Стабилитроны и первый резистор подключаются параллельно, а второй, более мощный, резистор используется на входе схемы, чтобы расширить максимально возможный диапазон напряжений. В результате пропадает большое количество помех, а напряжение повышается до 12 В.

Само собой, следует учитывать, что осциллограф из планшета работает в первую очередь со звуковыми импульсами. Поэтому стоит позаботиться о качественном экранировании как самой схемы, так и щупов. При желании подробную инструкцию по сборке данной схемы можно найти на одном из тематических форумов.

Программное обеспечение

Для работы с подобной схемой требуется программа, способная рисовать графики на основании входящего звукового сигнала. Найти ее в «Маркете» несложно, вариантов много. Почти все они предполагают дополнительную калибровку, поэтому можно добиться максимально возможной точности, и сделать профессиональный осциллограф из планшета. В остальном данные программы выполняют по сути одну и ту же задачу, поэтому окончательный выбор зависит от требуемого функционала и удобства использования.

Самодельная приставка с Bluetooth-модулем

Если же требуется более широкий диапазон частот, то приведенным выше вариантом ограничиться не получится. Тут на помощь приходит новый вариант – отдельный гаджет, представляющий собой приставку с аналогово-цифровым преобразователем, обеспечивающий передачу сигнала в цифровом виде. Аудиотракт смартфона или планшета в данном случае уже не задействуется, а значит, можно достигнуть более высокой точности измерений. По сути, на этом этапе они представляют собой только портативный дисплей, а вся информация собирается уже отдельным устройством.

Собрать осциллограф из планшета на «Андроид» с беспроводным модулем можно самому. В сети есть пример, когда похожее устройство еще в 2010 году реализовывалось с помощью двухканального аналогово-цифрового преобразователя, созданного на базе микроконтроллера PIC33FJ16GS504, а в качестве передатчика сигнала служил Bluetooth-модуль LMX9838. Устройство получилось довольно функциональным, но сложным в сборке, поэтому для новичков его сделать будет непосильной задачей. Но, при желании, найти подобный проект на тех же радиолюбительских форумах не проблема.

Готовые варианты приставок с Bluetooth

Инженеры не дремлют, и, кроме кустарных поделок, в магазинах появляется все больше приставок, выполняющих функцию осциллографа и передающих сигнал через Bluetooth-канал на смартфон или планшет. Осциллограф-приставка к планшету, подключаемая посредством Bluetooth, зачастую имеет следующие основные характеристики:

• Предел измеряемой частоты: 1МГц.
• Напряжение на щупе: до 10 В.
• Радиус действия: около 10 м.

Этих характеристик вполне достаточно для бытового применения, и все же в профессиональной деятельности иногда возникают случаи, когда и этого диапазона катастрофически не хватает, а реализовать больший с медлительным протоколом Bluetooth попросту нереально. Какой же выход может быть в этой ситуации?

Осциллографы-приставки с передачей данных по Wi-Fi

Данный вариант передачи данных существенно расширяет возможности измерительного устройства. Сейчас рынок осциллографов с таким видом обмена информацией между приставкой и планшетом набирает обороты ввиду своей востребованности. Такие осциллографы практически не уступают профессиональным, поскольку без задержки передают измеряемую информацию на планшет, который тут же выводит ее в виде графика на экран.

Управление осуществляется через простые, интуитивно понятные меню, которые копируют настроечные элементы обычных лабораторных устройств. Кроме того, подобное оборудование позволяет записывать или транслировать в режиме реального времени все происходящее на экране, что может стать незаменимым подспорьем, если нужно попросить совета у более опытного мастера, находящегося в другом месте.

Характеристики осциллографа для ремонта планшетов в виде приставки с Wi-Fi подключением вырастают в несколько раз, по сравнению с предыдущими вариантами. Подобные осциллографы имеют диапазон измерения до 50 МГц, при этом их можно модифицировать посредством разнообразных переходников. Зачастую в них установлены аккумуляторы для автономного питания, с целью максимально разгрузить рабочее место от ненужных проводов.

Самодельные варианты современных приставок-осциллографов

Само собой, на форумах наблюдается всплеск разнообразных идей, с помощью которых энтузиасты пытаются осуществить свою давнюю мечту – самостоятельно собрать осциллограф из планшета на «Андроид» с Wi-Fi-каналом. Одни модели получаются удачными, другие нет. Тут уже остается вам решать, попытать ли тоже счастья и сэкономить несколько долларов, собрав прибор самостоятельно, или же приобрести готовый вариант. Если не уверены в своих силах, то лучше не рисковать, чтобы потом не сожалеть о потраченных впустую средствах.

В противном случае – добро пожаловать в одно из сообществ радиолюбителей, в котором вам смогут дать дельный совет. Возможно, впоследствии именно по вашей схеме новички будут собирать свой первый в жизни осциллограф.

Программное обеспечение для приставок

Зачастую вместе с покупными осциллографами-приставками поставляется диск с программой, которую можно установить на свой планшет или смартфон. Если такого диска в комплекте нет, то внимательно изучите инструкцию к устройству – скорее всего, в ней есть названия программ, совместимых с приставкой и находящихся в магазине приложений.

Также некоторые из подобных приборов могут работать не только с устройствами под управлением операционной системы «Андроид», но также и с более дорогими «яблочными» девайсам. В таком случае программа будет однозначно находиться в AppStore, поскольку другой вариант установки не предусмотрен. Сделав осциллограф из планшета, не забудьте проверить точность показаний и, при необходимости, откалибровать прибор.

USB-осциллографы

Если у вас нет портативного устройства вроде планшета, но имеется ноутбук или компьютер, не стоит расстраиваться. Из них также можно сделать прекрасный измерительный прибор. Самым простым вариантом будет подключение щупов к микрофонному входу компьютера по такому же принципу, как описывалось в начале статьи.

Однако, учитывая его ограничения, этот вариант подойдет далеко не всем. В таком случае может использоваться USB-осциллограф, который обеспечит такие же характеристики, как и приставка с передачей сигнала по Wi-Fi. Стоит отметить, что такие приборы иногда работают с некоторыми планшетами, которые поддерживают технологию подключения внешних устройств OTG. Само собой, ЮСБ-осциллограф также пытаются сделать самостоятельно, причем довольно успешно. По крайней мере, именно этой поделке посвящено большое количество тем на форумах.