Осциллограф своими руками из пк: Простейший осциллограф из компьютера | Мастер-класс своими руками — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Простейший осциллограф из компьютера | Мастер-класс своими руками

Не секрет, что у начинающих радиолюбителей не всегда есть под рукой дорогое измерительное оборудование. К примеру осциллограф, который даже на китайском рынке, самая дешевая модель стоит порядка нескольких тысяч.
Бывает осциллограф нужен для ремонта различных схем, проверка искажений усилителя, настройки звуковой техники и т.п. Очень часто низкочастотный осциллограф используется при диагностике работы датчиков в автомобиле.
В этом ряде случаем вам поможет наипростейший осциллограф, сделанный из вашего персонального компьютера. Нет, ваш компьютер никак не придется разбирать и дорабатывать. Вам понадобится всего на всего спаять приставку – делитель, и подключить её к ПК через звуковой вход. А для отображения сигнала установить специальный софт. Вот за пару десятков минут у вас появится собственный осциллограф, который вполне может сгодится для анализа сигналов. Кстати можно использовать не только стационарный ПК, но и ноутбук или нетбук.
Конечно, такой осциллограф с большой натяжкой сравним с настоящим прибором, так как имеет маленький диапазон частот, но вещь в хозяйстве очень полезная, чтобы посмотреть выхода усилителя, различные пульсации источников питания и тп.

Схема приставки

Согласитесь, что схема невероятна проста и не потребует много времени для её сборки. Это делитель — ограничитель, который защитит звуковую карту вашего компьютера от опасного напряжения, которое вы можете случайно падать на вход. Делитель может быть на 1, на 10 и на 100. Переменным резистором регулируется чувствительность всей схемы. Подключается приставка к линейному входу звуковой карты ПК.

Собираем приставку

Можно взять бокс от батареек как я или другой пластиковый корпус.

Программное обеспечение

Программа «осциллограф» будет визуализировать сигнал, поданный на вход звуковой карты. Я предложу вам на скачивание два варианта:
1) Простая программа без установки с русским интерфейсом, качаем.

2) И вторая с установкой, скачать её можно – тут.

Какой пользоваться – выбирать вам. Возьмите и установите обе, а там выберете.
Если у вас уже установлен микрофон, то после установки и запуска программы можно уже будет наблюдать звуковые волны, которые поступают в микрофон. Значит все хорошо.

Для приставки никаких драйверов больше не потребуется.
Подключаем приставку ко линейному или микрофонному входу звуковой карты и пользуемся на здоровье.

Если у вас никогда в жизни не было опыта работы с осциллографом, то я искренне рекомендую вам повторить эту самоделку и поработать с таким виртуальным прибором. Опыт очень ценный и интересны.

Смотрите видео по работе с осциллографом для компьютера

Осциллограф из компьютера или ноутбука своими руками: схемы и инструкция

Сегодня часто вместо того, чтобы сделать, например, осциллограф из компьютера, большинство людей предпочитают просто приобрести USB-осциллоскоп. Но, пройдясь по магазинам, можно увидеть, что цена бюджетных осциллографов начинается от 200 долларов. А серьезная аппаратура и вовсе стоит в разы дороже. Именно тем людям, которых не устраивает эта цена, проще всего сделать осциллограф из ноутбука или компьютера своими руками.

Что необходимо использовать

Самая оптимальная сегодня – это программа Osci, она имеет интерфейс, похожий на классический осциллограф: на мониторе находится стандартная сетка, с помощью которой вы сможете сами померить амплитуду или длительность.

Из недостатков этой программы можно выделить то, что она работает немного нестабильно. Во время работы утилита может иногда зависать, а чтобы затем ее сбросить, надо использовать специализированный TaskManager. Но все это компенсируется тем, что программа имеет привычный интерфейс, и довольно удобна в использовании, а также имеет большое количество функций, они дают возможность сделать полноценно работающий осциллограф из компьютера или ноутбука.

На заметку

Нужно сказать, что в комплекте данных программ есть специальный низкочастотный генератор, но его использование нежелательно, он пытается полностью сам контролировать работу драйвера звуковой карты, что провоцирует выключение звука. Если решили его опробовать, позаботьтесь, чтобы у вас была точка восстановления либо сделайте бэкап вашей ОС. Самым оптимальным способом, как сделать своими руками из компьютера осциллограф, будет скачивание рабочего генератора.

«Авангард»

Это отечественная программа, она не имеет привычной и стандартной измерительной сетки, и отличается очень большим экраном для фотографирования скриншотов, но в то же время позволяет использовать установленный частотомер и вольтметр амплитудных значений. Это частично компенсирует недостатки, указанные выше.

Сделав этот осциллограф из компьютера, вы столкнетесь со следующим: на небольших уровнях показателей вольтметр и частотомер могут значительно искажать данные, но для новичков-радиолюбителей, эта утилита будет вполне достаточной. Еще одной полезной функцией будет то, что можно делать абсолютно независимую калибровку двух уже находящихся шкал установленного вольтметра.

Как это использовать

Из-за того, что входные цепи звуковой карты имеют специальный разделительный конденсатор, то компьютер в роли осциллографа может работать только с закрытым входом. Таким образом, на мониторе будет видна лишь переменная составляющая показателей, но, имея определенную сноровку, с помощью этих программ можно сделать измерение показателя постоянной составляющей. Это очень актуально в случае, когда, к примеру, время отсчета мультиметра не дает возможности зафиксировать некоторое значение амплитуды напряжения на конденсаторе, заряжающегося с помощью крупного резистора.

Нижнее значение напряжения ограничивается уровнем фона и шума и имеет примерно 1 мВ. Верхний предел ограничивается лишь по показателям делителя и достигает более сотни вольт. Частотный диапазон ограничивается самой возможностью звуковой карты и для старых компьютеров

составляет около 20 кГц.

Естественно, в этом случае рассматривается довольно примитивное устройство. Но когда у вас нет возможности, например, использовать USB-осциллограф, то в данном случае его использование вполне приемлемо. Этот прибор поможет вам в ремонте разной аудиоаппаратуры, или может быть использован для учебных целей. Кроме того, программа-осциллограф даст возможность вам сохранить эпюру для иллюстрации материала или для размещения в сети.

Электрическая схема

Если вам необходим приставка к компьютеру, то сделать осциллограф будет гораздо сложнее. Сегодня в интернете можно отыскать довольно большое количество разных схем этих устройств, и для изготовления, например, двухканального осциллографа вам будет необходимо только их продублировать. Второй канал зачастую актуален в случае, когда надо сравнивать два сигнала или же осциллограф используется для подключения внешней синхронизации.

Как правило, схемы очень простые, но так, вы самостоятельно обеспечите очень большой диапазон доступных измерений, используя минимум радиодеталей. Причем аттенюатор, который изготавливается по классической схеме, потребовал бы от вас наличие узкоспециализированных высокомегаомных резисторов, а его сопротивление на входе все время менялось при переключении диапазона. Поэтому вы бы испытывали некоторые ограничения при использовании обычных осциллографических проводов, рассчитанных на импеданс входа не больше 1 мОм.

Как выбрать резисторы делителя напряжения

Из-за того, что зачастую радиолюбители испытывают сложности с тем, чтобы подобрать прецизионные резисторы, часто бывает так, что приходится выбирать устройства широкого профиля, которые надо максимально точно подогнать, иначе сделать своими руками осциллограф из компьютера не получится.

Подстроечные резисторы делителя напряжения

В этом случае каждое плечо делителя имеет два резистора, один является постоянным, второй – подстроечный. Минус этого варианта, это его громоздкость, но точность ограничивается лишь тем, какие доступные характеристики имеет измерительный аппарат.

Как выбрать обычные резисторы

Еще один вариант сделать осциллограф из компьютера – это выбрать пары резисторов. Точность в этом случае обеспечивается благодаря тому, что используются пары из двух комплектов с довольно приличным разбросом. Тут важно изначально выполнить тщательные замеры всех устройств, а после подобрать пары, суммарное сопротивление которых будет самым подходящим для вашей схемы.

Подгонка резисторов

Сегодня подгонка резисторов с помощью удаления части пленки часто используется даже в современной промышленности, то есть так, нередко делается осциллограф из компьютера.

Но нужно сказать, что если вы хотите подгонять высокоомные резисторы, то резистивная пленка не должна быть разрезана насквозь. Так как в этих устройствах она находится на цилиндрической поверхности в виде спирали, потому делать подпил надо предельно аккуратно, чтобы не допустить разрыва цепи. Затем:

Чтобы подогнать резисторы в домашних условиях, надо просто использовать обычную наждачную бумагу «нулевку».
Изначально у резистора, у которого находится меньшее сопротивление, бережно удаляется защитный слой краски.
Затем нужно подпаять резистор к концам, они и подклеиваются к мультиметру. С помощью аккуратных движений наждачкой показатели сопротивления резистора выводятся до нужного значения.

После, когда резистор полностью подогнан, место пропила покрывают слоем специального защитного лака.

Сегодня этот способ наиболее быстрый и простой, но при этом дает хорошие результаты, что и сделало его оптимальным для домашних условий.

Что нужно учесть

Существует ряд правил, которые необходимо выполнять в любом случае, если решили проводить эти работы:

Используемый компьютер для осциллографа обязательно нужно заземлить.
Нельзя подключать заземление к розетке. Оно подсоединяется через специальный корпус линейного входного разъема с корпусом системного блока. В данном случае, независимо, попадаете ли вы в фазу или ноль, у вас не будет замыкания.

Говоря иначе, в розетку может подсоединяться только провод, который соединяется с резистором, и находится в схеме адаптера с номинальным значением один мегом. Если же вы попробуете включить в сеть провод, который контактирует с корпусом, то почти во всех случаях это обязательно приведет к самым плачевным последствиям.

Как переделать монитор ПК или планшет в осциллограф: схемы и программы

Автор Aluarius На чтение 7 мин. Просмотров 4.2k. Опубликовано 30.04.2020

Осциллограф – это не только медицинский прибор, но также и полезное устройство, незаменимое при настройке аудиоаппаратуры и ремонте техники. Приобретать его отдельно достаточно накладно, даже самые дешёвые модели могут стать неприятной неожиданной статьёй расходов. Лучший выход – сделать виртуальный осциллограф из своего домашнего компьютера.

Осциллограф из компьютера — соответствует ли оборудование ПК требованиям

Если у вас современный персональный компьютер, оснащённый звуковой картой, к которому подключён монитор, этого уже достаточно. Конфигурация компьютера не имеет никакого значения, а также вместо стационарного ПК можно использовать ноутбук и даже нетбук.

ВАЖНО! Настройка вашего компьютера как осциллографа никак не помешает его остальным функциям – не придётся ничего добавлять внутрь самого ПК (это просто осциллограф-приставка к компьютеру) или критически изменять в программном обеспечении.

Обычно всё, что необходимо для настройки виртуального прибора, уже есть в конструкции ПК. Для того, чтобы «организовать» работу устройств, достаточно скачать готовый софт, который находится в свободном доступе в сети – это полностью безопасно и легко для освоения даже пользователем-новичком.

Что необходимо для создания осциллографа

Если вам нужен более точный осциллограф из ПК, то придётся сделать специальную USB-приставку. Это чуть более сложная задача – пользователю желательно владеть такими базовыми навыками радиолюбителя как построение схем, спайка, а также знать, где приобретать необходимые материалы.

ВАЖНО! «На коленке» можно собрать только низкокачественный прибор – для учёбы или другой серьёзной деятельности он может не подойти. Однако выгода очевидна – если на покупку самого дешёвого варианта придётся отдать около 200 долларов, то собрать приставку можно за 5-7 долларов без учёта доставки.

Для простой сборки вам помимо основы для прибора, проводников и USB-входа для связи с компьютером понадобятся следующие детали (их легко найти в интернет-магазинах для радиолюбителей):

MCP1700;
STM32F042Fx;
MCP6S21.

В том случае, если целью работы с прибором не является что-то серьёзное, более простым и быстрым вариантом будет простой осциллограф из звуковой карты, не требующий дополнительных манипуляций со схемами.

Программы

Без специального программного обеспечения ничего работать не будет – к счастью, всё необходимое любой желающий может найти в интернете и скачать. Заниматься запуском программ необходимо после настройки оборудования.

ВАЖНО! Прежде чем определиться, как программа-осциллограф для ПК вам подходит, посмотрите, для какой версии Windows она предназначена. Если софт требует наличия «десятки», а вы до сих пор на виндовс 7, то вы только потратите время.

Разобраться в работе программ будет несложно – большинство из них адаптированы под русскоязычную аудиторию и русский интерфейс поддерживают.

Лучшие программы осциллографы:

Winscope. Одна из самых популярных программ, может быть использована для анализа любого типа сигналов. Также может сохранять данные в удобном для пользователя формате, измерять частоты, строить диаграммы и совершать другие аналитические действия.
Visual Analyzer. Программа для Windows 10. Особенностью является подача полученной и обработанной информации на двух экранах. Первый показывает стандартные данные, а второй БПФ сигнала. Также пользователь может настроить фильтры программы для любых своих целей.
Soundcard Oscilloscope. Для личного пользования эту программу можно использовать бесплатно. Плюсами софта считается его многофункциональность, возможность направить сигнал на динамики устройства, а также генерация пользовательских каналов сигнала и шумов.
Oscilloscope. Программа, предназначенная не для анализа, а для просмотра – с её помощью можно только визуализировать на экране XY-спектры сигнала или аудиофайла. В основном используется, как развлекательный софт.
Frequency Analyzer. Может работать через микрофон, показывает анализ сигнала в реальном времени. Широко настраивается – пользователь может выбрать FFT, частоты выборки и точек на преобразовании, а также между 8 и 16 бит.
Real-time Spectrum. Считывает спектры сигнала (приём через аудио-разъём в 3.5 мм.) и выводит их на экран. Пользователь может посмотреть сигнал с любого канала (или с обоих), настроить динамический диапазон графического отображения, а также частоту кадров.
AUDio MEasurement System. Работает с помощью микрофона. Среди функционала есть генератор сигналов, измерение частотных характеристик и анализ спектра. Простая программа, без особых функций, идеальна для несложного анализа сигналов.

Все эти программы можно найти в свободном доступе – в этом вам поможет поиск или любой компьютерный форум. В зависимости от того, для чего вам нужно настроить осциллограф онлайн, выбирайте простые или сложные программы.

Оборудование

Как говорилось ранее, большинство необходимого оборудования уже находится внутри вашего ПК. Для анализа простых сигналов достаточно использовать микрофон (звук будет поступать через динамик), аудио-разъём или USB-порт. Если цель вашей работы с самодельным осциллографом – простое любопытство, то и сам комп может не понадобится, можно сделать осциллограф из планшета.

Звуковая карта

Звуковая карта обязательно присутствует во всех персональных компьютерах и даже в мобильных устройствах. Выход на неё (порт) – это обычно аудио-разъём на 3.5. мм. Использовать её очень просто, достаточно подключить к ней устройство подачи сигнала или устройство, которое принимает сигнал (например, микрофон).

Монитор

Монитор, как и звуковая карта, есть у любого ПК. У стационарного компьютера это отдельный монитор, у ноутбука – встроенный. Для анализа аудиосигнала достаточно любого монитора, даже несовременного.

Встроенный вольтметр

Необходим для контроля процедуры. Приобрести такой совсем недорого – достаточно поискать в любом специализированном интернет-магазине или на радиорынке. Присоединяется к приставке-осциллографу и выводит показатели в реальном времени.

Частотомер

Как и предыдущий прибор, легко и дёшево приобретается. Настоящий частотометр нужен пользователю редко, так как давно есть его виртуальные аналоги, которые действуют не хуже, но в то же время не требуют никаких специальных навыков.

Электрическая схема

Если вы всё же решили работать через самодельную приставку, то для осциллографа из компьютера своими руками потребуется схема. Схема эта достаточно простая и работа над ней для того, кто хотя бы раз занимался чем-то подобным, не составит никакого труда. Вам понадобятся инструменты и навыки базовой работы со схемами – соединения, теоретические знания.

ВАЖНО! Есть и более сложные схемы, но новичку лучше начать с элементарного варианта. Если первая попытка подойдёт для решения задачи, то для последующих проб сложность можно поднять, спаяв новую, более совершенную схему.

Как это будет работать?

В зависимости от того, какой способ сделать осциллограф из обычного компьютера своими руками выбрал пользователь. Если это только виртуальная копия обычного прибора, то понадобится только соединить компьютер (с предустановленной программой-прибором) и источник звука. Это осуществляется через микрофон, с помощью подключения устройства с записью, необходимой для анализа, или вообще через динамики ПК.

Если же присутствует приставка (в таком случае для создания осциллографа из компьютера нужна спаянная схема), то принцип работы остаётся тем же, только самодельный прибор служит посредником между сигналом и компьютером. Данный способ является более точным – для серьёзных анализа и обработки лучше использовать его.

Проблемы при создании осциллографа

Проблемы могут возникнуть как у новичка, так и у того, кто знает, как из обычного домашнего компьютера сделать осциллограф на практике. Чтобы минимизировать шансы, лучше изучить всю теорию перед работой или настройкой, а также купить материалы с запасом, если есть необходимость изготовить приставку.

Возможные трудности:

Проблемы со схемой. Схема для простейшего осциллографа лёгкая сама по себе, но если возникают сложности, можно воспользоваться видеогайдами.
Программы не устанавливаются. Если программное обеспечение отказывается работать на компьютере, проверьте совместимость (соответствие требованиям операционной системы, наличие всех необходимых деталей в ПК).
Результат не выводится на экран. Это проблема внутренней настройки – укажите корректный путь, чтобы сохранение и воспроизведение результатов анализа шли корректно.

Большинство возникающих проблем легко решить последующими попытками, минимальными теоретическими знаниями и опытом – стоит только набраться немного терпения.

Компьютер как осциллограф своими руками

Осциллограф — инструмент, который имеется почти у каждого радиолюбителя. Но для начинающих он стоит слишком дорого.

Проблема высокой стоимости решается просто: есть много вариантов изготовления осциллографа.

Компьютер отлично подойдёт для такой переделки, причём его функциональность и внешний вид никак не пострадают.

Устройство и назначение

Принципиальная схема осциллографа сложна для понимания начинающего радиолюбителя, поэтому рассматривать её нужно не целиком, а предварительно разбив на отдельные блоки:

Каждый блок представляет собой отдельную микросхему, или плату.

Сигнал с исследуемого устройства поступает через вход Y на входной делитель, задающий чувствительность измерительного контура. После прохождения предварительного усилителя и линии задержки он попадает на конечный усилитель, который управляет вертикальным отклонением индикаторного луча. Чем выше уровень сигнала — тем больше отклоняется луч. Так устроен канал вертикального отклонения.

Второй канал — горизонтального отклонения, нужен для синхронизации луча с сигналом. Он позволяет удерживать луч в заданном настройками месте.

Без синхронизации луч уплывет за границы экрана.

Синхронизация бывает трёх видов: от внешнего источника, от сети и от исследуемого сигнала. Если сигнал имеет постоянную частоту, то синхронизацию лучше использовать от него. В качестве внешнего источника обычно выступает лабораторный генератор сигналов. Вместо него для этих целей подойдёт смартфон с установленным на него специальным приложением, которое модулирует импульсный сигнал и выводит его в гнездо для наушников.

Осциллографы применяются при ремонте, проектировании и настройке различных электронных устройств. Сюда входят диагностика систем автомобиля, устранение неисправностей в бытовой технике и многое другое.

Осциллограф измеряет:

Уровень сигнала.
Его форму.
Скорость нарастания импульса.
Амплитуду.

Также он позволяет развёртывать сигнал до тысячных долей секунды и просматривать его в мельчайших подробностях.

Большинство осциллографов имеют встроенный частотомер.

Осциллограф, подключаемый через USB

Есть множество вариантов изготовления самодельных USB осциллографов, но не все из них доступны новичкам. Самым простым вариантом будет его сборка из уже готовых комплектующих. Они продаются в радиомагазинах. Более дешёвым вариантом будет купить эти радиодетали в китайских интернет-магазинах, но нужно помнить о том, что купленные в Китае комплектующие могут прийти в неисправном состоянии, а деньги за них возвращают далеко не всегда. После сборки должна получиться небольшая приставка, подключаемая к ПК.

Этот вариант осциллографа имеет самую высокую точность. Если встает проблема, какой осциллограф выбрать для ремонта ноутбуков и другой сложной техники, лучше остановить свой выбор на нём.

Для изготовления понадобятся:

Плата с разведёнными дорожками.
Процессор CY7C68013A.
Микросхема аналого-цифрового преобразователя AD9288−40BRSZ.
Конденсаторы, резисторы, дроссели и транзисторы. Номиналы этих элементов указаны на принципиальной схеме.
Паяльный фен для запайки SMD компонентов.
Провод в лаковой изоляции сечением 0,1 мм².
Тороидальный сердечник для намотки трансформатора.
Кусок стеклотекстолита.
Паяльник с заземлённым жалом.
Припой.
Флюс.
Паяльная паста.
Микросхема памяти EEPROM flash 24LC64.
Корпус.
USB разъём.
Гнездо для подключения щупов.
Реле ТХ-4,5 или другое, с управляющим напряжением не более 3,3 В.
2 операционных усилителя AD8065.
DC-DC преобразователь.

Собирать нужно по этой схеме:

Обычно для изготовления печатных плат радиолюбители пользуются методом травления. Но сделать таким образом двухстороннюю печатную плату со сложной разводкой самостоятельно не получится, поэтому её нужно заранее заказать на заводе, выпускающем подобные платы.

Для этого нужно отослать на завод чертёж платы, по которому её изготовят. На одном и том же заводе делают разные по качеству платы. Оно зависит от выбранных при оформлении заказа опций.

Для того чтобы получить в итоге хорошую плату, нужно указать в заказе следующие условия:

Толщина стеклотекстолита — не менее 1,5 мм.
Толщина медной фольги — не менее 1 OZ.
Сквозная металлизация отверстий.
Лужение контактных площадок свинецсодержащим припоем.

После получения готовой платы и покупки всех радиодеталей можно приступать к сборке осциллографа.

Первым собирается DC-DC преобразователь, выдающий напряжения +5 и -5 вольт.

Его нужно собрать на отдельной плате и подключить к основной с помощью экранированного кабеля.

Припаивать микросхемы к основной плате нужно аккуратно, не перегревая их. Температура паяльника не должна быть выше трехсот градусов, иначе паяемые детали выйдут из строя.

После установки всех компонентов собирают устройство в подходящий по размеру корпус и подключают к компьютеру USB кабелем. Замыкают перемычку JP1.

Нужно установить и запустить на ПК программу Cypress Suite, перейти во вкладку EZ Console и кликните по LG EEPROM. В появившемся окне выбрать файл прошивки и нажать Enter. Дождаться появления надписи Done, говорящей об успешном завершении процесса. Если вместо неё появилась надпись Error, значит, на каком-то этапе произошла ошибка. Нужно перезапустить прошивальщик и попробовать снова.

После прошивки изготовленный своими руками цифровой осциллограф будет полностью готов к работе.

Вариант с автономным питанием

В домашних условиях радиолюбители обычно пользуются стационарными устройствами. Но иногда возникает ситуация, когда нужно отремонтировать что-то находящееся вдали от дома. В таком случае понадобится портативный осциллограф с автономным питанием.

Перед началом сборки приготовьте следующие комплектующие:

Ненужные Bluetooth наушники или аудиомодуль.
Планшет или смартфон на Android.
Литий-ионный аккумулятор типоразмера 18650.
Холдер для него.
Контроллер заряда.
Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.
Разъем для подключения измерительных щупов.
Сами щупы.
Выключатель.
Пластиковая коробочка из-под губки для обуви.
Экранированный провод сечением 0,1 мм².
Тактовая кнопка.
Термоклей.

Нужно разобрать беспроводную гарнитуру и достать из неё плату управления. Отпаять от неё микрофон, кнопку включения и аккумулятор. Отложить плату в сторонку.

Вместо блютус-наушников можно использовать Bluetooth аудиомодуль.

Ножом соскрести с коробочки остатки губки и хорошо почистить её с использованием моющих средств. Подождать, пока она высохнет, и вырезать отверстия под кнопку, выключатель и разъёмы.

Припаять провода к гнёздам, холдеру, кнопке и выключателю. Установить их на свои места и закрепить термоклеем.

Провода нужно соединять так, как показано на схеме:

Расшифровка обозначений:

Холдер.
Выключатель.
Контакты «BAT +» и «BAT —».
Контроллер заряда.
Контакты «IN +» и «IN —».
Разъём Jack 2,1 Х 5,5 мм.
Контакты «OUT+» и «OUT —».
Контакты батареи.
Плата управления.
Контакты кнопки включения.
Тактовая кнопка.
Гнездо для щупов.
Контакты микрофона.

Далее припаять провода к контроллеру заряда и плате управления, затем поместить их внутрь корпуса и зафиксировать термоклеем. Закрыть коробочку крышкой и защёлкнуть её.

Затем скачать из плеймаркета приложение виртуального осциллографа и установить его на смартфон. Включить блютус модуль и синхронизировать его со смартфоном. Подключить щупы к осциллографу и открыть на телефоне его программную часть.

При касании щупами источника сигнала на экране Android-устройства появится кривая, показывающая уровень сигнала. Если она не появилась, значит, где-то была допущена ошибка.

Следует проверить правильность подключения и исправность внутренних компонентов. Если все в порядке, нужно попробовать запустить осциллограф снова.

Установка в корпус монитора

Этот вариант самодельного осциллографа легко устанавливается в корпус настольного ЖК монитора. Такое решение позволяет сэкономить немного места на вашем рабочем столе.

Для сборки понадобятся:

Компьютерный ЖК монитор.
DC-DC инвертор.
Материнская плата от телефона или планшета с HDMI-выходом.
USB разъём.
Кусок HDMI кабеля.
Провод сечением 0,1 мм².
Тактовая кнопка.
Резистор на 1 кОм.
Двусторонний скотч.

Встроить своими руками в монитор осциллограф сможет каждый радиолюбитель. Для начала нужно снять с монитора заднюю крышку и найти место для установки материнской платы. После того как определились с местом, рядом с ним нужно вырезать в корпусе отверстия для кнопки и USB разъёма.

Далее выпаять HDMI разъёмы, установленные на плате и в мониторе. Припаять один конец кабеля к контактам на плате монитора. Делать это нужно согласно распиновке:

Второй конец кабеля нужно припаять к плате от планшета. Перед припаиванием каждой жилки прозванивать её мультиметром. Это поможет не перепутать порядок их подключения.

Далее нужно найти на плате монитора точки с постоянным напряжением в 5, 9, 12, 19 или 24 вольта. И припаять к ним провода.

Следующим шагом нужно выпаять с платы планшета кнопку включения и micro USB разъём. К тактовой кнопке и USB гнезду припаять провода и закрепить их в вырезанных отверстиях.

Затем соединить все провода так, как это показано на рисунке, и припаять их:

Поставить перемычку между контактами GND и ID в микро ЮСБ разъёме. Это нужно для перевода USB порта в режим OTG.

Далее необходимо впаять между минусовым и средним контактом батареи резистор. Без этой процедуры материнка не запустится без аккумулятора, а он в мониторе ни к чему.

Нужно приклеить инвертор и материнку от планшета на двусторонний скотч, после чего защёлкнуть крышку монитора.

Подключить к USB порту мышку и нажать кнопку включения. Пока устройство загружается, включить Bluetooth передатчик. Затем нужно синхронизировать его с приёмником. Можно открыть приложение осциллографа и убедиться в работоспособности собранного устройства.

Вместо монитора отлично подойдёт и старый ЖК телевизор, в котором нет Смарт ТВ. Начинка от планшета по своим возможностям превосходит многие Smart TV системы. Не стоит ограничивать её применение одним лишь осциллографом.

Изготовление из аудиокарты

Осциллограф, собранный из внешнего аудиоадаптера, обойдётся всего в 1,5-2 доллара и займёт минимум времени на своё изготовление. По размеру он получится не больше обычной флешки, а по функционалу не уступит своему большому собрату.

Необходимые детали:

USB аудиоадаптер.
Резистор на 120 кОм.
Штекер mini Jack 3,5 мм.
Измерительные щупы.

Нужно разобрать аудиоадаптер, для этого стоит поддеть и расщёлкнуть половинки корпуса.

Выпаять конденсатор C6 и припаять на его место резистор. Затем установить плату обратно в корпус и собрать его.

Следует отрезать от щупов стандартный штекер и припаять на его место мини-джек. Подключить щупы ко звуковому входу аудиоадаптера.

Затем нужно скачать соответствующий архив и распаковать его. Вставить карту в USB разъём.

Осталось самое простое: зайти в Диспетчер устройств и во вкладке «Аудио, игровые и видеоустройства» найти подключённый USB аудиоадаптер. Щёлкнуть по нему правой кнопкой мыши и выбрать пункт «Обновить драйвер».

Что делать дальше, показано на картинках:

Нужно указать путь к папке device из распакованного архива и нажать Enter:

После нажатия на «Далее» произойдёт установка драйверов из указанной папки. Если пропустить этот этап и оставить стандартные драйвера, осциллограф не заработает.

Затем переместить файлы miniscope.exe, miniscope.ini и miniscope.log из архива в отдельную папку. Запустить «miniscope.exe».

Перед использованием программу нужно настроить. Необходимые настройки показаны на скриншотах:

Если коснуться щупами источника сигнала, в окне осциллографа должна появиться кривая:

Таким образом, чтобы превратить аудиоадаптер в осциллограф, нужно приложить минимум усилий. Но стоит помнить, что погрешность такого осциллографа составляет 1-3%, чего явно недостаточно для работы со сложной электроникой. Он отлично подойдёт для начинающего радиолюбителя, а мастерам и инженерам стоит присмотреться к другим, более точным осциллографам.

Современная измерительная аппаратура давно срослась с цифровыми и процессорными средствами управления и обработки информации. Стрелочные указатели уже становятся нонсенсом даже в дешевых бытовых приборах. Аналитическое оборудование все чаще подключается к обычным ПК через специальные платы-адаптеры. Таким образом, используются интерфейсы и возможности программ приложений, которые можно модернизировать и наращивать без замены основных измерительных блоков, плюс вычислительная мощь настольного компьютера.

Кроме того, и расширение возможностей обычного компьютера возможно за счет разнообразных программно-аппаратных средств, — специальных плат расширения, содержащих измерительные АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). И компьютер очень легко превращается в аналитический прибор, к примеру, — спектроанализатор, осциллограф, частотомер… , как и во многое другое. Подобные средства для модернизации компьютеров выпускаются многими фирмами. Однако цена и узконаправленная специфика не делают это оборудование распространенным в наших условиях.

Но зачем далеко ходить? Оказывается, простой ПК в своей конструкции уже содержит средства, которые с некоторыми ограничениями способны превратить его в тот же осциллограф, спектроанализатор, частотомер или генератор импульсов. Согласитесь, уже немало. К тому же делаются все эти превращения только с помощью специальных программ, которые к тому же совершенно бесплатны и каждый желающий может их скачать в Интернете.

Вы, наверное, зададитесь логичным вопросом — как же в измерениях можно обойтись без АЦП и ЦАП? Никак нельзя. Но ведь и то и другое присутствует почти в каждом компьютере, правда, называется по другому — звуковая карта. А чем не АЦП/ЦАП, скажите, пожалуйста? Это уже давно поняли те, кто написал для нее массу программ, не имеющих никакого отношения к воспроизведению музыки. Ведь обычная звуковая плата ПК способна воспринимать и преобразовывать сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму со входа LINE-IN или же с микрофона. Возможно и обратное преобразование, — на выход LINE-OUT (Speakers). Таким образом, вы можете работать с любым сигналом до 20 кГц, а то и выше, в зависимости от звуковой платы. Максимальный предел уровня входного напряжения 0,5-2 В тоже не составляет проблемы, — примитивный делитель напряжения на резисторах собирается и калибруется за 15 минут. Вот на таких-то нехитрых принципах и строятся программное обеспечение: осциллографы, осциллоскопы, спектроанализаторы, частотомеры и, наконец, генераторы импульсов всевозможной формы. Такие программы эмулируют на экране компьютера работу привычных для нас приборов, естественно со своей спецификой и в пределах частотного диапазона вашей звуковой платы.

Как это работает? Для пользователя все выглядит очень просто. Запускаем программу, в большинстве случаев такое ПО не нужно даже инсталлировать. На экране монитора появляется изображение осциллографа: с характерным для этих приборов экраном с координатной сеткой, тут же и панель управления с кнопками, движками и регуляторами, тоже часто копирующими вид и форму таковых с настоящих — аппаратных осциллографов. Кроме того, в программных осциллографах могут присутствовать дополнительные возможности, как, например, возможность сохранения исследуемого спектра в памяти, плавное и автоматическое масштабирование изображения сигнала и т.д. Но, конечно же, есть и свои недостатки.

Как подключиться к звуковой карте? Здесь нет ничего сложного — к гнезду LINE-IN, с помощью соответствующего штекера. Типичная звуковая плата имеет на панельке всего три гнезда: LINE-IN, MIC, LINE-OUT (Speakers), соответственно линейный вход, микрофон, выход для колонок или наушников. Конструкция всех гнезд одинакова, соответственно и штекеры для всех идут одни и те же. Программа осциллограф будет работать и отображать спектр и в том случае если снимается звуковой сигнал с помощью микрофона, подключенного к своему входу. Более того, большинство программных осциллографов, спектроанализаторов и частотомеров нормально функционируют, если в это же время на выход звуковой платы LINE-OUT выводится какой-то другой сигнал с помощью другой программы, пусть даже музыка. Таким образом, на одном и том же компьютере можно задавать сигнал, скажем с помощью программы генератора, и тут же его контролировать осциллографом или анализатором спектра.

При подключении сигнала к звуковой плате следует соблюдать некоторые предосторожности, не допуская превышения амплитуды выше 2 В, что чревато последствиями, такими как выходом устройства из строя. Хотя для корректных измерений уровень сигнала должен быть гораздо ниже от максимально допустимого значения, что так же определяется типом звуковой карты. Например, при использовании популярной недорогой платы на чипе Yamaha 724 нормально воспринимается сигнал с амплитудой не выше 0,5 В, при превышении этого значения пики сигнала на осциллографе ПК выглядят обрезанными (рис.1). Поэтому для согласования подаваемого сигнала со входом звуковой карты потребуется собрать простой делитель напряжения (рис.2).

Довольно часто в последнее время вместо того, чтобы сделать, к примеру, осциллограф из компьютера, многие предпочитают просто купить цифровой USB-осциллоскоп. Однако, пройдясь по рынку, можно понять, что на самом деле стоимость бюджетных осциллографов начинается приблизительно от 250 долларов. А более серьезное оборудование и вовсе имеет цену в несколько раз больше.

Именно для тех людей, которых не устраивает такая стоимость, актуальнее сделать осциллограф из компьютера, тем более что он позволяет решить большое количество задач.

Что нужно использовать?

Одним из наиболее оптимальных вариантов является программа Osci, которая имеет интерфейс, схожий со стандартным осциллографом: на экране есть стандартная сетка, при помощи которой вы можете самостоятельно измерить длительность, или же амплитуду.

Из недостатков данной утилиты можно отметить то, что она работает несколько нестабильно. В процессе своей работы программа может иногда зависать, а для того, чтобы потом ее сбросить, нужно будет использовать специализированный Task Manager. Однако все это компенсируется тем, что утилита имеет привычный интерфейс, является достаточно удобной в использовании, а также отличается достаточно большим количеством функций, которые позволяют сделать полноценный осциллограф из компьютера.

На заметку

Сразу стоит отметить, что в комплекте этих программ есть специализированный генератор низкой частоты, однако его использование крайне не рекомендуется, так как он пытается полностью самостоятельно регулировать работу драйвера аудиокарты, что может спровоцировать необратимое отключение звука. Если вы будете пробовать его применять, позаботьтесь о том, чтобы у вас была собственная точка восстановления или возможность сделать бэкап операционной системы. Наиболее оптимальным вариантом того, как сделать из компьютера осциллограф своими руками, является скачивание нормального генератора, который находится в «Дополнительных материалах».

«Авангард»

«Авангард» – это отечественная утилита, которая не имеет стандартной и привычной всем измерительной сетки, а также отличается слишком большим экраном для снятия скриншотов, но при этом предоставляет возможность использовать встроенный вольтметр амплитудных значений, а также частотомер. Это позволяет частично компенсировать те минусы, которые были указаны выше.

Сделав такой осциллограф из компьютера своими руками, вы можете столкнуться со следующим: на малых уровнях сигнала как частотомер, так и вольтметр могут сильно искажать результаты, однако для начинающих радиолюбителей, которые не привыкли воспринимать эпюры в вольтах или же миллисекундах на деление, данная утилита будет вполне приемлемой. Другой же ее полезной функцией является то, что можно осуществлять полностью независимую калибровку двух уже имеющихся шкал встроенного вольтметра.

Как это будет использоваться?

Так как входные цепи аудиокарты имеют специализированный разделительный конденсатор, компьютер в качестве осциллографа может использоваться исключительно с закрытым входом. То есть на экране будет наблюдаться только переменная составляющая сигнала, однако, имея некоторую сноровку, при помощи этих утилит можно будет также провести измерение уровня постоянной составляющей. Это является довольно актуальным в том случае, если, например, время отсчета мультиметра не дает возможности зафиксировать определенное амплитудное значение напряжения на конденсаторе, который заряжается через крупный резистор.

Нижний предел напряжения ограничивается уровнем шума и фона и составляет приблизительно 1 мВ. Верхний предел имеет ограничения только по параметрам делителя и может достигать даже нескольких сотен вольт. Частотный диапазон непосредственно ограничивается возможностями самой аудиокарты и для бюджетных устройств составляет примерно от 0.1 Гц до 20 кГц.

Конечно, в данном случае рассматривается относительно примитивное устройство. Но если у вас нет возможности, к примеру, использовать USB-осциллограф (приставка к компьютеру), то в таком случае его применение вполне оптимально.

Такой прибор может помочь вам в ремонте различной аудиоаппаратуры, а также может быть использован исключительно в учебных целях, особенно если дополнить его виртуальным генератором НЧ. Помимо этого, программа-осциллограф для компьютера позволит вам сохранить эпюру для иллюстрации определенного материала или же с целью размещения в Интернете.

Электрическая схема

Если вам нужна приставка к компьютеру (осциллограф), то сделать его будет уже несколько сложнее. На данный момент в интернете можно найти достаточно большое количество различных схем таких устройств, и для постройки, к примеру, двухканального осциллографа вам нужно будет их продублировать. Использование второго канала часто является актуальным в том случае, если нужно сравнивать два сигнала или же приставка к компьютеру (осциллограф) будет использоваться также с подключением внешней синхронизации.

В преимущественном большинстве случаев схемы являются предельно простыми, однако таким образом вы сможете обеспечить самостоятельно довольно широкий диапазон доступных для измерения напряжений, используя при этом минимальное количество радиодеталей. При этом аттенюатор, который строится по классической схеме, потребовал бы от вас использования специализированных высокомегаомных резисторов, а его входное сопротивление постоянно изменялось бы в случае переключения диапазона. По этой причине вы бы испытывали определенные ограничения в использовании стандартных осциллографических кабелей, которые рассчитываются на входной импеданс не более 1 мОм.

Обеспечиваем безопасность

Для того чтобы линейный вход аудиокарты был защищен от возможности случайного попадания высокого напряжения, параллельно можно установить специализированные стабилитроны.

При помощи резисторов вы сможете ограничить ток стабилитронов. К примеру, если вы собираетесь использовать ваш компьютер-осциллограф (генератор) для измерения напряжения около 1000 Вольт, то в таком случае в качестве резистора можно будет задействовать два одноваттных или же один двухваттный резистор. Они между собой различаются не только по своей мощности, но еще и по тому, какое напряжение в них является предельно допустимым. Также стоит отметить тот факт, что в этом случае вам потребуется и конденсатор, максимально допустимое значение для которого составляет 1000 Вольт.

Внимание!

Нередко нужно изначально посмотреть переменную составляющую сравнительно небольшой амплитуды, которая при этом может отличаться довольно большой постоянной составляющей. В таком случае на экране осциллографа с закрытым входом может быть такая ситуация, когда вы не увидите ничего, кроме переменной составляющей напряжения.

Выбираем резисторы делителя напряжения

По той причине, что достаточно часто современные радиолюбители испытывают определенные трудности с тем, чтобы найти прецизионные резисторы, нередко случается так, что приходится использовать стандартные устройства широкого применения, которые нужно будет подогнать с максимальной точностью, так как сделать осциллограф из компьютера в противном случае не выйдет.

Высокоточные резисторы в преимущественном большинстве случаев стоят в несколько раз дороже по сравнению с обычными. При этом на сегодняшний день их чаще всего продают сразу по 100 штук, в связи с чем их приобретение не всегда можно назвать целесообразным.

Подстроечные

В данном случае каждое плечо делителя составляется из двух резисторов, один из которых является постоянным, в то время как второй – подстроечный. Недостатком такого варианта является его громоздкость, однако точность ограничивается только тем, какие доступные параметры имеет измерительное устройство.

Подбираем резисторы

Второй вариант сделать компьютер в роли осциллографа – это подобрать пары резисторов. Точность в данном случае обеспечивается за счет того, что используются пары резисторов из двух комплектов с достаточно большим разбросом. Здесь важно изначально сделать тщательное измерение всех устройств, а затем выбрать пары, сумма сопротивлений которых является наиболее соответствующей выполняемой вами схеме.

Стоит отметить, что именно этот способ использовался в промышленных масштабах для того, чтобы подгонять резисторы делителя для легендарного устройства «ТЛ-4». Перед тем как сделать осциллограф из компьютера своими руками, необходимо изучить возможные недостатки такого устройства. В первую очередь можно отметить трудоемкость, а также необходимость применения большого количества резисторов. Ведь чем более длинным будет список используемых вами устройств, тем более высокой будет конечная точность проводимых измерений.

Подгонка резисторов

Стоит отметить, что подгонка резисторов посредством удаления части пленки на сегодняшний день иногда используется даже в современной промышленности, то есть таким способом часто делается осциллограф из компьютера (USB или какой-нибудь другой).

Однако при этом сразу стоит отметить, что если вы собираетесь подгонять высокоомные резисторы, то в таком случае резистивная пленка ни в коем случае не должна быть прорезана насквозь. Все дело в том, что в таких устройствах она наносится на цилиндрическую поверхность в форме спирали, поэтому производить подпил нужно предельно осторожно, чтобы исключить возможность разрыва цепи.

Если вы делаете осциллограф из компьютера своими руками, то для того, чтобы провести подгонку резисторов в домашних условиях, нужно просто использовать самую простую наждачную бумагу «нулевку».

Первоначально у того резистора, у которого присутствует заведомо меньшее сопротивление, нужно удалить аккуратно защитный слой краски.
После этого следует подпаять резистор к концам, которые и будут подклеиваться к мультиметру. Путем выполнения осторожных движений наждачной бумагой показатели сопротивления резистора доводятся до нормального значения.
Теперь, когда резистор окончательно подогнан, место пропила нужно покрыть дополнительным слоем специализированного защитного лака или же клея.

На данный момент такой способ можно назвать наиболее простым и быстрым, но при этом он позволяет получить неплохие результаты, что и делает его оптимальным для проведения работ в домашних условиях.

Что нужно учитывать?

Есть несколько правил, которые нужно соблюдать в любом случае, если вы собираетесь проводить подобные работы:

Используемый вами компьютер в обязательном порядке должен быть надежно заземлен.
Ни в какой ситуации вы не должны совать в розетку земляной провод. Он соединяется через специализированный корпус разъема линейного входа с корпусом системного блока. В этом случае, вне зависимости от того, попадаете вы в ноль или же в фазу, у вас не произойдет короткого замыкания.

Другими словами, в розетку может втыкаться исключительно провод, соединяющийся с резистором, который располагается в схеме адаптера и имеет номинал 1 мегом. Если же вы пытаетесь включить в сеть кабель, который соединяется с корпусом, то практически во всех случаях это приводит к самым неприятным последствиям.

Если вами будет использоваться осциллограф «Авангард», то в таком случае в процессе калибровки вам следует выбрать шкалу вольтметра «12.5». После того как вы увидите напряжение сети на вашем экране, в окошко калибровки нужно буде ввести значение 311. При этом стоит отметить, что вольтметр после этого должен показать вам результат в виде 311 мВ или же приближенное к нему.

Помимо всего прочего, не стоит забывать, что форма напряжения в современных электросетях отличается от синусоидальной, так как на сегодняшний день электроприборы выпускаются с импульсными блоками питания. Именно по этой причине вам нужно будет ориентироваться не просто на видимую кривую, но и на ее синусоидальное продолжение.

Программа «Компьютер — осциллограф»

Digital Oscilloscope V3.0 – популярная радиолюбительская программа, которая превратит ваш компьютер в виртуальный осциллограф

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Сегодня на сайте мы рассмотрим простую радиолюбительскую программу, превращающую домашний компьютер в осциллограф.

Есть два способа превращения персонального компьютера в осциллограф. Можно купить или сделать приставку, которую подключать к ПК. Приставка будет представлять собой АЦП, программно-управляемый. А на ПК установить соответствующую программу. Но это затратный способ. Второй способ – без затратный, в любом ПК есть уже АЦП и ЦАП – звуковая карта. Используя ее можно компьютер преобразовать в простой низкочастотный осциллограф, только установкой программного обеспечения, ну и придется спаять простой входной делитель. Таких программ существует не мало. Сегодня мы рассмотрим одну из них – Digital Oscilloscope V3.0.

Digital Oscilloscope V3.0 (149.8 KiB, 73,377 hits)

После запуска программы на экране появится окно внешне очень похожее на обычный осциллограф. Для подачи сигнала используется линейный вход звуковой карты. Подавать на вход обычно нужно сигнал не более 0,5-1 вольт, иначе происходит ограничение, поэтому нужно спаять входной делитель по простой схеме, как показано на рисунке №2.

Диоды КД522 нужны для защиты входа звуковой карты от слишком большого сигнала. После подключения цепи и входного сигнала нужно включить осциллограф. Для этого нажимаем мышкой поле RUN и выбираем START или нажать мышкой треугольник во втором сверху ряду окна. Осциллограф станет показывать сигнал. В нижнем правом углу экрана будут высвечиваться частота и период сигнала. А вот напряжение показанное осциллографом может не соответствовать действительности. При налаживании входного делителя нужно постараться переменным резистором так выставить коэффициент деления, чтобы величина показанного на экране напряжения была максимально реальной.

Назначение органов управления. TIME/DIV – время/деление; TRIGGER – синхронизация; CALIB – уровень; VOLT/DIV – напряжение/деление. И еще одно достоинство этой программы – осциллограф запоминающий – работу можно остановить, а на экране останется осциллограмма которую можно сохранить в памяти ПК или распечатать.

Похожие статьи:

1. SoundCard Oszilloscope – Компьютер – осциллограф, генератор сигналов, анализатор спектра

Компьютер в роли осциллографа, спектроанализатора, частотомера и генератора

USB осциллограф своими руками

Вариант недорогого, а вернее очень дешевого двухканального осциллографа на процессоре STM32F103C8T6, будет рассмотрен в этой статье. Сразу оговорюсь что это приставка к компьютеру которая подключается к USB порту ПК. Вот некоторые характеристики осциллографа на STM32:

Частота дискретизации (семплирование) — 461 kSps
Входное напряжение — 6,6 В.
Входное сопротивление — 20 кОм.

Как видим, осциллограф имеет нестандартное входное сопротивление, поэтому стандартные осциллографические щупы к нему не подойдут и для измерения напряжений свыше 6,6 В придется делать делитель с согласованием именно на 20 кОм. Еще небольшое пояснение по поводу частоты дискретизации. Многие ошибочно полагают что это и есть полоса пропускания. В действительности это вовсе не так. 461 kSps означает что осциллограф за одну секунду делает 461 тысячу замеров. Если подать на его вход сигнал, к примеру 1 кГц (период T=1/F; T=1 миллисекунда). За период в 1 миллисекунду осциллограф сделает 461000*0,001=461 измерение. Будем говорить что на период приходится 461 точка. Этого количества точек более чем достаточно чтобы четко отрисовать сигнал. Но если мы подадим на вход сигнал 200 кГц, период которого составляет 5 микросекунд, то уже на этот период мы получим 2,3 точку. Из 2 точек невозможно построить сигнал и оценить его параметры. Минимально необходимое число точек на период должно быть не менее 20. Поэтому максимальная частота при которой этим осциллографом можно будет рассмотреть сигнал будет 461/20= 23,5 кГц. Для звукового диапазона вполне подойдет. И не стоит забывать что это устройство не имеет гальванической развязки!!! Будьте внимательны если будете ремонтировать импульсные блоки питания!

Схема осциллографа представлена ниже. Оригинал схемы, печатной платы и прошивку вы можете скачать в конце статьи.

Как видно, схема состоит из одного процессора и его обвязки. Здесь особо нечего пояснять. Скажу только что на плате разведен только UART интерфейс для прошивки процессора. Я все же рекомендую развести SWD интерфейс и прошивать через него с помощью программатора STLINK. Это проще и быстрее. Но можно и так как на плате с помощью UART. Я вкратце опишу и тот и другой вариант. Для прошивки через UART нам потребуется любой переходник с USB в UART, из полно в продаже и стоят они не дорого. Подключаем переходник к плате по 3-х проводной шине RX, TX, GND. Затем скачиваем и устанавливаем программу STM Flash Loader Demo. Переводим плату в режим Boot. Для этого нажимаем и удерживаем кнопку Boot при нажатии кнопки Reset. Затем заходим в программу и выполняем пошаговые действия: выбираем номер COM порта, ожидаем соединения с платой, выбираем файл прошивки, ждем окончания процесса прошивки, закрываем прогу отключаем UART, и снимаем питание с платы. Теперь вариант с SWD. Подключаем программатор по 4 проводам: POWER, SWCLK, SWDIO, GND. (При этом питание на плату поступает с программатора). Качаем и ставим программу STM32 ST-Link Utility. При запуске программы она сама определит контроллер, вам останется лишь выбрать файл прошивки и запустить процесс прошивки.

И еще одно немаловажное замечание. Перед сборкой устройства, установите программную оболочку осциллографа на STM32 на свой ПК. Убедитесь что программа в принципе запускается. Были случаи когда программа просто не хотела запускаться на некоторых ПК и ноутбуках. С чем это связано — непонятно.

СКАЧАТЬ ПРОГРАММУ MINISCOPE V4

СКАЧАТЬ ДРАЙВЕР ДЛЯ MINISCOPE

СКАЧАТЬ ПРОШИВКУ ДЛЯ MINISCOPE

СКАЧАТЬ СХЕМУ И ПЛАТУ

20+ простых планов осциллографов своими руками [Бесплатно] — MyMyDIY

Мы собрали список из 20 лучших чертежей осциллографов , сделанных своими руками, со всего Интернета. Прокрутите вниз, чтобы ознакомиться с планами проекта.

Эти чертежи, сделанные своими руками, отлично подходят, если у вас мало денег, потому что все мы знаем, насколько дорогой может быть покупка прицела марки Rigol, Hantek или Tektronix. Или вы можете быть любителем электроники, которому просто нравится собирать работающий o-scope.

Планы осциллографов, которые мы собрали, варьируются от простых, взломанных печатных плат до более надежных комплектов. Если вы умеете писать код, вы обнаружите, что прошивку можно модифицировать по своему усмотрению.

Эти лабораторные инструменты часто используются для анализа и отображения электронных сигналов. Они отлично подходят для мгновенного построения графика зависимости напряжения сигнала от времени (источник).

20 планов осциллографов своими руками

1. Конструкция осциллографа для ПК на Arduino

Если вы хотите знать, как сделать простой осциллограф, то эта конструкция будет огромным подспорьем.

Этот компьютерный осциллограф имеет несколько отличных функций, таких как автоматический запуск, счетчик частоты, 50 000 выборок в секунду и выбираемый диапазон напряжения — 5 В, 6,6 В, 10 В и 20 В.

Для изготовления осциллографа своими руками вам понадобится Arduino Leonardo / Arduino Micro, два зажима типа «крокодил» и компьютер с процессором.

Если вы хотите измерить напряжение более 5 В, необходимо добавить делители напряжения. Не волнуйся. Есть инструкция, как это сделать.

Разработчик предупреждает, что вы не должны превышать 5 В на выводах Arduino, чтобы избежать повреждений.Если вы умеете разбираться в электронике и проводке, ознакомьтесь с нашими схемами аркадных шкафов своими руками. Вы можете создать свой собственный игровой кабинет в стиле ретро и вновь пережить ностальгических фаворитов!

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

2. Чертеж быстрого осциллографа Arduino от физика

Этот план осциллографа пригодится, если вам нужен быстрый осциллограф Arduino для ваших проектов.

Для создания этого расширенного прицела вам понадобится плата Arduino и таблица данных ATMega328P.

Еще один интересный момент заключается в том, что при проектировании осциллографа разработчик использует функции нижнего уровня, чтобы программа работала быстрее.

Эскиз Arduino и схемы необходимой вам схемы прилагаются.

Однако строитель предупреждает, что вы должны дважды и трижды проверить все, проверить его информацию и соблюдать надлежащие меры безопасности.

Пошаговых инструкций предостаточно, но все же это проект не на любителя.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

3. Осциллограф USB Matchbox, сборка

Эта конструкция осциллографа идеально подходит для студентов, инженеров и любителей DIY.

Особенностью этого простого осциллографа является то, что он питается и управляется через порт USB.

Еще одной хорошей особенностью цифрового запоминающего осциллографа является то, что пять интегральных схем (5 В) обеспечивают полную функциональность.

И что еще интереснее, портативный осциллограф заключен в большой картонный спичечный коробок с разъемом USB на одном конце и аудиоразъемом для контроля сигналов — на другом.

Если этого недостаточно, то построить его не будет стоить вам целое состояние.

Менее чем за 15 долларов в вашем распоряжении будет полнофункциональный осциллограф.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

4. Конструкция полностью функционального преобразованного телевизионного осциллографа

Ищете недорогой осциллограф?

Тогда вы можете использовать этот план осциллографа, чтобы превратить ваш телевизор в полнофункциональный, достойный лаборатории осциллограф.

Он имеет оптимальный аудиовыход, регулируемое входное напряжение и ручную синхронизацию горизонтальной частоты.

Однако имейте в виду, что этот телевизионный осциллограф может отображать до 20-20 кГц.

Кроме того, вам придется изменить план, чтобы он соответствовал вашему телевизору, и производитель предупреждает, что его инструкции могут не относиться к вашему телевизору.

Не стоит пробовать эту модель, если вы не разбираетесь в электронике, потому что вы будете работать рядом с высоковольтными конденсаторами.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

5. План осциллографа за 25 долларов

Для изготовления этого осциллографа вам понадобится комплект осциллографа DSO 138.

У него только один канал и небольшой ЖК-экран, но это все, что может понадобиться новичку.

Он работает от 9 В, и благодаря его размеру вы можете носить его с собой.

Кроме того, есть пошаговые инструкции, как паять компоненты и проверять напряжение.

Чтобы удалить излишки припоя, необходимо очистить плату изопропиловым спиртом.

Изготовитель проверяет работоспособность этого портативного осциллографа, собрав схему ШИМ.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

6. Механический осциллограф с волноводом, проект

Этот простой проект осциллографа идеально подходит для учителей, которые хотят показать своим ученикам волновые явления и помочь им лучше понять, как работает осциллограф.

Это несложный план — вам понадобится ведро с крышкой, толстый черный эластичный шнур, 6-дюймовый ленивый подшипник поворотного стола Susan и некоторые инструменты, чтобы сделать U-образную деревянную раму.

Вы должны покрасить ведро в черный цвет с белыми полосками, чтобы учащиеся могли наблюдать эффект осциллографа, а ручка ведра должна свободно вращаться.

Конструктор также предлагает вам несколько дополнительных идей по использованию осциллографа в классе.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

7. Дешевый и простой USB-осциллограф Plan

Вы можете использовать этот план для создания простого USB-осциллографа всего за шесть шагов.

Он имеет частоту 2-20000 Гц, разрешение 16 бит, диапазон напряжения + -7 В, два канала, режим X-Y и один генератор.

Если вы добавите зонд, вы можете увеличить диапазон напряжения до + -70V.

Вам понадобится звуковая карта USB, линейный вход / стереомикрофон и корпус размером 70 x 70 x 55 мм. Что касается программного обеспечения, то производитель рекомендует осциллограф Soundcard от Christian Zeitnitz.

Он предупреждает, что вы не должны использовать внутреннюю звуковую карту, иначе она может быть повреждена. Это может показаться излишним для этого проекта, но подумайте о том, чтобы попробовать один из наших планов самодельной тележки для сварки — это удобный способ возить сварочные материалы.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

8. План цифрового осциллографа DIY Arduino

Если вы хотите создать простой цифровой осциллограф, вы можете использовать этот план.

Для его изготовления вам понадобится Arduino Pro mini, LCD12864, электролитические конденсаторы, потенциометр на 50 кОм и корпус.

Осциллограф имеет частотную характеристику 10–50 Гц, источник питания 5 В и экран 128 × 64.

Это очень простой прицел, и разработчик указывает, что вы можете улучшить его дальше.

Однако имейте в виду, что инструкции написаны не очень хорошо, и новичку может быть трудно следовать им или понимать, что имеет в виду строитель.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

9. Сверхбыстрый и портативный осциллограф и дизайн измерителя индуктивности

Этот комплект осциллографа представляет собой комбинацию осциллографа и измерителя индуктивности.

Он может измерять индуктивность более 100 мкГн, отображать аналоговые и цифровые сигналы до 1,7 мс / с, частоту, напряжение и рабочий цикл.

В дополнение к этому, он оснащен датчиком температуры и давления.

Существует обширный список необходимых материалов и пошаговых инструкций, которые помогут вам легко собрать этот мини-осциллограф.

Кроме того, код открыт, так что вы можете добавлять или удалять все, что захотите.

И что замечательно, этот осциллограф в выключенном состоянии выглядит как игрушечная миниатюрная машинка.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

10. Осциллограф для смартфонов своими руками, сборка

Вы можете использовать свой смартфон не только для разговоров или серфинга в Интернете.

Благодаря этой продуманной конструкции вы можете превратить свой телефон в осциллограф и генератор сигналов для электронных схем.

Он сможет визуализировать сигналы (от 150 Гц до 50 кГц) и генерировать синусоидальные, квадратные и треугольные сигналы (50 кГц при макс.).

Чтобы сделать этот портативный прицел, вам необходимо хотя бы базовое понимание пайки и деревообработки.

Конструктор предоставляет список материалов и предложения, какие приложения использовать для генерации сигналов.

Также он предлагает простые ответы на вопросы каждого новичка: «Что такое осциллограф?» и «Как пользоваться осциллографами?»

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

11. Прочный недорогой осциллограф для хобби LCS-1M Idea

Если вы ищете простой в изготовлении осциллограф, этот план вам пригодится.Это дешевый, но полнофункциональный цифровой осциллограф, который можно использовать для изучения электрических сигналов, изменяющихся во времени. Вы также можете контролировать / наблюдать / устранять неисправности электронных устройств.

Несмотря на то, что это не профессиональный осциллограф, он обладает некоторыми отличными функциями, такими как два независимых входных канала, частота дискретизации до 1 Ms / S и аналоговая полоса пропускания 400 кГц. В дополнение к этому вы можете подключить этот портативный прицел к ПК через последовательный порт или USB, и он будет работать в Windows 95, 98, 2000, XP и Vista.Вы можете управлять всеми настройками со своего ПК и экспортировать осциллограммы в файл Excel.

После того, как вы его построите, подумайте о том, чтобы сделать собственную подставку для монитора своими руками — она может стать отличным местом для установки вашего нового осциллографа.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

12. План осциллографа Пурмана

Недорогой осциллограф идеально подходит, если вам нужно что-то простое, но функциональное, для выборки аналоговых сигналов и их отображения на телевизоре.

К сожалению, этот небольшой план будет работать только на 625-строчных телевизорах стандарта PAL и может отображать сигнал с частотой до нескольких кГц.Для этого производитель использует небольшой 8-контактный микроконтроллер и пишет программное обеспечение для прицела.

Он советует собрать схему для вашего прицела на тестовой печатной плате. Также возможно записать изображение с осциллографа на видеомагнитофон, если он у вас есть.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

13. Обновленный телевизионный осциллограф на ЭЛТ, проект

Если у вас валяется старый телевизор, вы можете превратить его в осциллограф на полчаса благодаря этому плану.И вам не понадобятся какие-либо необычные инструменты — только проволока, паяльник, плоскогубцы с резиновыми зажимами и отвертка.

Это простой процесс, при котором вам просто нужно отпаять вертикальную и горизонтальную катушку. Затем вы прикрепляете провод к вертикальной катушке и подключаете его к источнику напряжения. В конструкторе также есть инструкции по подключению MP3-плеера к телевизионному осциллографу, чтобы вы могли наблюдать волны, создаваемые музыкой.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

14. Конструкция осциллографа из набора для самостоятельной сборки

Вы можете сделать этот осциллограф из комплекта ЖК-осциллографа DSO 062.Поскольку пакет поставляется с пошаговыми инструкциями, конструктор предлагает несколько дополнительных советов по вещам, не упомянутым в руководстве.

Он советует начать с краткого справочника, загрузить все необходимые файлы и распечатать их, чтобы вы могли держать их под рукой в процессе сборки. Также приведены инструкции по изготовлению портативного источника питания для осциллографа и пробника.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

15. Осциллограф на основе Raspberry Pi

Осциллограф необходим для любого цифрового проекта, где решающее значение имеет синхронизация сигналов.Вы можете собрать этот осциллограф на базе Raspberry Pi без какого-либо специального оборудования.

Конечно, вам понадобится Rasberry Pi, SD-карта с образом Raspbian, Adafruit PiTFT, макет, CA3306, TXB0108 и перемычка. У вас также должен быть доступ к компьютеру. В качестве программного обеспечения разработчик рекомендует PuTTY (клиент SSH) и FileZilla (клиент FTP). Если вы хотите превратить Piscope в портативный осциллограф, вы должны использовать pi TFT для отображения данных.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

16.ЖК-осциллограф Arduino Nokia 5110, сборка

Всего за четыре шага вы можете создать небольшой осциллограф с минимальными усилиями. Вам понадобится плата Arduino, потенциометры 2 * 10 кОм, макет и перемычки.

В качестве дисплея осциллографа можно использовать ЖК-дисплей Nokia 5110. На изображении показано, как подключить ЖК-дисплей, а производитель предоставляет дополнительную информацию о том, как подключать потенциометры.

Для получения кода вам необходимо загрузить Adafruit Pcd8544.h и библиотека Adafruit Gfx.h. Однако, поскольку инструкций по сборке очень мало, этот мини-осциллограф больше подходит для опытных домашних мастеров или профессионалов. Если вы хорошо разбираетесь в электронике своими руками, ознакомьтесь с нашими планами по изготовлению металлоискателей.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

17. Дизайн осциллографа Nokia 16 МГц

Если вам нужен осциллограф, но у вас нет средств на профессиональный, этот план поможет вам.Вы можете подключить этот осциллограф к экрану ноутбука и использовать макрос сбора данных для записи входящих данных в электронную таблицу Excell.

Более того, вы также можете отображать информацию на диаграмме. Еще одна замечательная особенность этого осциллографа с частотой 16 МГц заключается в том, что в случае его повреждения или неисправности вы можете его исправить, потому что вы знаете, как он работает.

Разработчик настоятельно рекомендует получить книгу «Проекты осциллографов Arduino», чтобы помочь вам настроить свой собственный осциллограф.Вы также можете построить свой собственный стол для рукоделия, чтобы разместить свою новую сборку.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

18. Идея осциллографа на плате Digilent Zybo

Этот осциллограф разработан для удовлетворения основных потребностей электриков или ученых, которые хотят диагностировать электрические цепи. Он использует стандартный пробник 10: 1, диапазон входного напряжения от -10 В до + 10 В, полосу пропускания 1000 кГц и дисплей монитора VGA с разрешением 640 x 480.

Более того, пользовательский ввод осуществляется через энкодер.Осциллограф состоит из нескольких основных частей, включая аналоговый интерфейс, буфер / запуск АЦП, систему обработки пользовательского ввода, систему обработки и видеодрайвер. Есть подробные инструкции и схемы, но этот план больше подходит для опытного инженера или электрика.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

19. Конструкция набора для сборки цифрового осциллографа

Этот комплект цифрового осциллографа поможет вам создать полностью функциональный осциллограф «сделай сам». Он имеет 8-битное разрешение, 5 Ms / S, входное напряжение до 50Vpp и напряжение источника питания 9VDC (источник питания не входит в комплект).

Компоненты для поверхностного монтажа уже припаяны, осталось припаять только сквозные. Этот комплект осциллографа для продажи также имеет глубину памяти 256 отсчетов, аналоговую полосу пропускания 1 МГц, связь постоянного и переменного тока, ЖК-дисплей с подсветкой и разъем BNC.

В дополнение к этому этот дешевый осциллограф может сохранять и отображать до шести снимков памяти. Это отличный вариант для тех, кто хочет что-то дешевое, но функциональное.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

20.Осциллограф DIY Open Electronics Blueprint

Этот осциллограф, сделанный своими руками, создан с помощью платформы для прототипирования электроники с открытым исходным кодом Freeduino и ПК. Сначала сигнал преобразуется из аналогового в цифровой на плате с помощью АЦП, а затем выводится на ПК. Чтобы прочитать сигнал, вам нужно установить программное обеспечение MATLAB.

Этот самодельный осциллограф имеет максимальную частоту 7 кГц, до четырех каналов, регулируемое напряжение запуска и разрешение 8 бит.Чтобы упростить вам задачу, предоставлены схемы и схемы. Более того, план доступен в виде файла PDF, так что вы можете распечатать его и проконсультироваться с ним в процессе сборки.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЛАНЫ

Сводка

Вот и наш список лучших чертежей осциллографов в Интернете. Если вы в конечном итоге сделаете одну из этих задач, оставьте комментарий ниже, и мы разместим ваше творение на нашем сайте.

Мы также создали забавное слайд-шоу с осциллографом своими руками, демонстрирующее наши планы выше. Нажмите на видео, чтобы просмотреть обзор чертежей, которые мы здесь представили!

Привет, меня зовут Елена Кулидж.Я энтузиаст DIY, который любит строить забавные планы работы с деревом. Эти планы своими руками — забавные хобби-проекты для энтузиастов или даже более продвинутых строителей, которые хотят создавать такие вещи, как двухъярусные кровати, торцевые столики или даже ящик для уток!

Установите пользовательское содержимое вкладки HTML для автора на странице своего профиля

DIY — ОСЦИЛЛОСКОП USB В СОЧЕТАНИИ: 14 шагов (с изображениями)

Для того, чтобы стать «по-настоящему самостоятельным» обучающим , представлена работа около для работы с устройством FT232R, которое поставляется в 28-контактном корпусе SSOP.

Шаг 1 и Шаг 2 показывают, что ширина дорожек двусторонней печатной платы подходит для метода изготовления печатной платы «перенос тонера».

Однако для работы с 28-контактным корпусом SSOP был создан искусственный отпечаток большего размера, и только 12 контактов, которые необходимы для работы микросхемы, осторожно выдвигаются с помощью тонкой медной проволоки к контактным площадкам этого искусственного отпечатка. Это относительно легко сделать, надев очки с оптическим увеличением или используя увеличительное стекло.

Step 3

Поскольку это двусторонняя печатная плата, сделанная своими руками, сквозных отверстий в ней нет. Необходимо соединить сквозные переходные отверстия, припаяв сквозной провод с обеих сторон.

Шаг 4

На этом шаге основания ИС и разъемы припаиваются к печатной плате.

Необходимо проверить, что контактные площадки на верхнем слое припаяны сверху и, при необходимости, снизу, чтобы справиться с отсутствием металлических сквозных отверстий для выводов компонентов.

Кроме того, некоторые контактные площадки для разъемов на верхнем слое недоступны, поскольку они закрыты корпусом разъема. В этом случае необходимо просверлить небольшие отверстия рядом с этими контактами, а соединение контактной площадки продлить до дна, пропаяв тонкую медную проволоку через плату. Делать это нужно осторожно, чтобы не создать случайного соединения с соседними дорожками.

Тонкий лист бумаги или какой-либо изолирующий материал необходимо подложить под разъем USB, чтобы корпус не закоротил дорожки на верхней части платы.

Step 5

Пайка пассивных компонентов и установка микросхем.

Обратите внимание на то, как обрабатывается MCP6S22, который поставляется в маленьком 8-контактном корпусе MSOP.

В этом случае отрезанные части от выводов других компонентов вставляются в основание и аккуратно припаиваются к контактам MCP6S22. Это помогает в уходе за этими устройствами, которые поставляются как в малом 8-контактном корпусе MSOP, так и в 8-контактном корпусе DIP.

Step 6

Conformal Coating

Если dsPIC30F2020 был запрограммирован с расширением.Файл с шестигранным предохранителем и контактные площадки, проверенные еще раз на правильность пайки с обеих сторон, где это необходимо, цепь можно включить и проверить ее работоспособность.

После проверки базовой работы и загрузки на главный компьютер соответствующего программного обеспечения Windows / Linux, плату необходимо очистить от излишков припоя с помощью изопропилового спирта или спирта и высушить.

После покрытия базовых участков ИС изолентой на плату с обеих сторон наносится защитное защитное покрытие.

Step 7,8 & 9

Сборка во внутреннем картонном контейнере спичечного коробки. Вставляем во внешнюю крышку и наклеиваем ножки.

Острым ножом необходимо вырезать отверстия для разъемов и переключателя сброса и аккуратно вставить плату во внутренний картонный контейнер спичечного коробка.

Затем его можно вставить во внешнюю крышку с отверстием для светодиода и ножками, прикрепленными к нижней части

Step 10

Теперь мы готовы? Нет!

Практически во время работы с системой было замечено, что dsPIC30F2020 нагревается на ощупь.Это особенно важно из-за работы на тактовой частоте, которая выходит за рамки спецификаций, корпуса и когда USB 5V немного на стороне 5+.

Это может привести к прерыванию связи между PIC и хост-компьютером.

Радиатор добавлен для устранения этой проблемы.

Step 11 & 12

В радиаторе используется алюминий толщиной 0,8 мм с отверстиями для более высоких компонентов.

Переключатель сброса повернут в вертикальное положение.

На интегральную схему процессора добавлен состав радиатора.

И пластина радиатора закреплена винтами через монтажные отверстия.

Этот составной блок теперь вставлен обратно во внутренний картон и вставлен в верхнюю крышку.

Все готово, и осциллограф DIY-USB готов к работе.

DPScope — Создайте свой собственный осциллограф на базе USB / ПК: 38 шагов (с изображениями)

Ниже вы видите технические характеристики приборов. Если вы знакомы с осциллографами, вы увидите, что DPScope обладает почти всеми функциями, которые вы ожидаете от приличного прибора более низкого уровня.

Если вы не помешаны на числах, не стесняйтесь пропустить эту страницу как можно быстрее 🙂

На следующей странице я рассмотрю несколько ключевых характеристик.

Вход:

Количество каналов: 2
Аналоговая полоса пропускания:> 1,3 МГц
Входное сопротивление: 1 МОм || 15 пФ
Подключение датчика: BNC
Используемые типы датчиков: Стандартные датчики 1: 1, 1:10, 1:20

Вертикальная шкала (напряжение):

Вертикальная чувствительность (20 делений):
— 5 мВ / дел. до 1 В / дел (датчик 1: 1)
-50 мВ / дел до 10 В / дел (датчик 1:10)
-100 мВ / дел до 20 В / дел (датчик 1:20)

Вертикальное смещение: 0-20 делений

Максимальный диапазон напряжения
-12В… 20 В (датчик 1: 1)
-120 В … + 200 В (датчик 1:10)
-240 В … + 400 В (датчик 1:20)

Компенсация датчика: да (выход калибровки 2 кГц)

Регулировка смещения: есть

Горизонтальная (временная) шкала:

Макс. частота дискретизации (одиночный снимок): 1 млн отсчетов / сек
Макс. частота дискретизации (повторяющиеся сигналы): 20 млн отсчетов / сек

Установки временной развертки (режим осциллографа): 0,5 мксек / дел … 1 сек / дел
Установки временной развертки (регистратор данных / режим прокрутки): 0,5 сек / дел… 1 час / дел

Запуск:

Источник запуска: Канал 2, Канал 3, авто (свободный ход)
Полярность запуска: нарастающий фронт, спадающий фронт
Подавление шума запуска: да (выбирается)
Предварительный запуск возможность (т.е. может показать, что произошло
перед событием триггера): 0-20 делений
Задержка после триггера (сканирование с задержкой, чтобы смотреть на сигнал
спустя долгое время после события триггера, но с высоким разрешением
): 0-200 делений

Сбор данных:

Длина записи (нормальный режим): 200 точек на канал
Длина записи (режим БПФ): 400 точек на канал
Макс.частота обновления экрана: до 40+ кадров в секунду
Режим регистратора данных (режим прокрутки): да (данные могут быть записаны в файл в реальном времени)

Дисплей:

БПФ в реальном времени: да
Фильтры БПФ: прямоугольные, Хеннинга, Хэмминга, Блэкмана
Усреднение: да (2/5/10/20/50/100)
Режим XY: да
Стили отображения (можно комбинировать): точки, векторы (линии), бесконечное постоянство

Измерения времени и уровня: да (с помощью курсоров)

Сохранить и восстановить:

Экспорт формы сигнала (например,грамм. в Excel): да (формат CSV)

Сохранение / восстановление настроек осциллографа: да

Программное обеспечение ПК:

Подключение к ПК: USB, 500 кбод
Программное обеспечение ПК: Windows 2000, XP (SP3), Vista , 7
Минимальный размер экрана: 800 x 600 пикселей

Механическая конструкция:

Источник питания: через USB (5 В / 250 мА)
(внешний источник питания 7,5 — 9 В / 300 мА опционально)

Прибл. размер (в корпусе): 4,5 дюйма x 2,6 дюйма x 1,2 дюйма (114 мм x 66 мм x 31 мм)

Количество компонентов: ~ 50
Паяные соединения, которые необходимо сделать: ~ 200
Требуемый уровень квалификации для сборки: средний; только сквозной Компоненты с отверстиями и корпуса DIP
(без поверхностного монтажа или деталей с мелким шагом)
Печатная плата: Профессиональная печатная плата с коррозионно-стойкими позолоченными контактными площадками и контактами (не дешевая пайка), с шелкографией
для обозначения расположения компонентов .

Корпус: прочный корпус из АБС-пластика с индивидуальной передней и задней панелями из стекловолокна, шелкография. Все
отверстия предварительно просверлены — сверление не требуется.

Микроконтроллер и интерфейс USB: полностью запрограммированы; программирование не требуется

HS101: высококачественный и дешевый осциллограф «сделай сам»

Одна из самых интересных вещей в работе производителя — это то, что вы никогда не останетесь без инструментов, с правильными компонентами производители, как правило, имеют возможность создавать импровизированные инструменты на ходу.Сегодня мы рассмотрим, как создать дешевую версию одного из самых важных инструментов для любого инженера или производителя электроники; Осциллограф.

Осциллограф — источник: sparkfun.com

Осциллограф — это испытательный прибор, используемый для визуализации и наблюдения за изменяющимися напряжениями сигналов, обычно в виде двухмерного графика с одним или несколькими сигналами, нанесенными в зависимости от времени. Они используются при проектировании и отладке электронных устройств для просмотра и сравнения форм сигналов, определения уровней напряжения, частоты, шума и других параметров сигналов, подаваемых на его вход, по мере их изменения со временем.Это делает осциллографы очень важным инструментом на столе инженера-электронщика или производителя. Однако осциллографы довольно дороги: они стоят от 45 до 100 долларов за небольшой осциллограф и более 300 долларов за продвинутые осциллографы, что делает их недоступными для простых пользователей. Но что, если бы мы могли создать что-то более дешевое, компактное и высокофункциональное, используя компоненты, знакомые производителям? Это вопрос, который привел к сегодняшнему руководству.

HS101 в действии

Для сегодняшнего урока мы построим осциллограф HS101 .Осциллограф HS101 состоит из портативного и компактного осциллографа DIY, подключенного к мобильному телефону или планшету на базе Android с приложением HScope. Осциллограф основан на микроконтроллере STM32F103 , который имеет 2 быстрых 12-битных АЦП и производит выборку сигнала, который необходимо исследовать (после того, как он прошел элементы состояния, такие как сеть резисторов, конденсаторов и диодов) на плате.

Некоторые функции HS101 включают;

12 бит Разрешение АЦП
0-20В Диапазон входного напряжения
Частота дискретизации от 3KS / с до 1800KS / с
Полоса пропускания 200 кГц
До 100KSa / s непрерывный сбор данных
Входной шум зависит от частоты дискретизации.<15 мВ для частоты дискретизации <= 100KSa / s

Осциллограф может использоваться в стандартных ситуациях для таких задач, как измерения постоянного тока, а также может быть полезен для длительной регистрации напряжения и основных автомобильных проверок, таких как;

Регистрация уровня заряда батареи
Регистрация данных при выключенном зажигании батареи (IOD) (с помощью зажима усилителя типа C650 или инструмента DIY)
Уровень пульсаций переменного тока генератора (пример здесь)
Испытание на сжатие в цилиндре (с датчиком давления 100 PSIG, пример здесь

Необходимые компоненты

Для создания этого проекта требуются следующие компоненты;

STM32F103C8 Голубая таблетка
Кабель USB — TTL
1N4007 (2)
Резистор 10 кОм
2k Резистор
Конденсатор 470 пФ
Кабель USB OTG (Micro USB — Micro USB / USB Type-C — Micro USB)
Печатные платы с перфорацией (подойдет что угодно, имеющее от 6 до 7 отверстий).
6-контактный однорядный гнездовой разъем 2,54 мм (2)
Зонд и разъем BNC (также можно использовать простые провода или аудиоразъем 3,5 мм)

Вы также можете сделать печатную плату для этого проекта. Спецификация, схема и дизайн печатной платы прилагаются в разделе загрузки этого руководства.

Схемы

Схема для этого проекта невероятно проста. Входной модуль, состоящий из резисторов, конденсаторов и диодов, встроен / припаян на перфорированной (прототипной) плате, а затем установлен на плате STM Blue Phil с использованием гнездовых разъемов, которые подключаются непосредственно к Blue Phil.Это делает конструкцию модульной и компактной. Подключите компоненты на макетной плате, как показано на схемах ниже.

Схема модуля ввода

После пайки частей подключите модуль ввода к синей таблетке STM, как показано на изображении ниже.

Подключите модуль ввода на Blue Pill

Как упоминалось выше, вы можете создать свой собственный полностью настроенный осциллограф на основе печатной платы, используя ту же конструкцию, что и для этого проекта. Все необходимые файлы, включая спецификацию и печатную плату, прикреплены в разделе загрузки в конце руководства.Изображение версии печатной платы показано ниже.

HS101 PCB

Прошивка прошивки

Одна из замечательных особенностей сегодняшнего проекта заключается в том, что мы будем загружать код на плату микроконтроллера с помощью смартфона, а это значит, что вам не понадобится ваш компьютер ни для какой части этого проекта. В сегодняшнем руководстве мы будем использовать приложение STM32 Utils от Мартина Лорена. Приложение поставляется с предустановленной прошивкой для осциллографа HS101, поэтому все, что нам нужно сделать, это подключить микроконтроллер Blue pill к вашему телефону через преобразователь USB в Serial и кабель OTG , как показано на изображении ниже.

Прошивка прошивки с помощью STM32Utils. (Кредит: Time4ee)

Схема контактов для подключения последовательного кабеля к USB и синей таблетки STM32 показана ниже;

Синяя таблетка — USB-UART

 5V - 5V (или VBus)
PA9 - Rx
PA10 - Техас
ЗЕМЛЯ - ЗЕМЛЯ

с выполненными подключениями, нажмите кнопку « Init Chipset» в приложении. Вы должны увидеть, как загорелся свет на STM. Нажмите кнопку « DIY Library » в приложении, выберите HS101 Firmware и нажмите « Flash Firmware ».

После завершения загрузки прошивки вы можете отсоединить кабель USB-Serial и подключить плату к телефону через кабель OTG.

Вот и все, ваш осциллограф готов!

Демо

STM32 питается от смартфона через кабель OTG. Как только он будет подключен к телефону, на плате Blue Pill должен загореться красный светодиод. Как только STM32 включен, откройте приложение HScope. Приложение должно автоматически распознать осциллограф и начать отображение данных.

Подключите любой сигнал ко входу HS101, и вы должны увидеть данные, отображаемые в приложении, как показано ниже.

HS101 Demo

Бесплатная версия приложения HScope позволяет использовать HS101 как тестер напряжения и как простой осциллограф, которого может хватить для простых задач. С другой стороны, полная версия приложения HScope обеспечивает доступ к статистике в реальном времени, БПФ и может использоваться для преобразования HS101 в регистратор данных.

Оптимизация осциллографа

Шум — самая большая проблема осциллографа HS101.Это сильно зависит от модели телефона, и это можно решить, добавив конденсаторы между контактами GND и 3,3 В на плате Blue Pill. Емкость конденсатора, ближайшего к разъему USB, может составлять около 470 мкФ для улучшения качества данных.

Осциллограф, описанный в этом руководстве, не обязательно сможет заменить стандартный лабораторный осциллограф, но это поможет вам быстро выполнить некоторые мелкие задачи без необходимости платить огромные суммы. Он также портативен, что делает его полезным, если вы много путешествуете.

На этом урок, ребята. Не стесняйтесь обращаться ко мне через раздел комментариев, если у вас есть какие-либо вопросы или трудности при воспроизведении учебника.

Источники:

Осциллограф своими руками

| Hackaday

Нет никаких сомнений в том, что осциллограф — необходимая часть оборудования для хакера в области электроники. Это критически важная часть оборудования для обратного проектирования устройств и протоколов, и, к счастью для нас, они так же дешевы, как и когда-либо.Даже достаточно многофункциональный четырехканальный прицел, такой как Rigol DS1054Z, стоит примерно столько же, сколько смартфон среднего класса. Но если это все еще слишком богато на ваш вкус, и вы хотите немного сэкономить на функциях, вы можете получить функциональный цифровой осциллограф за небольшую сумму, кроме карманной мелочи.

Несмотря на то, что на рынке имеется ряд очень дешевых карманных цифровых запоминающих осциллографов (DSO), [Питер Балч] решил, что он скорее выпустит свою собственную версию, используя готовые компоненты.Это не только послужило поводом для глубокого погружения в некоторые интересные инженерные задачи, но и привело к тому, что цена оказалась даже ниже, чем у готовых моделей. Состоящий из немногим больше, чем Arduino Nano и OLED-дисплей, стоимость приличного DSO размером со спичечный коробок составляет менее 10 долларов США.

А не великий . [Питер] очень откровенно говорит об ограничениях этого карманного прицела, сделанного своими руками: он не может достигать очень высоких частот дискретизации, а дисплей недостаточно большой, чтобы передать что-то большее, кроме основ.Но если вы проводите быструю и грязную диагностику в полевых условиях, это может быть все, что вам нужно. Тем более, что есть большая вероятность, что вы сможете собрать эту вещь из деталей из мусорной корзины.

Даже если вы не собираетесь создавать свою собственную версию прицела на базе Arduino, о котором говорит [Питер], его рецензия по-прежнему полна увлекательных подробностей и теории. Он объясняет, как его программный подход состоит в том, чтобы отключить все прерывания и включить микроконтроллер в жесткий цикл опроса, чтобы как можно быстрее считывать данные с АЦП.Потребовались некоторые эксперименты, чтобы найти правильное значение предделителя для тактовой частоты Atmega 16 МГц, но в конце концов он обнаружил, что может получить полезный (хотя и несколько шумный) выход с частотой дискретизации 1 мкс.

К сожалению, АЦП Arduino оставляет желать лучшего с точки зрения входного диапазона. Но с добавлением двойного операционного усилителя LM358 осциллограф Arduino получает некоторое усиление, поэтому он может улавливать сигналы в диапазоне мВ. Для полноты картины [Питер] включил в прошивку устройства некоторые полезные функции, такие как частотомер, источник прямоугольных сигналов и даже вольтметр.С добавлением футляра, напечатанного на 3D-принтере, этот маленький гаджет может быть очень удобен в вашем мобильном наборе инструментов.

Если вы предпочитаете коммерческий путь, собственный [Jenny List] Hackaday рассматривает ряд очень доступных моделей, таких как DSO Nano 3 и комплект для самостоятельной сборки JYE Tech DSO150.

[Спасибо BaldPower за подсказку.]

Осциллограф на базе ПК

с использованием Arduino

Осциллографы

— важный инструмент для любителей и профессионалов в области электроники, позволяющий убедиться, что их конструкции будут работать должным образом.Осциллограф на базе ПК превосходит автономные осциллографы благодаря своему компактному размеру, низкой стоимости и способности выполнять автономный анализ.

Здесь мы описываем, как можно сделать свой собственный осциллограф по очень низкой цене, используя компьютер и плату Arduino в качестве оборудования для сбора сигналов. Вы можете использовать этот осциллограф для захвата частотных сигналов до 5 кГц. Плата Arduino, сердце осциллографа, считывает значения со встроенного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и передает их на ПК через порт USB.Мы предоставили здесь эскиз Arduino, который вы можете скомпилировать и загрузить прямо в Arduino. Вам также необходимо установить исполняемый файл или приложение на ваш ПК с Windows. Это приложение работает как интерфейс для отображения входных сигналов в виде сигналов на экране вашего компьютера.

Плата Arduino состоит из микроконтроллера AVR компании Atmel, который может быть 8-, 16- или 32-разрядным, в зависимости от типа платы. Для этого проекта вы можете использовать любой вариант Arduino в качестве оборудования. Микроконтроллер AVR имеет встроенный АЦП.В проекте мы используем вывод A0 для захвата входного сигнала. Захваченный входной сигнал подается на UART через преобразователь UART-USB в Arduino на ПК. Виртуальный COM-порт создается Windows всякий раз, когда Arduino подключается к ПК. Приложение для Windows, разработанное с помощью NI LabWindows, открывает виртуальный COM-порт и начинает визуально строить графики сигналов с помощью библиотек Graph.

Скорость выборки осциллографа ограничена скоростью передачи UART. Скетч Arduino закодирован для чтения АЦП с использованием ISR, а скорость передачи UART настроена на 115200, который отправляет данные с интервалом 85 мкс.Это дает эффективную частоту дискретизации 12 квыб / с.

Строительство

Настройка осциллографа на ПК довольно проста и понятна, как показано на рис. 1. Плата Arduino подключается к вашему ноутбуку или ПК через USB-кабель. Внешний источник питания для платы не требуется, поскольку плата питается только от USB. Подключите переключающие диоды (D1 и D2) в качестве схемы защиты входа к контакту A0 АЦП Arduino. Вам понадобится скетч Arduino (pcscope.ino) и программное обеспечение для ПК или исполняемый файл (PCScope.exe), чтобы использовать эту схему. Установите программу PCScope.exe (разработанную автором) на свой компьютер с Windows и откройте приложение. Затем откройте скетч Arduino из Arduino IDE и скомпилируйте скетч. Подключите плату Arduino к ПК и прошейте скетч в микроконтроллер на плате Arduino.

Рис. 1: Схема осциллографа на базе ПК с использованием Arduino

АЦП Arduino может измерять напряжения до 5 В. Поэтому рекомендуется добавить небольшую схему защиты, чтобы ограничить входное напряжение до 5 В и ограничить отрицательное напряжение.Маломощный диод с быстрой коммутацией, такой как 1N4148, можно использовать для защиты входного контакта. Подключите резистор на 10 кОм последовательно ко входу. Он будет работать как ограничитель тока, если входной сигнал превышает 5 В. Дополнительные делители напряжения можно использовать в случае, если вам нужно измерить напряжение выше 5 В.

Программное обеспечение

Эскиз Arduino. Частота дискретизации этого приложения для ПК ограничена скоростью, с которой данные отправляются на ПК. Скорость передачи 115000 дает временной интервал около 85 мкс.Важно получить сигналы АЦП задолго до этого, чтобы получить надежные графики данных. Скетч считывает вывод A0 платы Board1 и отправляет в UART со скоростью 115200 бод. На этой скорости байты ввода проталкиваются с временными интервалами около 85 мкс.

По умолчанию конфигурация АЦП Arduino выдает выборки каждые 116 мкс. Итак, здесь АЦП сконфигурирован с дополнительными строками кода для получения отсчетов быстрее, чем 85 мкс, путем установки предварительного делителя на 16. Таким образом, вы получаете преобразование АЦП каждые 20 мкс, что намного быстрее, чем скорость передачи данных UART.

Скачать

Исходная папка

Программное обеспечение для ПК. Как указывалось ранее, интерфейсное программное обеспечение ПК для сбора и обработки сигналов разработано с использованием NI LabWindows. Данные последовательного порта собираются через Arduino через регулярные промежутки времени и отображаются в виде графика на экране с использованием библиотеки функций Plot. Точки отображения по оси X рассчитываются на основе заданной пользователем шкалы времени. Диапазон оси Y устанавливается с помощью регулятора выбора напряжения.

Рис. 2: Сообщение на экране при первом запуске осциллографа на базе ПК

Тестирование

После установки приложения для ПК нажмите кнопку «Подключить» на экране ПК, чтобы подключиться к плате Arduino (рис.2). Когда плата подключится к вашему ПК, вы получите подтверждающее сообщение в течение трех секунд, как показано на рис. 3.

Рис. 3: Сообщение после успешного подключения оборудования к ПК.

Подайте любой прямоугольный вход с частотой до 5 кГц на CON1. Программа должна отобразить форму выходного сигнала на вашем ПК. Квадратные и треугольные формы выходных сигналов 525 Гц и 530 Гц, захваченные на экране во время тестирования, показаны на рисунках 4 и 5 соответственно. Точно так же вы можете подавать прямоугольные или импульсные входы (но не синусоидальные волны) для получения выходных сигналов.

Рис. 4: Тестовый сигнал прямоугольной формы 525 Гц, захваченный на экране 5: Тестовый сигнал треугольной формы 530 Гц, захваченный на экране

Интересно? Ознакомьтесь с другими проектами в области электроники.

Эта статья была впервые опубликована 13 сентября 2017 г. и обновлена 26 июля 2019 г.

2 $ Недорогой USB-осциллограф «сделай сам» — схемы DIY

Собирались ли вы купить USB-осциллограф стоимостью 100–1000 долларов? В этом нет необходимости, если вы можете сделать его всего за 2 доллара.

Осциллограф — это устройство, которое может анализировать напряжение или импульсные сигналы в реальном времени и строить график их формы на дисплее. Он также известен как CRO, DSO или O-scope.

Помогает нам анализировать выходные сигналы и импульсы схемы. Обычно он используется в проектах микроконтроллеров, но он также полезен при создании любого генератора для инверторов, чтобы проверить выходную частоту и форму волны.

Изображение предоставлено: usboscilloscope.info

Хотите знать, как это возможно?

Ну, это будет работать со звуковой картой.Подождите, я не говорю об использовании звуковой карты вашего ПК, как будто я так и сказал, термин USB не должен был упоминаться. Я прошу вас купить звуковую карту USB. Сейчас они очень дешевые.
Получить на eBay.com от 0,99 $
Получить на eBay.in от 100 рупий

Почему я прошу купить звуковую карту USB, а не использовать внутреннюю звуковую карту ПК?

Потому что, если вы подадите высокое напряжение или выбросы на вход, он может сгореть, и если это звуковая карта USB, это будет стоить 1-2 доллара, но если вы сожжете внутреннюю аудиосистему ПК, замена материнской платы обойдется вам в 40 долларов .

Какое программное обеспечение?

Ну, есть много программного обеспечения для осциллографов звуковой карты, но я бы рекомендовал вам использовать Soundcard Oscilloscope или Zelscopeonly, , потому что они обеспечивают хороший функциональный графический интерфейс, а осциллограф звуковой карты также имеет генератор сигналов, так что вы можете генерировать сигналы через порт вывода звука звуковой карты USB и анализировать сигналы, подаваемые на порт MIC IN звуковой карты USB.

Следует помнить:

Звуковая карта USB может работать с напряжением + -1 В. i.е, 2В п-п. Если вы собираетесь подавать высокое напряжение, используйте делитель напряжения.
Он не может анализировать сигналы постоянного и переменного тока <10 Гц
Используйте экранированный провод и изолированные щупы.

Есть вопросы или предложения? Просто оставьте комментарий, я с удовольствием об этом расскажу.