Site Loader

Содержание

Изготовление осциллографа в домашних условиях из планшета или ноутбука

Устройство с дисплеем на базе электронно-лучевой трубки, предназначенное для изучения параметров времени и амплитуды электрического сигнала, называется осциллографом. Подача сигнала осуществляется на вход устройства, результат записывается на фотоленту или выводится на экран. Оно возглавляет топ самых необходимых приборов, используемых для настройки и регулировки электронных схем.

Как выглядит осциллограф

Осциллограф и его функции

Это электронный прибор, на экране которого наблюдают за формой сигнала. В процессе работы доступен ряд опций:

  • фиксирование мгновенных характеристик;
  • аналогия фазовых смещений и форм сигналов с иными импульсами;
  • контроль и мониторинг синусоидальных, треугольных и прямоугольных колебаний;
  • развёртка импульса для измерения времени нарастания.

Проще говоря, это телевизионный приёмник, где отслеживается электросигнал визуально.

Зная принципы работы и схему устройства, собирают осциллограф своими руками.

Классифицировать приборы возможно по следующим показателям:

  • особенности работы и предназначение;
  • количество сигналов, просматриваемых разом;
  • способ обработки информации;
  • вид воспроизводящего устройства.

По особенности работы подразделяются на модели: скоростные, стробоскопические, универсальные, запоминающие и специальные. Количество одновременно подающихся сигналов – один, два и более.

Важно! Многоканальные n-осциллографы высвечивают на экран n-графиков, считывая показания с n-го количества сигнальных входов.

Аналоговые и цифровые устройства делят между собой методы обрабатывания полученной информации. Узлы отображения сигналов представлены электронно-лучевыми трубками «ЭЛТ» или матричными панелями.

Схема простого осциллографа

Чтобы понять, как устроен прибор, изучают стандартную блок-схему.

Блок-схема осциллографа

В формировании сигнала на экране участвуют два вида отклонения луча: по вертикали и горизонтали. Пользуясь системой координат, эти развёртки обозначили как: Y и Х.

В блоке развёртки по вертикали выполняется обработка сигнала, подающегося в канал через аттенюатор. Он ступенчато регулирует амплитуду исследуемых величин, не допуская превышения должного уровня. Это удерживает изображение в границах дисплея.

Для синхронизации работы узла задающего генератора Х – отклонения с канала вертикальной развёртки на него подаётся сигнал. По умолчанию канал Y работает в открытом режиме. Отклонение луча по вертикали в этом случае в точности совпадает с уровнем сигнала. Помеха постоянной составляющей, при её наличии, будет смещать картинку или же загонять за границы дисплея. Это сильно мешает работе и требует постоянной подстройки ступенчатого регулятора.

Использование режима закрытого входа помогает этого избежать. Закрытый видеовход подразумевает включение конденсатора между ним и схемой. Конденсатор играет роль ёмкостного фильтра для постоянной составляющей входного сигнала.

Канал горизонтальной развёртки (X) подсоединяется к генератору. Тот выдаёт команды для отклонения луча ЭЛТ по горизонтали и действует в четырёх позициях:

  1. Режим внутренней синхронизации. Применяется для обработки сигнала, имеющего постоянную частоту. Возможна работа в режиме автоколебаний, где частота выставляется вручную. Выполняются захват частоты сразу после входа и повышение стабильности картинки.
  2. Режим внешней синхронизации, когда выполняется пуск генератора от входящего импульса. Актуален, когда синхронизация осуществляется от входа Y, по которому подаётся испытуемый сигнал. Команда запуска выполняется по фронту или спаду всплеска, а также по команде источника внешних пульсаций. Такой регламент работы удобен для рассмотрения нестабильных колебаний.
  3. Обеспечение синхронизации от сети питания 220 В, 50 Гц. Используется при определении искажений и помех от источников питания. Запуск блока происходит одновременно с импульсами напряжения сети.
  4. Однократный ручной пуск применим для слежения за сигналами логических схем непериодической природы. Чтобы снова включить генератор, его опять «взводят».

К сведению. Окончательное формирование уровней сигналов двух развёрток выполняют оконечные усилители.

Одноканальная модель

Такой прибор имеет один вход – один луч. Структурное строение показано на рис. выше.

В состав схемы входят:

  • экран – ЭЛТ;
  • блок Y-развёртки: аттенюатор, предварительный усилитель, цепь задержки, начальное усиление синхронизации и оконечный усилитель выхода;
  • блок Х-развёртки: устройство синхронизации, узел развёртки, выходной усилитель;
  • схема усиления подсветки;
  • калибратор;
  • сетевой блок питания.

В таком приборе сигнал мониторинга подаётся на один вход и отображается движением луча на экране. Этого хватает для проведения измерений ряда параметров.

Двухканальные устройства

Когда требуется сравнить два вида сигнала, применяют такие приборы. Выделяют две разновидности:

  1. Двухканальные – для наблюдения импульсов с идентичных Y-каналов. Переключая тумблером, поочерёдно подают выходные сигналы на пластины ЭЛТ. Наблюдают отдельно каждый сигнал входов Y1-Y2 или совместно. Второй – при каждом обратном ходе развёртки.
  2. Двухлучевые – у них в наличии два отдельных Y-канала и двухлучевое исполнение ЭЛТ. У такого прибора совместный запуск генератора горизонтальной развёртки, включение вертикальной развёртки происходит для каждого канала отдельно. Это разрешает видеть 2 осциллограммы одновременно.

Многоканальные модификации

Современные аппараты выполняют мониторинг импульсов по нескольким каналам. Различают входы: аналоговые, цифровые или смешанные. Модели со смешанными каналами обрабатывают оба вида сигнала с выводом картинки на монитор.

Цифровой многоканальный осциллограф

Сборка устройства на 5 В

Полноценный цифровой прибор этой линейки без собственного дисплея называется USB oscilloscope. Продаются наборы комплектующих материалов для изучения работы с подобными устройствами. В комплект входят:

  • прибор;
  • кабель питания юсб;
  • 2 щупа с «крокодилами»;
  • программный продукт на диске.

Подключается к ПК через шнур USB. Собранный из набора измеритель подойдёт для приобретения начальных навыков. В самодельных схемах такая приставка собирается на микросхеме ММР20.

Осциллографы на 10 В

В схемах с подобным напряжением применяются резисторы закрытого типа и стабилитрон. Их параметры чувствительности по вертикали подбираются до 2 мВ. При расчёте полосы пропускания максимальное сопротивление устройства согласовывается с ёмкостью проводных конденсаторов. Диоды подбирают с напряжением 2 В, резисторы желательно выбирать полевые. Выбор диодов на такое напряжение позволит снизить частоту дискретизации до минимума и увеличить скорость передачи. Из-за быстрой развёртки данных предельная частота резко падает. Использование стабилитрона или делителя, выполненного из модулятора, поможет решить эту проблему.

Схема на 10 В

Как сделать модель на 15 В

При сборке используют линейные резисторы, сопротивление которых на уровне предела – 5 Мом. Это разрешает стабилитрону работать в щадящем режиме. При выборе конденсаторов предварительно тестером измеряется пороговое напряжение.

Внимание! Полученные результаты тестирования, при использовании для прибора настроечных резисторов, бывают неточными. Использовать подобает линейные резисторы.

При сборке не забывают смонтировать порт, присоединяемый через щуп к микросхеме, при этом через шину подключают делитель. Использование вакуумных диодов в сборке позволит контролировать уровень амплитуды колебаний.

Осциллограф на 15 В

Использование резисторов серии ППР1

Приборы, в состав которых входят элементы этой линейки, весьма популярны. Благодаря высокой чувствительности, применяются для мониторинга электроаппаратуры. Для создания этого измерителя потребуются ЭЛТ, импульсный модулятор, выпрямитель и контакторы с обкладками. Установка кенотрона оправдана точностью полученных показаний. Устройство оперативного типа требует установки контроллера.

Величина сопротивления не выше 34 Ома, а проводимость сигнала с коэффициентом 4,2-4,5 Ом. Через модулятор низкой проводимости выполняют подключение USB-порта. Спектральные расширители для схемы берутся импульсного типа.

Важно! Необходимо организовать стабилизацию напряжения, расширитель закрепить рядом с компаратором, который уменьшит тепловые потери.

Модели с резисторами ППР3

Выполнить сборку схемы с этими резисторами допустимо с применением сеточных конденсаторов. Сопротивление ёмкостной цепи Rц возможно до 4 Ом. В сборку на микросхеме ММР20 устанавливают не менее 3 шт. Важно делать проверку проводимости ППР3 до включения схемы.

Устройства с подавлением колебаний

Определение зашумленности сигнала и подавление выполняет отдельный узел. Схемы, включающие в себе такой блок, имеют значения предельной частоты не выше 4 Гц. В этом случае используются аналоговые диоды и микросборки сеточного типа.

Сборка карманного осциллографа на основе «андроида»

Если частота, подлежащая измерениям, лежит в диапазоне 20 кГц (звук слышимости ухом), то используют наушники с микрофоном. Чтобы собрать новый прибор на основе ОС «Андроид», можно обойтись без дополнительных узлов. Из гарнитуры берётся разъём 3,5 мм. К микрофонным контактам припаиваются щупы. Между ними и штекером вставляется коммутатор пределов измерения. Скачивают на телефон приложение «Осциллограф». Сигнал, поступающий на вход микрофона, будет отображаться на экране.

Схема коммутатора пределов измерения

Плюсы и минусы «андроидной» сборки

Недостатков в таком методе больше, чем плюсов. Минусы:

  • не даёт точности измерений;
  • разрешает мерить только высокочастотные сигналы;
  • нельзя померить переходные процессы при постоянном напряжении;
  • подвергается опасности вход гаджета.

Плюсов мало:

  • 20 минут времени на монтаж;
  • сборка несложная.

Трудно назвать эту приставку хорошим измерительным прибором.

Сборка осциллографа из планшета

Смонтировать осциллограф из ноутбука или планшета возможно с помощью приставки Hantek-6022BE-2-20-USB-PC. Планшет используется как монитор. Управление измерениями командой – с экрана или «мышкой».

Приставка Hantek

Программное обеспечение для осциллографа на планшете и андроиде

Если usb осциллограф из звуковой карты изготовлен своими руками, скачивается ПО. Программу качают на «Плей Маркете» или других аналогичных сайтах для скачивания приложений. Подобные программы позволяют не только добиться точности измерений для планшета, но и выполнять нужную калибровку сигнала.

Широкодиапазонная частота с помощью отдельного гаджета

Расширить частотный диапазон позволит применение отдельного устройства. Оно включает в себя преобразователь аналога в цифру. Дальнейшая подача импульсов происходит в цифровом формате. Точность измерений повышается. Выпускается в виде портативного прибора с дисплеем.

Осциллограф из планшета на «Андроид»

При приобретении приставки-осциллографа выбирается ОС не «виндовс», а «андроид». Приставка должна поддерживать опции:

  • вluetooth-канал;
  • передача данных с помощью Wi-Fi.

Это позволит обойтись без контактной привязки гаджета с приставкой.

Bluetooth-канал

У подключения через Bluetooth присутствуют ограничения:

  • у тестируемой частоты граница – 1 МГц;
  • U щупа = 10 В;
  • зона покрытия – 10 м.

Это ограничивает ресурс при применении подключений такого типа.

Передача данных с помощью Wi-Fi

Подключить осциллограф из планшета фирмы Linux или иного производителя допустимо посредством беспроводной сети – wi fi канала. Пакет измерений выдаётся на планшет без промедления и для неограниченного количества участников проекта. Наличие опции записи позволяет работать с информацией в версиях офлайн и онлайн. Дальность соединения выше, чем у Bluetooth.

USB осциллограф своими руками схема

Используя источник 5 В и подключение через шнур usb, можно самостоятельно собрать такую схему.

Схем USB осциллографа

Создание подобных приборов самостоятельно оправдано при измерениях, не требующих точных результатов. Подход к решению вопроса – это использование уже готовой полноценной приставки.

Юсб 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.

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

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

Что такое осциллограф

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

Самый простой вариант создания карманного осциллографа

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

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

Плюсы и минусы вышеприведенной схемы

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

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

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

Реализация защиты, экранирования сигнала и снижения погрешности

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

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

Программное обеспечение

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

Самодельная приставка с Bluetooth-модулем

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

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

Готовые варианты приставок с Bluetooth

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

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

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

Осциллографы-приставки с передачей данных по Wi-Fi

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

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

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

Самодельные варианты современных приставок-осциллографов

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

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

Программное обеспечение для приставок

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

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

USB-осциллографы

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

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

Вот и решился в новом году на расширение своего оборудования для диагностики. Теперь я разжился USB осциллографом DISCO 2.

Для чего он нужен?
Для полной диагностики самих датчиков и систем зажигания. Ведь не всегда ЭБУ бьет тревогу и пишет ошибку, что датчик не работает должным образом.
Личный пример — Катушки зажигания
По ссылке запись в БЖ о том, как у меня накрылась катушка зажигания и в результате машина троила и не ехала. Ошибок в ЭБУ небыло и диагностика ничего не показывала.
А ведь решить эту проблему теперь можно за пару секунд, просто поднеся осциллограф к катушке, или ВВ проводам.
Кстати для более точной диагностики и получения осциллограмм с ВВ были заказаны два емкостных датчика:

Я уверен, что большинство так и не понимает до конца для чего используется все это электронное изобилие 🙂
Тогда вот Вам пример:

В конечном итоге, имея адаптер для диагностики, а также этот осциллограф я смогу легко проверить работу датчиков и системы зажигания. Ведь, повторюсь, сам ЭБУ не выдаст Вам ошибку, даже когда ДПКВ выдает неверный сигнал, а в катушке имеется межвитковое замыкание.

По мере работы с машиной/машинами, я постараюсь выложить осциллограммы двигателей ЗМЗ/УМЗ, где будут как примеры рабочих элементов, так и не рабочих.

Самодельный Осциллограф micro на микроконтроллере PIC 18 F452 и дисплее от NOKIA 3310


Данному самодельному осциллографу далеко до современных моделей, но все-таки он может многое. Вдобавок, он выполнен из доступных и недорогих деталей, имеет неплохие характеристики, удобное управление и минимальные размеры. Скажу сразу, что он рассчитан на звуковую частоту.


Осциллограф microвыполнен на микроконтроллере PIC18F452, а в качестве графического индикатора используется дисплей от мобильного телефона NOKIA 3310. Для того чтобы придать полной портативности осциллографу, он питается от стандартного аккумулятора на 3,7 вольта, через преобразователь на 5 вольт, который выполнен на микросхеме MC34063. Заряжается Осциллограф microот 5 вольт через гнездо miniUSB. Также он может работать от внешнего питания в 5 вольт (USB).


Основная идея (и схема) была взята с филиппинского форума electronicslab. Прошивку на микроконтроллер PIC18F452 и проект в Proteus любезно предоставил пользователь ZuBor с русского форума vrtp. Данный архив можно скачать ЗДЕСЬ. Консультируясь, дополняя и применяя различные приемы, я получил конечный результат. Кстати, в процессе обсуждения был подмечен интересный факт, что дисплеи от NOKIA 3310 подходят не все, даже те, где есть NOKIA и полумесяц. Для данного осциллографа нужен исключительно оригинальный дисплей.



Печатная плата осциллографа разводилась специально под имеющийся в наличии корпус от температурного монитора TempTale4, который имеет внешние габариты 50х90 мм. Аккумулятор взят от MP3 плеера, занимающий практически всю площадь под крышкой, но имеющий толщину всего 2 мм.


Ниже привожу принципиальную схему Осциллографа micro, в которую уже внесены все дополнения, поправки и изменения. Если рассматривать схему по блочно, то она состоит из основного процессора-микроконтроллера, графического индикатора, операционного усилителя, преобразователя напряжения с 3,7 до 5 вольт, и зарядного устройства аккумулятора на LM317. Разведена схема на одностороннем текстолите. Файл в формате *.lay можно скачать ЗДЕСЬ.



Привожу фотографии печатной платы с обеих сторон, чтобы можно было представить, как размещаются на ней детали. Кстати, вместо кнопок были использованы специфические датчики от трехдюймовых дисководов, которые отвечают за наличие дискеты в дисководе и отслеживают положение переключателя, запрещающего запись на нее.




Дисплей от NOKIA 3310 соединяется с печатной платой при помощи тонких многожильных мягких медных проводов. Их можно взять в шнурах, идущих от клавиатуры или мышки.



Щуп осциллографа сделан из стержня от шариковой ручки, в который впаяна игла от швейной машинки. Щуп при транспортировке осциллографа плотно закрывается пластиковым колпачком от медицинской иглы.


При проверке Осциллографа microиспользовался набор программ WaveTool, который можно скачать ЗДЕСЬ.

Простой самодельный осциллограф из смартфона

Хороший осциллограф относится к слишком дорогому оборудованию для обычного радиолюбителя, для которого пайка микросхем и ремонт электроники является только хобби. При необходимости наблюдения за электрическими сигналами без получения сверх точных результатов вполне возможно обойтись самодельным устройством. Такой осциллограф подключается к экрану смартфона и работать под управлением специального бесплатного приложения. Его изготовление обойдется недорого и займет всего пару часов, с учетом сбора материалов.

Материалы:


  • штекер 3,5 мм от наушников;
  • провода;
  • термоусадка;
  • стабилитрон 2,2В;
  • резистор 2,2К;
  • резистор 1К;
  • тестовая клипса;
  • корпус от маркера;
  • мебельный гвоздик.

Сборка осциллографа


На рисунке представлена схема простейшего осциллографа — щупа для смартфона, которую необходимо повторить. Очень важно использовать резисторы с такой же цветовой маркировкой, как в примере, поскольку это позволит получить от устройства максимум чувствительности и точности.

Сборку следует начать с подготовки штекера мини-джек 3,5 мм от наушников. С него срезается пластиковая часть, после чего припаиваются 2 проводка как показано в схеме осциллографа.

Припаянные провода необходимо дополнительно закрепить и изолировать. Для этого будет достаточно применить 2 слоя термоусадочной трубки.


Далее к шляпке маленького мебельного гвоздика необходимо припаять одножильный провод.


Место пайки сверху изолируется термоусадкой. Гвоздик будет выполнять функцию плюсового электрода.

Провод с гвоздиком заводится в корпус маркера с удаленным стержнем. В результате электрод должен заменить пишущий наконечник фломастера. Также нужно завести проводок от разъема 3,5 мм в пробитое отверстие в заднем колпачке маркера.


Далее необходимо соединить параллельно и спаять стабилитрон с резистором 1К. К ним согласно схеме прибора припаивается резистор 2,2К.

В корпусе маркера ближе к пишущей части делается боковое отверстие. В него продевается отдельный провод, второй конец которого выходит из задней части фломастера.

К выведенному проводку припаивается стабилитрон с резистором 1К. Также к ним нужно присоединить жилу питания от разъема 3,5 мм. Важно соблюсти полярность, как на схеме. Вторая жила от мини-джека паяется к резистору 2,2К.


Провод с гвоздиком нужно подсоединить к оставшемуся концу резистора 2,2 К. Все соединения защищаются термоусадкой. После этого резисторы и стабилитрон необходимо спрятать в корпусе маркера, закрыв его задним колпачком.

На выходящий сбоку маркера провод, присоединенный к резистору 1К и стабилитрону нужно припаять тестовую клипсу.

После этого аппаратная часть устройства полностью готова.

Далее нужно установить на смартфон приложение Oscilloscope Pro 2. Осциллограф подключается к телефону и может использоваться по предназначению под управлением данной программы. Его тестовая клипса используется как масса, а электрод из гвоздика на маркере является плюсом. Приложение в связке с самодельным устройством позволяет настраивать пороги срабатывания, просматривать форму сигнала на дисплее и многое другое.


Смотрите видео


STM32F103C8T6 — делаем осциллограф. Часть 3 / Хабр

Третья часть (

первая

и

вторая

) про то как я делаю осциллограф из отладочной платы ценой менее $3. Демонстрационное видео работы:


А описание некоторых ключевых особенностей под катом.

Аналоговая часть

Почти всё как было описано во

второй части

, кроме источника двухполярного питания. ОУ потребляют значительный ток (порядка 10 мА) и как не пытался схемами умножителей напряжения на диодах и конденсаторах получить приемлемых результатов — не удалось. Поэтому для положительного напряжения поставил вот такой модуль на основе МТ3608:


настроенный на 10 В выходного напряжения. А отрицательное напряжение получаю путём инвертирования положительного с помощью LT1054.

Про размер кода

В

первой части

я писал, что памяти потребляется очень много. Теперь я дошёл до того, что программа не влазит в память и изучил этот вопрос подробней.

CooCox CoIDE выводит информацию о размер программы в таком виде:

      text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
     60224	   2500	  10540	  73264	  11e30	projectName.elf

где


  • text — размер сегмента с кодом, векторами прерываний и константами только на чтение;
  • data — размер сегмента с инициализированными не нулём переменными;
  • bss — размер сегмента с неинициализированными и инициализированными нулём переменными.

Вся программа занимает:

  • флеш — text + data + 10..50 байт
  • ОЗУ — data + bss + 10..50 байт

Теперь посмотрим на что тратится память. Делаем новый проект и компилируем:

      text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
       364	   1080	     32	   1476	    5c4	test-size.elf

Чтобы использовать макросы типа GPIO_BSRR_BS9 надо подключить файл stm32f10x.h.

Чтобы подключить файл stm32f10x.h надо в репозитоях добавить компонент STM32F10x_MD_STDLIB, который подтягивает за собой cmsis_core. В итоге для программы, записывающей одно значение в регистр получаем:

      text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
      1316	   1104	     32	   2452	    994	test-size.elf

Далее меня интересуют функции типа sprintf и sscanf. Чтобы их использовать надо определить некоторые функции типа _sbrk и возможно некоторых других. Я взял готовый файл (есть в архиве с проектом). Добавляем 1 вызов sscanf и получаем:


Попробуйте угадать сколько, прежде чем смотреть!
      text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
     39312	   2264	     96	  41672	   a2c8	test-size.elf

41 кБ флеша! Больше половины, того, что есть в контроллере!

В рабочей же прошивке при использовании printf добавление sscanf увеличивает потребление флеша на 13.2 кБ. В итоге от sscanf отказался, а команды от ПК стал парсить менее ресурсоёмким методом.

Отказ же от printf позволяет сэкономить ещё 8.3 кБ.


Режимы работы

Реализовал 3 режима по принципу действия: непрерывный, пакетный и логический и 3 по количеству каналов: 1, 2 и 4-х канальный.

МК имеет 9 аналоговых входов, но я не представляю когда мне может понадобиться больше 4-х каналов.

Непрерывный

Тут всё просто: в главном цикле МК считываем данные АЦП и передаём их на ПК, где можем строить непрерывный график. Недостаток — ограничение скорости со стороны канала МК -> ПК. Чтобы его обойти реализовал ещё 2 режима.

Пакетный

В этом режиме МК вначале набирает данные, потом пачкой передаёт на ПК. Опционально его можно разгонять. Про разгон подробно писал в предыдущих частях.

В этом режиме возможна синхронизация. Причём можно анализировать сигнал до выполнения условия. Для реализации такого функционала пришлось изменить режим работы DMA на кольцевой, использовать прерывание заполнения половины буфера и использовать буфер вмещающий в 2 раза больше данных, чем в передаваемом пакете.

В отличие от проекта baghear у меня триггер программный. Преимущества такого решения:

  • Меньше деталей, а значит меньше цена и проще монтаж;
  • Возможность в будущем реализовать более сложные триггеры, а не просто «сигнал в A канале стал больше Х».

В одноканальном режиме оба АЦП по очереди преобразуют значение одного канала.
В двухканальном — каждый АЦП преобразует свой канал запускаясь одновременно с другим.
В 4-х канальном — у каждого АЦП есть 2 канала, которые он преобразует. Старт обоих АЦП одновременный.
Очевидно, что скорость частота преобразования канала обратнопропорциональна количеству каналов.

Логический анализатор

Самый быстрый режим. Примерно 20 MSPS на каждом канале. Самый быстрый код для этого режима выглядит так:

u32 i = 0;
dataBuffer.u8[i] = GPIOA->IDR;
dataBuffer.u8[++i] = GPIOA->IDR;
dataBuffer.u8[++i] = GPIOA->IDR;
dataBuffer.u8[++i] = GPIOA->IDR;
dataBuffer.u8[++i] = GPIOA->IDR;
dataBuffer.u8[++i] = GPIOA->IDR;

и так далее на весь буфер.

Значение переменной i в этом случае вычисляются на этапе компиляции и в итоге из dataBuffer.u8[++i] = GPIOA->IDR; получается всего 2 операции — загрузить данные в регистр из порта и сохранить данные в память по заранее посчитанному адресу. Никакими циклами такой производительности достичь не получилось.

Программа для ПК

Главные, на мой взгляд, измение — переход на OpenGL. С ним графики рисовать стало проще (для меня это оказалось неожиданно, но там всё действительно просто и кратко!), рисуются они быстрее и получаются гораздо красивей, чем были раньше.

Итог

Проект не завершён, есть глюки, допиливать ещё много чего, но каких-то прорывов уже не предвидится. Для более быстрых систем нужно другое железо, например, отдельный АЦП + ПЛИС + память — а это уже будет гораздо дороже и сложнее монтировать.

Почитав комментарии к статье «История одного осциллографа на stm32» сразу отвечу на некоторые вопросы:

  • Дисплей прикручивать не собираюсь т.к.:
    • Он стоит денег, а комп есть.
    • По качеству будет хуже, чем на большом экране ПК.
    • Создавать и изменять пользовательский интерфейс на C# проще, чем паять и перепаивать.

  • Я не планирую его доводить коммерческого продукта и продавать.
  • Делал для 2-х целей: освоить МК и сделать себе цифровой осциллограф.

Архив с проектом
Если у кого появятся вопросы, а тут не зарегистрированы, пишите в почту: adefikux на gmail точка com.

Двухканальный USB осциллограф на STM32 – Miniscope v2c « схемопедия


Ниже представлен проект недорого USB осциллографа с применением STM32 микроконтроллера. Особенности устройства:

– использование очень дешевых STM32F103 микроконтроллеров в LQFP48 корпусе.

– односторонняя печатная плата, удобная для изготовления в домашних условиях.  

– выборка 2x461kSps (2x300kSps в старых версиях), 8 бит, передача данных по USB в реальном времени.

– прошивка по UART.

– диапазон рабочих напряжений 0 – 6.6 Вольт.  Нестандартное входное сопротивление 20 кОм (к несчастью, большее значение вызывает помехи на АЦП. Возможно, это можно исправить использованием ОУ. Обратите внимание: сопротивление может быть увеличено при использовании новой прошивки, которая использует отдельный АЦП для каждого канала).

Сигнал 300 мВ снятый при помощи miniscope v4:

Общая стоимость компонентов не превысила 10$.

Принципиальная схема USB-осциллографа:

Печатная плата – односторонняя, размер 66мм x 36мм.

Среда разработки

Для разработки miniscope v2 необходимо было выбрать среду разработки для STM микроконтроллеров. В этом файле лежат примеры проекта для IAR, Keil, RIDE, HiTop и TrueSTUDIO. К сожалению, не один из них мне не подошел. RIDE и HiTop требуют покупки лицензии через 7 дней. Пробные версии IAR и Keil имеют ограничение на размер кода и забирают очень много дискового пространства. То же самое с TrueSTUDIO.

В результате я выбрал CooCox, дистрибутив которого весит 115 МБ и около ~ 800 МБ после установки и распространяется бесплатно.

Прошивка микроконтроллера

На плате нет JTAG/SWD разъема, так как прошивка должна быть загружена по UART. Чтобы войти в режим загрузки, нажмите и удерживайте кнопку BOOT при нажатии кнопки RESET. Программа STM «Flash Loader Demo» без проблем работает с USB-UART переходником. Нормальное напряжение на выводах микроконтроллера 5В, поэтому можно использовать 5 или 3.3В RS232-UART/USB-UART переходник.

Кнопка RESET может быть удалена – микроконтроллер переходит в режим загрузки при нажатой кнопке BOOT если USB подключен.

Так как USB подключено без 1.5 кОм подтягивающих резисторов, его необходимо заново подключить после прошивки.  

Проект для тестирования микроконтроллера и зуммер: stm32scopeTest.7z

Советы по передаче данных по USB

Используйте CDC в качестве шаблона. Есть две конечных точки BULK. Для повышения скорости CDC потребуются небольшие изменения.

1. Уменьшите значение VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL. Я не уверен, что значение = 1 подходит при двунаправленной передаче, поэтому я поставил значение = 2.

2. Увеличение значения USART_RX_DATA_SIZE. Я использовал 8192 байт (2 х 4 Кб), но я думаю, что существенной разницы при использовании  4096 байт.

3. Изменение Handle_USBAsynchXfer, т.к. он не будет передавать данные, если USART_Rx_Buffer будет полный. Таким образом, после каждого номера SOF будет отправлен максимальный по номеру байт.

Убедитесь, что на ПК приложение постоянно готово к приему данных. Убедитесь, что приоритет чтения для него выше,  чем у других приложений. Я использовал libusb, поэтому я использовал сочетания usb_submit_async / usb_reap_async для задания очереди запросов чтения.

Я не интересовался высокой скорость передачи данных с ПК, поэтому у меня нет советов по этому поводу. Miniscope v2c оправляет данные на ПК с максимально возможной скоростью. Данные отправляемые с ПК незначительны (ID запроса, изменение аналогового усиления).

Скачать файлы проекта

Оригинал статьи на английском языке (перевод: Александр Касьянов для сайта cxem.net)

Самый дешевый двухканальный USB осциллограф в галактике

   Этот субминиатюрный USB осциллограф сделан на микроконтроллере Atmel Tiny45 и с самодельной печатной платой он стоит меньше 5 Евро.

 

   На 4-ех выводной разъем выведены два аналоговых входа, общий провод и 5 вольт от USB. Один из аналоговых входов имеет переменных резистор, для масштабирования входного сигнала. Программа для Tiny45 написана на Си и скомпилирована в WinAVR. Для реализации USB используется код V-USB от Obdev. Как вы можете видеть, в схеме нет кварцевого резонатора, микроконтроллер использует внутреннюю тактовую частоту 16.5 МГц с PLL схемы. Конечно, не следует ожидать от него скорости в 1 Gs/s, USB HID этого не позволяет. Но схема использует 10 разрядов АЦП.

   Устройство было разработано для подключения к макетной плате типа breadboard. На фотографии ниже usb осциллограф используется для проверки прецизионного датчика освещенности.

   Он подключается к компьютеру по USB как HID устройство и не требует для своей работы установки драйвера. Данные отображаются на компьютере с помощью программы, написанной на C#. Это мой вариант программы, вы можете, конечно, написать свой софт для захвата и отображения данных с usb осциллографа. Для работы программа требует наличия .NET фреймворка

 Схема устройства предельно простая.


Для сборки устройства вам понадобятся следующие компоненты:

любой светодиод,
резистор для светодиода 220 – 470 Ом,
2 резистора по 68 Ом для линий USB,
резистор номиналом 1.5 КОм, для подтяжки одной из USB линии,
2 стабилитрона на 3.6 В, для согласования сигналов контроллера и USB,
2 проходных конденсатора — 0,1 мкФ и 47 мкФ,
2 фильтрующих конденсатора для аналоговых входов 10 – 470 нФ,
1 или 2 переменных резистора для масштабирования входных аналоговых сигналов,
USB разъем (A, B, mini – на ваш выбор),
микроконтроллер Atmel tiny45-20.

Фуз биты для AVR Studio

BODLEVEL 2.7V
EESAVE  not preserved
WDTON disabled
SPIEN enabled
DWEN enabled
RSTDISBL enabled

-> что эквивалентно 0xdd

CKSEL hf pll (0001)
SUT 1..0 bod enabled fast rise
CKOUT disabled
CKDIV8 disabled

-> что эквивалентно 0xe1

Файл печатной платы для Eagle usbscope-brd.rar
Готовая прошивка usbscope-firmware.rar
Исходники проекта usbscope-project.rar
Программа для компьютера usbadc-prog.rar 
Исходники програмы на C# для VisualStudio 2005 usbadc-project.rar

Блог автора http://yveslebrac.blogspot.ru/2008_10_01_archive.html

Вы можете сделать осциллограф из дешевой звуковой карты USB

По сути, осциллограф — это инструмент, который отображает электронный сигнал во времени. Они чрезвычайно полезны при оценке электроники, особенно когда вы работаете с аналоговыми сигналами. Большинство современных осциллографов предлагают множество дополнительных функций, которые помогут вам по-настоящему изучить эти сигналы, но простые функции осциллографа могут быть выполнены с помощью небольшого количества оборудования. Большая часть затрат в этом случае приходится на сам дисплей, поэтому вы можете следовать этому руководству, чтобы превратить звуковую карту USB в осциллограф, который можно использовать с вашим компьютером.

Звуковая карта USB с входом для микрофона и выходом для наушников / динамика содержит два очень важных компонента: ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) и АЦП (аналого-цифровой преобразователь). АЦП обычно используется для микрофона и может использоваться для преобразования аналогового сигнала в цифровую информацию, которую понимает ваш компьютер. ЦАП делает обратное: принимает цифровые данные, например звуковую информацию в файле MP3, и отправляет их через выход для наушников в виде аналогового сигнала.В этом случае его можно использовать для функций генерации сигнала осциллографа.

Проблема в том, что оба они могут обрабатывать только очень малых напряжений и токов. Если вы попытаетесь измерить сигнал, например, на драйвере шагового двигателя 12 В, вы почти наверняка сожжете звуковую карту. По крайней мере, вы не получите никакой полезной информации. В этом проекте описывается, как создать «аналоговый интерфейс» для дешевых звуковых USB-карт, который масштабирует эти сигналы до подходящих уровней.Он может работать как с сигналами постоянного, так и переменного тока и имеет коэффициенты затухания от 1: 1 до 100: 1.

Предоставляется дизайн печатной платы для этого аналогового интерфейса. Большинство компонентов имеют сквозное отверстие, но используется несколько микросхем SMD. Плата содержит два переключателя, две ручки потенциометра и сигнальные входы. Два разъема 3,5 мм подключают аналоговый интерфейс к звуковой карте USB. Плату можно разместить в стандартном корпусе или в корпусе, напечатанном на 3D-принтере. С программным обеспечением Soundcard Oscilloscope от Christian Zeitnitz вы можете использовать оборудование для построения графиков сигналов, как если бы вы использовали настоящий осциллограф.

Новый USB-осциллограф Hantek 50 МГц на базе ПК

Ключевые точки:

  • Полоса пропускания 50 МГц
  • 2 канала
  • 150MSa / S Выборка в реальном времени
  • БПФ
  • Win 7 Совместимость

Портативный и легкий. Конструкция шасси отличается высокотехнологичным внешним видом из экструдированного алюминиевого материала. Превратите свой компьютер в мощный двухканальный цифровой запоминающий осциллограф, используя порт USB для передачи данных в программное обеспечение осциллографа (входит в комплект).Монитор вашего ПК становится дисплеем осциллографа. Сделайте все, что вам нужно, со стандартным DSO по более низкой цене, чем покупка настольного осциллографа. Устройство поставляется с программным обеспечением, двумя пассивными пробниками осциллографа X1 / X10, кабелем USB и руководством.

Технические характеристики:

  • Количество каналов: 2
  • Импеданс: 1 МОм 25 пФ
  • Муфта: AC / DC / Земля
  • Верт. Разр .: 8 бит на канал
  • Усиление: от 10 милливольт до 5 вольт за 9 ступеней
  • Точность постоянного тока: ± 3%
  • Развертка времени: 4 наносекунды ~ 1 час за 38 шагов
  • Adj.Вертикальная шкала: от 10 милливольт / дел до 5 В / дел (настройка датчика x1)
  • Защита входа: защита входа с диодным зажимом
  • Возможность X-Y: Включено
  • Функция автоматической настройки: включена, (от 30 Гц до 50 МГц)
  • Внешний вход: включен
  • Режим запуска: автоматический, ручной и одиночный
  • Наклон срабатывания триггера: плюс / минус
  • Adj. Уровень срабатывания: включен
  • Типы триггеров: восходящий и нисходящий
  • Источник запуска: канал 1, канал 2 и внешний
  • Pre-Post Trigger: выбираемый, от 0 до 100%
  • Буфер: от 10 КБ до 64 КБ на канал
  • Полоса пропускания: DC ~ 50 МГц
  • Частота дискретизации (макс.): (1 канал) 150 MSa / сек / (2 канала) 75MSa / sec
  • Выбор образцов: включен
  • Отображение формы волны: интенсивность, порт / линия, постоянство, среднее значение формы волны,
  • Сеть: открыть / закрыть
  • Вертикальный режим: Канал 2, Канал 3, Двойной, Добавить
  • Измерение курсора: включено
  • Математика: быстрое преобразование Фурье (БПФ), сложение, вычитание, умножение, деление
  • Полоса пропускания: 50 МГц
  • Курсор: частота и напряжение
  • выборок данных: от 10 до 32 килобайт на канал
  • Размер: 7.5 дюймов x 4 дюйма x 1,4 дюйма

Характеристики:

  • Интерфейс USB. Устройство питается от ПК
  • Шасси соответствует интерфейсу USBXI для конфигураций с несколькими приборами
  • В комплект входят два пассивных пробника осциллографа
  • x1x10. Кабель USB в комплекте
  • 150MSa / S частота дискретизации в реальном времени в одноканальном режиме (75MSa / S на канал в двухканальном режиме)
  • Совместимость: Win98 / NT / ME / XP / VISTA и Windows 7
  • Включает 23 функции измерения и проверку PASS / FAIL
  • БПФ
  • Среднее значение сигнала / Интенсивность / Сложение / Вычитание / Умножение / Построение графика X-Y / Последовательность / Инвертировать
  • Сигналы
  • могут быть сохранены на вашем ПК.Сохранить как текстовые файлы, файлы BMP, JPEG, MS EXCEL или Word
  • SW Разработка доступна с использованием LabView, Visual C ++, Visual Basic, Delphi и C ++ Builder
  • Ограниченная гарантия на 1 год

Руководство пользователя

Самодельный осциллограф

с Arduino

Введение:

Электронно-лучевой осциллограф

или CRO — очень важный инструмент для любого проекта в области электроники. Но эта CRO — аналоговая система, но теперь на рынок выходит и цифровая версия.Новый цифровой продукт очень хорошего качества и производительности. В этом продукте не используется концепция катодного луча, поэтому его лучше называть осциллографом, а не катодно-лучевым осциллографом.

Но стоимость CRO, как и цифрового осциллографа, выше, чем возможности начинающего любителя электроники. Итак, этот проект для начинающих любителей электроники.

Необходимые компоненты:

  1. Ардуино Нано
  2. USB-кабель для Arduino Nano
  3. 8 штук 5.Стабилитроны 1 вольт 1 ватт
  4. 8 штук Резисторы 1 кОм 1 Вт
  5. 4 штуки Переменные резисторы 500 кОм
  6. Какой-то гибкий провод для внутреннего подключения
  7. 4 щупа (я использовал простой порт USB)
  8. Основания для датчиков, 4 шт. (Я использовал простой двухпроводной USB-кабель)
  9. какой-то женский разъем для подключения Arduino к печатной плате

** Я также включаю в этот проект схему генератора базовых сигналов OP-AMP.Для этого вам понадобится

  1. LM324 Четырехдифференциальный компаратор DIP14 типа IC
  2. 2 штуки Резисторы 10 кОм 1/4 Вт
  3. 4 штуки Резисторы 100 кОм 1/4 Вт
  4. 1 штука Резистор 22 кОм 1/4 Вт
  5. 1 шт., Резистор 220 кОм 1/4 Вт
  6. 1 штука 1 мкФ керамический конденсатор 50 В
  7. 1 штука 33 нФ керамический конденсатор 50 В
  8. 1 штука 10 нФ керамический конденсатор 50 В
  9. 1 штука Переменные резисторы 100 кОм

Теория, лежащая в основе проекта:

По сути, концепция осциллографа — это не что иное, как захват аналогового сигнала, преобразование в цифровой сигнал и построение с помощью этого цифрового сигнала графика этого аналогового сигнала.Таким образом, основная часть проекта — это эффективный аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

В каждой версии платы Arduino есть некоторое количество предварительно собранных АЦП, доступных в микроконтроллере Atmega. Для этого проекта я использовал Arduino Nano. В этом варианте используется микроконтроллер Atmenga328P.

Согласно принципу работы выводов Arduino GPIO, выводы измеряют разность напряжений относительно земли. Таким образом, невозможно измерить + ve и -ve одним и тем же штифтом.поэтому мы используем два контакта GPIO. Один предназначен для положительной половины, а другой — для отрицательной части данного сигнала.

После сбора аналогового значения АЦП Arduino преобразует его в цифровое значение и отправляет значения на главный компьютер. Компьютер получает значение и с помощью программного обеспечения преобразует его в график сигнала.

Настройка оборудования:

Основным оборудованием системы является комбинация цепей стабилитрон-резистор. Итак, я сделал схему, как показано на схеме ниже.

нам понадобится этот кусок схемы 4 раза, чтобы сделать 4-х канальный осциллограф. Я использовал 4 USB-базы для подключения датчиков к основной плате. Для подключения штыря Arduino я использовал несколько гибких проводов и штырьки разъема «мама» на печатной плате. Для осциллографа достаточно платы Arduino nano и этой схемы.

Вот фотография 4-кратного аппаратного обеспечения указанной выше принципиальной схемы.

** Для генератора сигналов я сделал эту схему, показанную ниже.

эта деталь не входит в состав осциллографа. Но если вы хотите включить генератор сигналов в свой проект, вы можете добавить.

После завершения схемы вся система выглядит так

Установите программное обеспечение:

Есть две части софта.

  • Настройте Arduino и код
  • Установите программное обеспечение для получения графика

Итак, одноразовая установка платы Arduino.Для этого нам понадобится IDE Arduino. Если у вас нет IDE Arduino, перейдите по ссылке https://www.arghyabiswas.com/arduino-ide-setup-and-programming, загрузите и настройте свою IDE. После успешной установки IDE загрузите код Arduino для осциллографа отсюда.

Загрузите код и разархивируйте файл, затем подключите плату Arduino nano к компьютеру и загрузите код на плату Arduino Nano. затем подключите плату к печатной плате.

Теперь нам нужно выполнить вторую часть настройки программного обеспечения.Загрузите программное обеспечение отсюда и разархивируйте на свой компьютер. Не нужно устанавливать программное обеспечение. Эта программа разработана таким образом, чтобы просто пообедать и поиграть.

После распаковки папки откройте файл Serial Oscilloscope.exe. Затем выберите COM-порт Arduino на вкладке «Последовательный порт». В моем случае это COM-порт COM8. Если опция COM-порта недоступна, нажмите «Обновить список», тогда он покажет доступный COM-порт.

После выбора COM-порта необходимо выбрать режим работы системы.Осциллограф работает в 4-х режимах

  1. Очистить режим
  2. Одномодовый
  3. Двойной режим
  4. Несколько режимов

Режим очистки: в этом режиме осциллограф находится в идеальном состоянии. В этом режиме система удаляет все предыдущие рекомендации и результаты и ожидает получения новых рекомендаций. Сочетание клавиш для режима очистки — «C» или «c». После выбора COM-порта просто нажмите «C» или «c», он войдет в идеальное состояние.

Одиночный режим: в этом режиме осциллограф поддерживает только один канал из 4 доступных.Сочетание клавиш для одиночного режима — «S» или «s». После выбора режима необходимо выбрать номер канала, нажав «1», «2», «3» или «4»;

Двойной режим: в этом режиме осциллограф будет поддерживать любые два канала из 4 доступных. Сочетание клавиш для двойного режима — «D» или «d». После выбора режима необходимо выбрать номер канала, нажимая «1», «2», «3» или «4»;

Множественный режим: в этом режиме осциллограф поддерживает все 4 доступных канала.Сочетание клавиш для множественного режима — «M» или «m». Здесь нет необходимости выбирать канал, потому что по умолчанию выбраны все 4 канала.

После выбора режима и канала вы должны открыть окно осциллографа Ultimate Graph Viewer на вкладке «Осциллограф».

после открытия вкладки выглядит как окно с черным графиком.

Теперь пора подключить щупы с тестовым сигналом. В моем случае я использовал сигнал переменного тока 25 Вольт.Сразу после подключения зондов к сигналу формируется график сигнала переменного тока. Итак, синусоида сигнала выглядит так.

После этого я тестирую программное обеспечение с каким-либо другим сигналом, например прямоугольной волной или каким-то негеометрическим сигналом. Во всех случаях программное обеспечение работает отлично.

Теперь я должен сообщить вам, что программное обеспечение также поддерживает дополнительную модуляцию сигнала. Контрольные переключатели программного обеспечения находятся в нижнем левом углу.

Используйте эти переключатели, чтобы получить более точный график сигнала.

Вывод:

Это проект по созданию инструментов. Осциллограф, сделанный в этом проекте, не совсем идеален, но как проект и для новичка или любителя электроники своими руками это очень хороший проект и инструмент по очень низкой цене.

Итак, с этой точки зрения, я пришел к выводу, что проект — очень хороший и эффективный продукт для новичка. Но если вы не согласны с моим мнением, пожалуйста, оставьте комментарий ниже и помогите мне улучшить проект, а также мои навыки.

Если это небольшое усилие может помочь в любом вашем проекте, тогда мои усилия будут успешными. Пожалуйста, оставьте отзыв на нашей странице контактов.

Если вы столкнулись с какой-либо проблемой, отправьте электронное письмо на адрес [email protected] Спасибо за то, что вы с нами.


Спасибо

Самодельный осциллограф для обнаружения ШИМ Руководство DIY

GregAtkinson Я бы не рекомендовал LiFli для дисплеев. Причина в том, что для работы ему нужна довольно высокая яркость.Когда яркость слишком низкая, шкала просто мигает на 2%, указывая на недостаток света. Он все равно будет выводиться на осциллограф, но вывод будет очень шумным, что является проблемой, поскольку это скрывает небольшие колебания яркости. Устройство хорошо работает для измерения освещения помещений и ламп, для чего, я считаю, оно предназначено. Но не для источников света с низкой яркостью, таких как дисплеи. На дисплеях мне нужно показать белый экран с высокой яркостью, чтобы получить достаточно света.

Для измерений на экране лучше купить BPW34 на eBay и собрать схему осциллографа.Работает даже без пайки, как вы можете видеть на последнем снимке.

Если вы хотите видеть даже крошечные колебания (1%) в режимах низкой яркости, я могу порекомендовать PicoScope 2204a. Его самый низкий диапазон +/- 50 мВ — это настоящий 8-битный аппаратный режим. Кроме того, он может выполнять передискретизацию для имитации дополнительных битов разрешения по вертикали, что означает, что он может отфильтровывать некоторый шум. Полезно до 10 бит. Они сказали мне, что наиболее точным вариантом будет их настоящий 12-битный осциллограф за 800 долларов, что, без сомнения, было бы здорово, но кажется излишним.Если даже колебания, составляющие менее 1%, не вызывают напряжения наших глаз, в что на данный момент мне трудно поверить.

Hantek 6022BE имеет некоторые проблемы с точностью в режимах низкого напряжения. Эти режимы не являются реальными аппаратными режимами, они увеличены, например, в режиме +/- 100 или +/- 200 мВ. Вы по-прежнему будете видеть ШИМ, но, возможно, не крошечные колебания (скажем, пульсацию напряжения ниже 5%) при низкой яркости экрана. Но благодаря программному обеспечению Android HScope 6022BE может быть самым дешевым вариантом для создания портативного решения.Нам просто нужно сделать схему фотодиодного зонда более надежной, чтобы она могла легко выдержать поездку в сумке. Затем, с powerbank и совместимым устройством Android, все должно быть портативным.

7 лучших комплектов осциллографов для начинающих [обновление 2021 г.]

Независимо от того, новичок вы или профессионал, осциллографы необходимы для увеличения мощности сигнала в электронных устройствах. Это электронный прибор, который позволяет вам наблюдать различные напряжения сигналов в 2D-плоскости и может изменять функциональные возможности в отношении амплитуды, частоты, времени и искажений.

Вы можете подключить этот великолепный осциллограф к настольному или портативному компьютеру для работы, наблюдая за результирующими формами выходных сигналов на большом экране (ЖКД). Это также увеличивает производительность внешних устройств и ограничивает искажения.

В этой статье мы представили 10 лучших комплектов осциллографов, которые используются в настоящее время. К концу этого вы познакомитесь с технической терминологией, относящейся к осциллографам, работе, сборке и разборке, что поможет вам принять правильное решение, прежде чем вы его получите.

Лучшие комплекты осциллографов

Лучшие комплекты осциллографов Обзоры

1. Комплект осциллографа Kuman DSO 138 DIY KIT

Kuman DSO 138 — один из самых полезных на рынке комплектов для самостоятельного изготовления осциллографов с его уникальной функцией с открытым исходным кодом. С помощью этой функции пользователь может добавлять дополнительные функции по своему желанию.

Это лучший продукт в нашем списке. Он имеет предварительно припаянные SMD-детали. Он также действует как учебный комплект по пайке SMD.MCU не нуждается в программировании, так как они уже сделали это.

Требуется питание 9 В постоянного тока, которое должно подаваться извне, а не входить в комплект. Это полезно для всех других основных функций, таких как коэффициент заполнения, среднее, максимальное, минимальное, частота, пиковое значение сигналов.

Реквизиты службы поддержки —

Skype: [email protected]
Эл. Почта: [email protected]
Эл. Почта: [email protected]
тел .: + 86-13703013214

Характеристики

  • Аналоговая полоса пропускания: 0-200 кГц
  • Частота дискретизации: 1 Мбит / с макс.
  • Чувствительность: 10 мВ / дел — 5 В / дел
  • Ошибка чувствительности: <5%
  • Вертикальное разрешение: 12 бит
  • Тактовая частота: 10 мкс / дел — 500 с / дел
  • Длина записи: 1024 точки
  • Встроенный 1 кГц / 3.Тестовый сигнал 3 В
  • Функция фиксации формы сигнала (HOLD) доступна
  • 9 В постоянного тока (допускается от 8 до 12 В)
  • Ток питания: 120 мА

Включенные компоненты

  • 1 Цифровой осциллограф Kunan
  • 1 зонд 13803K
  • 1 Руководство на английском языке

Купить сейчас на Amazon

2. Комплект карманного цифрового осциллографа Quimat

Следующим в нашем списке идет карманный цифровой осциллограф Quimat.Этот комплект также является полностью самодельным и частично с открытым исходным кодом, в отличие от полностью открытого исходного кода Kuman DSO, упомянутого ранее.

Комплект поставляется в собранном виде, со всеми компонентами. Все, что вам нужно сделать, это надеть на него защитный кожух, и тогда вы сможете его использовать. Этот простой и недорогой комплект, хотя и частично с открытым исходным кодом, имеет полностью запрограммированный микроконтроллер.

Вы можете настроить вертикальное смещение, а также использовать его для различных других функций.Гарантия на товар отсутствует.

Характеристики :

  • Аналоговая полоса пропускания от 0 до 200 кГц
  • Максимальная частота дискретизации 1 MSPS
  • Диапазон напряжения: от 10 мВ / дел до 5 В / дел
  • Ошибка чувствительности менее 5%
  • 12-битное вертикальное разрешение
  • 1024 Длина записи точек
  • Тестовый сигнал 1 кГц и 3,3 В встроен в комплект
  • Функция удержания для фиксации волновой функции

Компоненты в комплекте

  • Цифровой осциллограф
  • Кожух
  • Провод зонда
  • Руководство пользователя

Купить сейчас на Amazon

3.Комплект для сборки осциллографа Kuman JYE Tech DSO Shell

Комплект для сборки осциллографа Kuman DSO Shell — еще один полнофункциональный осциллограф, представленный на рынке. Он выполняет все основные функции, но в расширенном виде.

Это третий товар в нашем списке. Чувствительность составляет от 5 мВ / дел до 20 В / дел выше и шире, которая расширяется в обоих направлениях. Благодаря установке дисплея и микроконтроллера на материнской плате, отсутствуют разъемы контактов между платами. Аналоговая часть размещена на отдельной плате, что помогает правильно разделить цифровую и аналоговую схему.

Имеет поворотный энкодер, который позволяет быстрее и проще регулировать параметры. DSO Shell имеет надлежащую закрытую конструкцию. Они удобны для пользователей, так как передняя панель, верхние и нижние кронштейны гибкие.

К нему прилагается руководство пользователя с соответствующими инструкциями.

Характеристики

  • Количество каналов: 1
  • Аналоговая полоса пропускания: 0-200 кГц
  • Чувствительность: 5 мВ / дел — 20 В / дел
  • Ошибка чувствительности: <5%
  • Разрешение: 12 бит
  • Входное сопротивление: 1 МОм
  • Максимальное входное напряжение: 50 В пик
  • Муфта: DC, AC, GND
  • Режимы запуска: Авто, Нормальный, Одиночный
  • Типы триггеров: нарастающий / спадающий фронт
  • Позиция триггера: 1/2 фиксированного размера буфера
  • Дисплей: 2.4-дюймовый цветной TFT-дисплей с разрешением 320 x 240

Включенные компоненты

  • 1 Комплект корпуса DSO с запаянными SMD частями на аналоговой плате
  • 1 кабель с зажимом BNC
  • 1 Руководство пользователя

Купить сейчас на Amazon

4. Комплект карманного цифрового осциллографа Quimat

Этот цифровой осциллограф от Quimat — один из самых популярных комплектов осциллографов на рынке. Это дает точный результат и помогает в измерении сигналов.

Товар занимает четвертую позицию. Это собранный комплект. Вам не нужно ничего делать, чтобы это исправить. Используйте его, как только получите. Дизайн очень прост и удобен в использовании. В нем есть только основные функции. Он имеет процессор Cortex-M3 ARM (STM32F103C8) от ST и ЖК-экран для отображения четких форм сигналов.

Вместе с исходным кодом к нему прилагается инструкция, чтобы пользователи могли реализовать другие функции.

Сигнал заморожен с функцией HOLD.

Характеристики

  • Аналоговая полоса пропускания: 0-200 кГц
  • Частота дискретизации: 1 Msps
  • Чувствительность: 10 мВ / Div- 5V / Div
  • Временная база: 10 мкс / дел. — 500 с / дел
  • Вертикальное разрешение: 12 бит
  • Длина записи: 1024 точки с частотой 1 кГц / с
  • Дисплей: точечная матрица 320 X 240, 262 тыс. Цветов

Включенные компоненты

  • 1 Цифровой осциллограф
  • 1 зонд
  • 1 Руководство пользователя

Купить сейчас на Amazon

5.Комплект цифрового осциллографа JYE DSO138

Комплекты цифрового осциллографа

DSO 138 показывают графическое представление измеренных сигналов на экране дисплея.

DSO 138 попадает в наш список, так как он имеет все основные функции, которые позволят вам довести вас до уровня эксперта. Это карманное устройство, которое отображает сигналы на цифровом 2,4-дюймовом TFT-экране. Он показывает размах, макс-мин, среднее значение, ширину импульса, частоту, период и т. Д.

В качестве вторичной разработки его можно заменить на милливольтметр, регистраторы данных.Его можно напрямую подключить к материнской плате DSO 138, чтобы сделать ее портативной для использования. Он имеет процессор ARM Cortex-M3 (STM32F103C8) и может использоваться в качестве платы для разработки тестов ARM.

Вы можете отрегулировать вертикальное смещение и установить автоматический, однократный и регулярный режимы для захвата форм волны.

Гарантия 15 дней.

Характеристики

  • Аналоговая полоса пропускания: 0-200 кГц
  • Частота дискретизации: 1 Msps
  • Точность: 12 бит
  • Глубина буфера выборки: 1024 байта

Включенные компоненты

  • 1 Цифровой осциллограф
  • 1 зонд
  • 1 Руководство пользователя

Купить сейчас на Amazon

6.Комплект осциллографа DIY JYE DSO 138 (13801K) с открытым исходным кодом

Компания JYE представила на рынке полезный цифровой осциллограф. Этот продукт используется в основном как тренировочный комплект и не имеет дополнительных функций.

Он имеет ядро ​​процессора Cortex-M3 ARM (STM32F103C8) от ST. Все SMD детали заранее припаяны. MCU не требует перепрограммирования, так как он уже программируется.

Имеет два канала. Он также имеет различные режимы для захвата сигналов, такие как автоматический, обычный и однократный режимы.Он имеет режимы связи AC / DC / GND с регулируемым вертикальным смещением вместе с инструкциями.

По любым вопросам вы можете связаться с ними по телефону Jyetech

.

Характеристики

  • Аналоговая полоса пропускания: 0-200 кГц
  • Частота дискретизации: 1 Мбит / с макс.
  • Чувствительность: 10 мВ / дел — 5 В / дел
  • Ошибка чувствительности: <5%
  • Вертикальное разрешение: 12 бит
  • Тактовая частота: 10 мкс / дел — 500 с / дел
  • Длина записи: 1024 точки
  • Встроенный 1 кГц / 3.Тестовый сигнал 3 В
  • Функция фиксации формы сигнала (HOLD) доступна

Включенные компоненты

  • 1 Цифровой осциллограф
  • 1 зонд
  • 1 Руководство пользователя

Купить сейчас на Amazon

7. Комплект карманного цифрового осциллографа ICQUANZX DIY Осциллограф

ICQUANZX — это простой набор для самостоятельного изготовления, который отлично подходит для начинающих. Комплект имеет карманные размеры, поэтому его можно носить с собой куда угодно и работать с комплектом.Комплект частично открыт, и MCU уже запрограммирован.

Этот комплект поставляется в собранном виде, так что вы можете начать его использовать, как только откроете упаковку. Комплект разработан как обучающий осциллограф, и в нем используются надежные и доступные электронные компоненты. В комплекте осциллографа предусмотрено 3 режима — автоматический, штатный и покадровый. В этих режимах вы можете легко зафиксировать моментальный сигнал.

Комплект осциллографа имеет регулируемое вертикальное смещение, что позволяет добавлять новые функции или разрабатывать новые приложения с использованием того же оборудования.Кроме того, вместе с комплектом предоставляется исходный код, так что вы можете изменять его в соответствии с вашими требованиями. Вы получите четкие и подробные инструкции по использованию набора.

Характеристики:

  • Аналоговая полоса пропускания от 0 до 200 кГц
  • Максимальная частота дискретизации 1 MSPS
  • Ошибка чувствительности менее 5%
  • Вертикальное разрешение 12 бит
  • 1024 Длина записи точек
  • 10 мВ / дел — чувствительность 5В / дел
  • 10us / Div — 500s / Div развертка
  • Функция удержания для фиксации волновой функции

В пакет включено:

  • 1 комплект цифрового осциллографа
  • 1 зонд
  • 1 руководство пользователя (на английском языке)

Купить сейчас на Amazon

Осциллограф Руководство по покупке

Чтобы отточить свои знания в области электроники, вы определенно остановите свой выбор на цифровом осциллографе.Это устройство теперь поставляется в стандартном комплекте с цифровым осциллографом, пробником и руководством пользователя. Иногда устройства предварительно собраны, а иногда нет.

Это очень маленькое устройство, которое может поместиться в любом месте вашего лабораторного стола. Настоящим мы предоставили вам статью, в которой перечислены лучшие комплекты цифрового осциллографа. Убедитесь, что в нем есть все компоненты, особенно инструкция. Также вот базовый контрольный список, который вы должны знать перед покупкой.

  • Аналоговая полоса пропускания должна составлять не менее 200 кГц.
  • На это следует правильно ориентироваться в руководстве.
  • Осциллограммы должны отображаться на экране с максимальной точностью.

Мы предлагаем вам приобрести Kuman DSO 138 DIY KIT с открытым исходным кодом . Это чрезвычайно надежное устройство с расширенной функцией открытого исходного кода. Но если вы хотите недорогой, определенно выбирайте другие.

Эти продукты дают удовлетворительный результат с различными гарантийными характеристиками и поддержкой клиентов.

Просмотрите все товары и сделайте правильный выбор.

Miniscope v2c — USB-осциллограф для ПК с открытым исходным кодом, использующий STM32F103

Очень дешевый низкоскоростной двухканальный осциллограф ПК / USB с микроконтроллером STM32 (STM32F103C8T6).

  • следует идее miniscope v2b, используя приложение miniscope v4 в качестве графического интерфейса для ПК,
  • с использованием очень дешевого микроконтроллера STM32F103 в пакете LQFP48 (4 доллара США),
  • односторонняя печатная плата, подходящая для самодельного прототипирования методом переноса тонера,
  • выборка: 2×461 kSps (2×300 kSps со старой прошивкой), 8 бит, потоковая передача данных в реальном времени на ПК (USB-порт на полной скорости),
  • загрузчик UART (менее удобный, чем USB SAM-BA от Atmel),
  • единичный диапазон чувствительности, 0…6.6 В и нестандартное входное сопротивление 20 кОм (к сожалению, при больших сопротивлениях заметны перекрестные помехи в каналах и утечка входного тока АЦП — некоторые операционные усилители R2R были бы хорошим дополнением; примечание: сопротивление может быть увеличено при использовании более новых прошивка, использующая независимые АЦП для каналов A и B).

Некоторые сигналы низкой амплитуды (размах 300 мВ), записанные с помощью минископа v4:

Компоненты должны стоить менее 10 долларов (с самодельной печатной платой).

Схема: miniscope_v2c_20120416.pdf

Односторонняя печатная плата Eagle, 66 мм x 36 мм


Заголовок Goldpin и кнопка BOOT используются для загрузки прошивки через UART.

STM32F103C8T6: LQFP48 упаковка

файлов Eagle

IDE

Пример класса CDC — был выбран тот же путь, что и с miniscope v2 — от STM в качестве базового проекта для ускорения программирования, связанного с USB-устройствами.В этом примере есть файлы проекта для IAR, Keil, RIDE, HiTOP и TrueSTUDIO, поэтому используйте один из этих IDE было бы преимуществом. К сожалению, я не нашел ни одного из этих подходящее. Оценочные версии RIDE и HiTOP имеют ограниченные лицензии (действующий договор поддержки требование после 7 дней и без коммерческого использования соответственно). Лицензии на ознакомительную / облегченную версию IAR или Keil имеют ограничения на размер вывода, и это не будет проблемой в небольшом проекте, но у них есть довольно большие требования к дисковому пространству (~ 3 ГБ, насколько я помню), а их установщики не позволяют настройка.То же самое и с TrueSTUDIO.

В итоге я выбрал тулчейн CooCox — загрузка 115 МБ для IDE + gcc, Использование дискового пространства ~ 800 МБ после установки, без лицензионных ограничений.

Загрузка прошивки

На плате нет разъема JTAG / SWD, поэтому прошивка должна быть загружена с помощью загрузчика UART. Чтобы войти в режим загрузчика, нажмите и удерживайте кнопку BOOT, одновременно нажимая кнопку RESET. Загрузчик ПК (STM «Flash Loader Demo») работает без проблем с конвертером USB-UART.Контакты загрузчика MCU устойчивы к 5 В, поэтому можно использовать преобразователь RS232-UART / USB-UART на 3,3 или 5 В.

Кнопка RESET может быть удалена — микроконтроллер также перейдет в режим загрузчика если бы он был включен (USB был бы подключен), когда BOOT удерживается.

Поскольку нет USB 1k5 pull-up control USB необходимо повторно подключить для принудительного повторного перечисления после сброса загрузки новой прошивки.

Базовый проект для тестирования MCU и зуммера: stm32scopeTest.7z.

Советы по скорости передачи данных по USB

Используйте пример CDC в качестве шаблона. Есть две конечные точки BULK. Для лучшей скорости передачи пример CDC потребует небольших изменений.

  1. Измените VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL на более низкое значение. Я не уверен, подходит ли значение = 1, когда передача должна быть двунаправленной, поэтому я использовал value = 2. Однако это не будет иметь большого значения.
  2. Увеличьте USART_RX_DATA_SIZE.Я использовал 8192 байта (2 x 4 КБ), но думаю, что разницы в скорости при значениях выше 4096 Б не будет. (максимальное количество данных будет передаваться в каждом или почти каждом кадре).
  3. Измените Handle_USBAsynchXfer, чтобы он не передавал данные, если только половина USART_Rx_Buffer будет заполнен. Таким образом, после каждого SOF будет отправлено максимальное количество байтов. Если есть вероятность, что буфер будет заполнен с низкой скоростью или не будет заполняться вообще какое-то время то здесь потребуется какой-то тайм-аут, который вызовет передачу все, что уже находится в буфере — вы можете знать об этой проблеме, если раньше использовали преобразователи USB в UART.

На стороне ПК убедитесь, что приложение постоянно готово к приему новых данных. Убедитесь, что поток, который читает данные, работает с более высоким приоритетом, чем другие. Я использовал libusb, поэтому я использовал комбинацию usb_submit_async / usb_reap_async для постановки нескольких запросов на чтение, каждый раз запрашивая чтение 4096 B. Я предполагаю, что с WinUSB это можно сделать с перекрывающимся вводом-выводом. Интерфейс miniscope v2b / v2c dll Библиотека передает данные через FIFO в приложение с графическим интерфейсом.

Меня не интересовала высокая скорость от ПК к устройству, поэтому у меня нет никаких советов по обратному направлению. Miniscope v2c (очень похож на v2b) постоянно передает данные на ПК с максимальной скоростью. Передачи в обратном направлении незначительны (запрос идентификатора, изменение аналогового усиления или аналоговая связь).

Прошивка и интерфейс dll miniscope v4

  • 2012.04.16 Первоначальный выпуск, НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ:
    stm32scope_20120416.7z
    miniscope_v2c_dll_20120416.7z
  • 2012.04.21 Множество исправлений как для dll, так и для прошивки:
    stm32scope_20120421.7z
    miniscope_v2c_dll_20120421.7z
    • ИСПРАВЛЕНО: ошибка кадрирования в коде DLL, вызывающая прерывание трассировки при запись и отображение нескольких непрерывных буферов данных,
    • несколько исправлений и улучшений, связанных с очередью USB TX (т.е. более оптимальная распределение памяти между буфером АЦП и USB TX FIFO) в прошивке и очереди RX в dll,
    • расширенный список размеров буфера до 128 КБ.
  • 2012.04.28 miniscope_v2c_dll_20120428.7z
    • ИСПРАВЛЕНО: если триггер был в непрерывном режиме, но остановлен (Run / Stop) одиночный ручной триггер работал так, как будто был нажат Run.
  • 2012.04.29 Оптимизация использования доступного оборудования — одновременное использование обоих АЦП режим позволил увеличить скорость выборки с 2×300 до 2×461 kSps и увеличить Время S / H до 13,5 циклов одновременно. Хотя АЦП все еще могут работать быстрее, увеличивая дальнейшая скорость не позволила бы поддерживать полноскоростную потоковую передачу по USB в реальном времени на ПК, что существенная особенность, позволяющая использовать большие размеры буфера выборки и записывать сигнал непрерывно.
    stm32scope_20120429.7z
    miniscope_v2c_dll_20120429.7z
  • 2012.06.07 ИСПРАВЛЕНО: нет звука зуммера при запуске (петли задержки удалены при оптимизации o3).
    stm32scope_20120607.7z
  • 2012.10.06 Спасибо Openmoko за назначение USB PID для открытия исходные проекты miniscope v2c имеет свой уникальный VID = 0x1d50, PID = 0x604f пара.
    stm32scope_20121006.7z
    miniscope_v2c_dll_20121006.7z
  • 2012.12.16 Добавлена ​​библиотека устройств, созданная с помощью Code :: Blocks / MinGW, stm32scope_cb.7z в качестве эталонного проекта. Протестировано только на мгновение, предыдущая версия библиотеки (проект Turbo C ++) должна быть предпочтительнее в целом.
    2020.07.15 Обновленный код :: Blocks / Источник проекта MinGW: stm32scope_cb_20200714.7z. Поскольку новейший Code :: Blocks 20 поставляется с 64-битным MinGW и в нем отсутствуют 32-битные библиотеки Windows — используйте Code :: Blocks 16.
  • 2013.09.16 Обновлена ​​библиотека устройства miniscope_v2c_dll_20130916.7z:
    • ИСПРАВЛЕНО: случайная потеря данных (с журналом: «Переполнение RX FIFO») наблюдалась, когда поток был приостановлен ОС на большее время, чем запрашивалось; как ни странно это было поведение наблюдалось без согласованности, с небольшой загрузкой системы и когда отладчик / IDE не работал,
    • расширенный список размеров буфера выборок до 1MS (x 2 канала).
  • 2017 г.21.01 Обновлена ​​библиотека устройства miniscope_v2c_dll_20170121.zip, DLL теперь частично настраивается без перекомпиляции, поскольку диапазоны чувствительности можно изменить с помощью файла JSON, созданного в каталоге dll (miniscope_v2c_capabilities.cfg). Это содержимое файла по умолчанию, которое определяет единичный диапазон усиления (25,78 мВ / бит или 6,6 В / 256 на бит):
    {
       "Возможности": {
          «Муфта»: [1],
          «Чувствительность»: [0,02577999979257584]
       },
       "Другой" : {
          "bitsPerSample": 9,
          "signalInverted": ложь,
          "signalOffset": 0
       }
    }
         
    В файле ниже добавлены два дополнительных диапазона чувствительности (50 мВ / бит и 100 мВ / бит — без поддержки прошивки он полагается только на некоторый ручной переключатель), принимает инвертированный сигнал с «0» в середине (инвертирующий усилитель, который сдвигает напряжение, чтобы осциллограф мог измерять положительные и отрицательные напряжения), using value = 127 — формула значения для образцов, полученных от устройства.Также добавлена ​​связь по переменному току (просто для справки, на самом деле не имеет особого смысла без поддержки прошивки).
    {
       "Возможности": {
          «Муфта»: [1, 2],
          «Чувствительность»: [0,02577999979257584, 0,05000000074505806, 0,1000000014
  • 1] }, "Другой" : { "bitsPerSample": 8, "signalInverted": правда, "signalOffset": 127 } } Рекомендуется использовать редактор JSON, так как недопустимое содержимое JSON будет перезаписано библиотекой DLL.
    Примечание: числа с плавающей запятой с большим количеством не столь значимых цифр на самом деле являются результатом чтения и обратной записи библиотекой JSON в DLL с отсутствием правильного округления.
    Примечание 2: в этой настройке значение «bitsPerSample», передаваемое графическому интерфейсу пользователя, изменено на 8 бит, то есть реальное количество используемых битов АЦП. 9 бит в настройках по умолчанию дают лучший масштаб по умолчанию, когда осциллограф может измерять только положительные напряжения. Это также устанавливает правильный диапазон для уровня запуска.
    В этой версии триггер по наклону также был изменен на более простой, с меньшей фильтрацией. В то время как предыдущая версия мог быть более стабильным во времени, он также был склонен не срабатывать по некоторым сигналам, в частности, медленно менялся.
  • 2019.08.10 Прошивка как проект EmBitz: stm32scope_embitz_201
.zip
  • 2019.08.11 Набор микропрограмм + dll с базовой частотой дискретизации, сниженной до 292kSps (это, похоже, устраняет проблемы переполнения FIFO / USB, приводящие к отсутствию непрерывности данных): stm32scope_embitz_201
  • .zip, miniscope_v2c_dll_201.zip.

    Хотя драйвер Windows (libusb-win32) включен в архив dll, использование Zadig на самом деле проще и это единственно разумный вариант для 64-битной Win8 / Win10:

    Важно: убедитесь, что libusb-win32 выбран в качестве драйвера в Zadig (WinUSB может быть по умолчанию).

    Последующие действия

    Версия печатной платы

    с регулятором LM1117 3,3 В и небольшими изменениями в компоновке, сделанными с помощью программного обеспечения Pulsonix EDA от Куанг Дуй: http: // mritx.blogspot.com/2014/07/low-speed-dual-channel-pcusb.html.

    Альтернативное оборудование

    Судя по всему ebay (и, скорее всего, любой другой сайт покупок по вашему выбору) наводнен очень дешевыми (5 долларов, включая доставку) Кленоподобные минималистичные платы STM32F103C8T6. Хотя я их не тестировал, они кажутся хорошим выбором для запуска этой прошивки. Не забывайте, что конвертер USB-UART (или RS232-UART, если у вас есть RS232 на вашем ПК) необходим для загрузки программы в микроконтроллер.

    плата STM32F103C8T6

    Electronic DIY Project: Создание собственного осциллографа

    А вот и самый интересный и полезный DIY-проект этого года: осциллограф.

    Прежде чем мы начнем работать над этим проектом, я также хотел бы заявить, что это лучший способ приобрести свой первый осциллограф и начать пользоваться его мощью. Профессиональный осциллограф будет стоить около 300 долларов, но вы можете получить этот комплект менее чем за 15 долларов, и он хорошо послужит вам для всего вашего образовательного проекта и подготовит вас к тому, чтобы знать, что делать, когда вы начнете работать с профессиональным осциллографом, если ваше будущее когда-либо пойдет так. направление.

    В этом проекте нужно припаять множество компонентов. Я считаю, что это самый сложный проект, который мы сделали на сайте до сих пор, поэтому, если вы работаете над своим первым проектом, я предлагаю начать с одного из других наших проектов и вернуться к этому позже.

    Вот что находится в коробке:

    Как было сказано ранее, здесь много компонентов.

    На картинке выше вы можете видеть, что есть несколько небольших SMD-компонентов, которые уже припаяны к плате, поэтому вам не придется иметь дело с очень маленькими и сложными для пайки компонентами, это очень хорошо!

    Еще в комплекте можно найти очень хорошую инструкцию, все хорошо объяснено.Также включены схема и руководство по устранению неполадок. Существует пошаговая инструкция по порядку пайки компонентов на плате.

    Я сделал немного иначе.

    Начнем с резисторов. их много, и вам понадобится мультиметр, чтобы измерить их значения, чтобы вы знали, какой из них находится на плате.

    Для пайки вы можете использовать схему, найти резистор, помеченный как R1, проверить его номинал и поместить этот резистор на печатную плату, где помечено R1.Вы также можете использовать таблицу с номиналами резисторов. На схеме есть еще одна ошибка. R11 обозначен как 150 Ом, но вы должны припаять туда резистор 1,5 кОм.

    Мой совет — не паять все резисторы сразу, ставить один на место, припаять его, отрезать выводы перед переходом к следующему.

    После резисторов припаял все конденсаторы, что я обычно и делаю. Убедитесь, что не испортили значения и дважды проверьте полярность электролитических конденсаторов.

    Теперь мы можем припаять кристалл 8 МГц, кнопки и разъем USB. Обязательно припаяйте эти контакты сбоку от USB-разъема, они должны надежно удерживать его на месте при подключении или отключении кабеля.

    Пора припаять транзисторы, регуляторы и подстроечные резисторы. Транзисторы и регуляторы выглядят почти одинаково, их можно отличить только по названию их корпусов.

    Теперь нам нужно припаять некоторые разъемы и переключатели к основной плате и разъемы к ЖК-дисплею.Вам также следует припаять один из отрезанных вами выводов к разъему J2, чтобы позже мы могли протестировать наш осциллограф.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *