Осциллограф usb самодельный: ПРОСТОЙ САМОДЕЛЬНЫЙ USB ОСЦИЛЛОГРАФ

Содержание

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

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.

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

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:

  1. Холдер.
  2. Выключатель.
  3. Контакты «BAT +» и «BAT —».
  4. Контроллер заряда.
  5. Контакты «IN +» и «IN —».
  6. Разъём Jack 2,1 Х 5,5 мм.
  7. Контакты «OUT+» и «OUT —».
  8. Контакты батареи.
  9. Плата управления.
  10. Контакты кнопки включения.
  11. Тактовая кнопка.
  12. Гнездо для щупов.
  13. 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».

  1. Первоначально у того резистора, у которого присутствует заведомо меньшее сопротивление, нужно удалить аккуратно защитный слой краски.
  2. 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.
  3. 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.

USB-осциллограф своими руками: схема :: SYL.ru

Осциллограф – это портативное устройство, которое создано для тестирования микросхем. Дополнительно многие модели подходят для промышленного контроля и могут использоваться с целью проведения различных измерений. Сделать осциллограф своими руками нельзя без стабилитрона, который является основным его элементом. Устанавливается данная деталь в прибор различной мощности.

Дополнительно приборы в зависимости от модификации могут включать в себя конденсаторы, резисторы и диоды. К основным параметрам модели можно отнести количество каналов. В зависимости от этого показателя меняется предельная полоса пропускания. Также при сборке осциллографа следует учитывать частоту дискретизации и глубину памяти. Для того чтобы делать анализ полученных данных, устройство подключается к персональному компьютеру.

Схема простого осциллографа

Схема простого осциллографа включает в себя стабилитрон на 5 В. Пропускная способность его зависит от типов резисторов, которые устанавливаются на микросхему. Для увеличения амплитуды колебаний используются конденсаторы. Изготовить щуп для осциллографа своими руками можно из любого проводника. При этом порт подбирается в магазине отдельно. Резисторы первой группы минимум сопротивление в цепи должны выдерживать на уровне 2 Ом. При этом элементы второй группы должны быть более мощными. Также следует отметить наличие на схеме диодов. В некоторых случаях они выстраиваются в мосты.

Одноканальная модель

Сделать одноканальный цифровой осциллограф своими руками можно только с применением стабилитрона на 5 В. При этом более мощные модификации в данном случае недопустимы. Связано это с тем, что повышенное предельное напряжение в цепи приводит к увеличению частоты дискретизации. В итоге резисторы в устройстве не справляются. Конденсаторы для системы побираются только емкостного типа.

Минимум резистор сопротивление должен держать на уровне 4 Ом. Если рассматривать элементы второй группы, то параметр пропускания в данном случае должен составлять 10 Гц. Для того чтобы его повысить до нужного уровня, используются различного типа регуляторы. Некоторые специалисты для одноканальных осциллографов советуют применять ортогональные резисторы.

В данном случае следует отметить, что показатель частоты дискретизации они поднимают довольно быстро. Однако негативные моменты в такой ситуации все же присутствуют, и их следует учитывать. В первую очередь важно отметить резкое возбуждение колебаний. Как следствие, растет асимметричность сигналов. Дополнительно существуют проблемы с чувствительностью устройства. В конечном счете, точность показаний может быть не самой лучшей.

Двухканальные устройства

Сделать двухканальный осциллограф своими руками (схема показана ниже) довольно сложно. В первую очередь следует отметить, что стабилитроны в данном случае подходят как на 5 В, так и на 10 В. При этом конденсаторы для системы необходимо использовать только закрытого типа.

За счет этого полоса пропускания устройства способна возрасти до 9 Гц. Резисторы для модели, как правило, применяются ортогонального типа. В данном случае они стабилизируют процесс передачи сигнала. Для выполнения функций сложения микросхемы подбираются в основном серии ММК20. Сделать делитель для осциллографа своими руками можно из обычного модулятора. Это не особенно сложно.

Многоканальные модификации

Для того чтобы собрать USB-осциллограф своими руками (схема показана ниже), стабилитрон потребуется довольно мощный. Проблема в данном случае заключается в повышении пропускной способности цепи. В некоторых ситуациях работа резисторов может нарушаться из-за смены предельной частоты. Для того чтобы решить эту проблему, многие используют вспомогательные делители. Указанные устройства во многом помогают повысить порог предельного напряжения.

Сделать делитель можно при помощи модулятора. Конденсаторы в системе необходимо устанавливать только возле стабилитрона. Для повышения полосы пропускания используются аналоговые резисторы. Параметр отрицательного сопротивления в среднем колеблется в районе 3 Ом. Диапазон по блокированию зависит исключительно от мощности стабилитрона. Если предельная частота резко падает во время включения устройства, то конденсаторы необходимо заменить на более мощные. Некоторые специалисты в данном случае советуют устанавливать диодные мосты. Однако важно понимать, что чувствительность системы в этой ситуации значительно ухудшается.

Дополнительно необходимо сделать щуп для устройства. Для того чтобы осциллограф не конфликтовал с персональным компьютером, целесообразнее микросхему использовать типа ММР20. Сделать щуп можно из любого проводника. В конечном итоге человеку останется только прибрести порт для него. Затем при помощи паяльника вышеуказанные элементы можно соединить.

Сборка устройства на 5 В

На 5 В осциллограф-приставка своими руками делается только с применением микросхемы типа ММР20. Подходит она как для обычных, так и мощных резисторов. Максимум сопротивление в цепи должно составлять 7 Ом. При этом полоса пропускания зависит от скорости передачи сигнала. Делители для устройств могут применяться самых разных видов. На сегодняшний день более распространенными принято считать статические аналоги. Полоса пропускания в такой ситуации будет находиться на отметке 5 Гц. Чтобы ее повысить, необходимо использовать тетроды.

Подбираются они в магазине, исходя из параметра предельной частоты. Для увеличения амплитуды обратного напряжения многие специалисты советуют устанавливать только саморегулируемые резисторы. При этом скорость передачи сигнала будет довольно высокой. В конце работы необходимо сделать щуп для подключения цепи к персональному компьютеру.

Осциллографы на 10 В

Изготавливается осциллограф своими руками со стабилитроном, а также резисторами закрытого типа. Если рассматривать параметры устройства, то показатель вертикальной чувствительности должен находиться на уровне 2 мВ. Дополнительно следует рассчитать полосу пропускания. Для этого берется емкость конденсаторов и соотносится с предельным сопротивлением системы. Резисторы для устройства больше всего подходят полевого типа. Чтобы минимизировать частоту дискретизации, многие специалисты советуют применять только диоды на 2 В. За счет этого можно добиться большой скорости передачи сигнала. Для того чтобы функция слежения выполнялась довольно быстро, микросхемы устанавливаются типа ММР20.

Если запланировать режимы хранения и воспроизведения, то необходимо воспользоваться другим типом. Курсорные измерения в данном случае будут недоступны. Основной проблемой этих осциллографов можно считать резкое падение предельной частоты. Связано это, как правило, с быстрой разверткой данных. Решить поставленную задачу можно только с применением высококачественного делителя. При этом многие также полагаются на стабилитрон. Сделать делитель можно при помощи обычного модулятора.

Как сделать модель на 15 В?

Собирается осциллограф своими руками при помощи линейных резисторов. Предельное сопротивление они способны выдерживать на уровне 5 Мм. За счет этого на стабилитрон не оказывается большого давления. Дополнительно следует позаботиться о выборе конденсаторов для устройства. С этой целью необходимо сделать замеры порогового напряжения. Специалисты для этого используют тестер.

Если применять для осциллографа настроечные резисторы, то можно столкнуться с повышенной вертикальной чувствительностью. Таким образом, полученные данные вследствие тестирования могут быть некорректными. Учитывая все вышесказанное, необходимо применять только линейные аналоги. Дополнительно следует позаботиться об установке порта, который подсоединяется в микросхеме через щуп. Делитель в данном случае целесообразнее устанавливать через шину. Чтобы амплитуда колебаний не была слишком большой, многие советуют использовать диоды вакуумного типа.

Использование резисторов серии ППР1

Изготовить USB-осциллограф своими руками с данными резисторами – задача непростая. В этом случае необходимо в первую очередь оценить емкость конденсаторов. Для того чтобы предельное напряжение не превышало 3 В, важно использовать не более двух диодов. Дополнительно следует помнить о параметре номинальной частоты. В среднем этот показатель составляет 3 Гц. Ортогональные резисторы для такого осциллографа не подходят однозначно. Построечные изменения можно проводить только при помощи делителя. В конце работы надо заняться непосредственно установкой порта.

Модели с резисторами ППР3

Сделать USB-осциллограф своими руками можно с использованием только сеточных конденсаторов. Особенность их заключается том, что уровень отрицательного сопротивления в цепи может достигать 4 Ом. Микросхемы для таких осциллографов подходят самые разнообразные. Если взять стандартный вариант типа ММР20, то необходимо конденсаторов в системе предусмотреть как минимум три.

Дополнительно важно обратить внимание на плотность диодов. В некоторых случаях от этого зависит показатель полосы пропускания. Для стабилизации процесса деления специалисты советуют тщательно проверять проводимость резисторов перед включением устройства. В последнюю очередь подсоединяется непосредственно регулятор к системе.

Устройства с подавлением колебаний

Осциллографы с блоком подавления колебаний используются в наше время довольно редко. Подходят они больше всего именно для тестирования электроприборов. Дополнительно следует отметить их высокую вертикальную чувствительность. В данном случае параметр предельной частоты в цепи не должен превышать 4 Гц. За счет этого стабилитрон во время работы сильно не перегревается.

Делается осциллограф своими руками с применением микросхемы сеточного типа. При этом необходимо в самом начале определиться с типами диодов. Многие в данной ситуации советуют применять только аналоговые типы. Однако в этом случае скорость передачи сигнала может значительно снизиться.

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.

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.

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 у вас есть опыт работы с кодом, вы обнаружите, что прошивку можно изменить 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 вам очень полезна.

Этот компьютерный осциллограф имеет ряд 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.

Производитель 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 понадобится 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 домашнего хозяйства.

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 частоты строчной развертки.

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 пошаговая инструкция по пайке компонентов и проверке напряжения.

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 датчик, 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 портативный осциллограф и измеритель 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 пошаговые инструкции, 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.

Как только 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-то 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 Adafruit Gfx.h Library. 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. Чертеж домашнего осциллографа Open Electronics

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, переменное 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, 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!

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 во времени.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;

  • Одноканальный осциллограф
  • 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 для самостоятельной сборки)
  • 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;

  1. STM32F103C8 Голубая таблетка
  2. Кабель USB-TTL
  3. 1N4007 (2)
  4. Резистор 10 кОм
  5. Резистор 2к
  6. Конденсатор 470 пФ
  7. Кабель USB OTG (Micro USB — Micro USB / USB Type-C — Micro USB)
  8. Печатные платы с перфорацией (подойдет что угодно, имеющее от 6 до 7 отверстий).
  9. 6-контактный однорядный гнездовой разъем 2,54 мм (2)
  10. Зонд и разъем BNC (можно также 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 выполнять 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:

Как сделать бесплатный осциллограф для звуковой карты ПК

Осциллограф

Free PC — возможно ли это?


Эта статья была настолько популярна, что я написал о ней целую книгу . Книга показывает вам, как именно вы можете встроить прицел в красивый корпус, чтобы вы могли удобно использовать его во всех своих проектах.

Я также включил проект, который добавляет две дополнительные функции, которые позволяют генерировать формы сигнала с помощью выхода для наушников и откалибровать осциллограф, чтобы вы могли проводить измерения абсолютной амплитуды. Книга доступна в формате kindle отсюда: Осциллограф звуковой карты — Build Better Electronic Projects

Осциллограф — единственный наиболее полезный элемент электронного испытательного оборудования, но мне потребовались годы, чтобы сэкономить на нем. В 1960-х это была очень дорогая вещь.

Самый недорогой, но удобный осциллограф на базе ПК, который я встречал, — это осциллограф Hantek 6022BE USB . Это не идеально, но это невероятное соотношение цены и качества и отлично подходит для любителей или всех, кому нужен небольшой портативный прицел.

Если вы не можете позволить себе купить даже самый дешевый из доступных оптических прицелов, попробуйте построить его для себя, следуя этому проекту. Он не так эффективен, как USB-осциллограф, но его сборка будет стоить очень мало.

Вам так повезло, что вы живете в то время, когда персональные компьютеры так легко доступны. Держу пари, что либо у вас уже есть собственный, либо вы довольно легко им пользуетесь. Если ты еще учишься в школе, то тебе нужна она для домашнего задания, верно? Если вы не учитесь в школе, вам понадобится компьютер, чтобы делать практически все, что есть. В этом проекте я собираюсь показать вам, как вы можете создать себе очень недорогое дополнение для своего ПК, которое превратит его в очень простой, но полезный осциллограф.

Чтобы снизить стоимость, я собираюсь представить простейший зонд на базе ПК, который вы можете себе представить. Я сделал свой из деталей из ящика для электроники, так что мне он доставляется бесплатно. Не волнуйтесь, если у вас нет ящика для мусора, скоро вы его получите, если начнете создавать проекты электроники.

Так в чем же загвоздка? Вы не можете построить Осциллограф бесплатно можно? Ну да, можно в значительной степени. Пока вы принимаете, что будут ограничения.Вы не получите тех возможностей, на которые могли бы рассчитывать, если бы потратили хорошие деньги на испытательное оборудование , но если вы не можете себе этого позволить и у вас нет другого способа смотреть на электрические сигналы, создаваемые вашими схемами, тогда этот проект может сработать для вас волшебство.

Ограничения осциллографа звуковой карты в основном связаны с микрофонным или линейным аудиовходом звуковой карты, поставляемой с вашим ПК. Это означает, что он будет способен отображать только относительно медленно движущиеся низкочастотные сигналы, а входные уровни должны быть очень низкими.

Аудио звуковые карты, как ни странно, предназначены для обработки звука. Чтобы эффективно справиться с этой задачей, им нужна только полоса пропускания 20 кГц, потому что это предел человеческого уха. Большинство людей вообще ничего не слышит после этого момента, даже если некоторые животные могут это слышать. Кроме того, микрофонный вход предназначен только для входного сигнала 10 мВ, поэтому мы должны стараться поддерживать низкий уровень входного сигнала. Если у вас есть аудиолиния на входе, вам следует попробовать использовать ее вместо этого, поскольку она допускает более высокий входной уровень 100 мВ.

Не все звуковые карты ПК имеют стереофонические аудиовходы. Если ваш компьютер имеет только моно вход, вы сможете отображать только один сигнал на вашем осциллографе. Если у вас есть стереовход, вы сможете одновременно отображать два входных сигнала, что является очень полезной функцией.

Я нашел несколько программных приложений, с помощью которых можно превратить ваш компьютер в осциллограф, и выбрал бесплатное. Это программное обеспечение не только превратит ваш компьютер в двухлучевой осциллограф, но и обеспечит БПФ-анализ сигналов.

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, которая имеет вход для микрофона и выход 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: он 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 могут обрабатывать только очень малые напряжения и токи . 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.

Стоит ли делать осциллограф самостоятельно? — Digilent Blog

Если вы хотите купить USB-осциллограф, но вас пугают некоторые цены, вы, возможно, подумали о том, чтобы попробовать сделать его самостоятельно. В конце концов, с изобилием различных микроконтроллеров и даже свободного программного обеспечения кажется, что это может быть осуществимым и образовательным мероприятием.

Быстрый поиск в Google по запросу «DIY осциллограф» дает страницы с результатами, включая обучающие программы на базе Arduino и доступные для покупки комплекты.

Лично я всегда был неравнодушен к решениям «сделай сам», и я думаю, что домашняя сборка — отличный способ познакомиться с концепцией или частью оборудования. Но чтобы получить больше информации по этому вопросу, я обратился к крупнейшему из известных мне источников мудрости — к Интернету.

После просмотра множества форумов и дискуссий по этой проблеме я начал замечать некоторые общие опасения людей, которые пытались это сделать. В их числе:

  1. Неэффективно с точки зрения количества времени, которое потребуется на это по сравнению сСтоимость. Поскольку деньги — это время, это важное соображение, которое следует учитывать при поиске, казалось бы, дешевого варианта.
  2. Скорее всего, неточно. Кроме того, если вы не очень хорошо знакомы с осциллографами и ваш проект дает неточные показания, это может помешать вам научиться пользоваться осциллографами в целом.
  3. Не будет высокой пропускной способности, поэтому будет больше псевдонимов, что означает непригодность данных.
  4. Для полезного осциллографа нужен хороший программный интерфейс, в идеале с доступом к поддержке человека.

Я встречал темы, подобные этой, где люди обсуждали достоинства использования микроконтроллеров для создания осциллографов.

Я наткнулся на вышеупомянутую ветку в качестве комментария на странице Analog Discovery 2 на Sparkfun.com. Для справки: Analog Discovery 2 стоит 279 долларов и работает как осциллограф, генератор сигналов, источник питания, вольтметр, регистратор данных, логический анализатор, генератор шаблонов, статический ввод / вывод, анализатор спектра, анализатор цепей, анализатор импеданса и анализатор протоколов. .Он также совместим с мощным программным обеспечением WaveForms.

Хотя иногда создание чего-либо — отличный способ понять это более глубоко (например, с 3D-принтерами), в этом случае покупка устройства и тратить время и силы на изучение его программного обеспечения и возможностей, вероятно, будет лучшим вариантом. Использование потенциально ошибочного проекта для отладки других проектов может быть очень неприятным, поскольку вы, возможно, никогда не узнаете, откуда берутся ошибки.

Однако, если вас интересует сторона разработки, я бы посоветовал проверить проект осциллографа с открытым исходным кодом, такой как OpenScope MZ (по цене 89 долларов).Это был бы хороший вариант, особенно если вы хотите более подробно ознакомиться со структурой осциллографа.

В целом, хотя заманчиво взяться за проект самодельного осциллографа, после чтения форумов (и множества разочарованных жалоб) о процессе и результатах я бы порекомендовал вам вместо этого подумать о покупке осциллографа в вашем ценовом диапазоне. . Для этого конкретного инструмента существует невероятно широкий диапазон цен, поэтому рекомендуется провести небольшое исследование и прочитать несколько руководств по покупке, прежде чем делать решительный шаг.Имейте в виду, для чего именно вы его используете (и какие возможности вам нужен по сравнению с , по сравнению с тем, что было бы неплохо), и убедитесь, что выбранный вами продукт поставляется с хорошо проверенным программным обеспечением и обширной поддержкой.

OpenScope MZ используется на мобильных устройствах с WaveForms Live.

Тогда, как только вы вооружитесь своим новым устройством, выходите и сделайте несколько измерений!

Осциллограф на базе ПК

с использованием Arduino

Осциллографы

— незаменимый 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 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 использованием 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 конфигурируется 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 пользовательской 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.
Цифровой осциллограф

DSO062, аналоговая полоса пропускания 1 МГц, 20 MSa / s DIY Kit для Arduino r3: Amazon.com: Industrial & Scientific


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Аналоговая полоса пропускания — 1 МГц Вертикальная чувствительность — 100 мВ / дел — 5 В / дел Вертикальное положение регулируется с помощью индикатора
  • Максимальная частота дискретизации в эквивалентном времени (повторяющийся сигнал) — 20 MSa / s Максимальная частота дискретизации в реальном времени — 2MSa / s
  • Разрешение — 8 бит Длина записи — 256 байт Встроенный тестовый сигнал 500 Гц / 5 В между пиками
  • Доступна функция БПФ — размер 256 точек и 512 точек по выбору, частота дискретизации от 1 кбит / с до 2 Мбит / с
  • Содержимое упаковки 100% новый (высокое качество) 1 x 1 МГц аналоговая полоса пропускания 20 MSa / s Осциллограф DIY Наборы
]]>
Характеристики
Фирменное наименование Balance World Inc
Ean 0706001223836
Количество позиций 1
Код UNSPSC 41110000
UPC 706001223836
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.