Osciloskops ar savām rokām no planšetdatora

Tehnoloģijas nestāv uz vietas, un ne vienmēr ir viegli tām sekot. Ir jauni priekšmeti, kurus es vēlētos izprast sīkāk. Tas jo īpaši attiecas uz dažādām ierīcēm, kas ļauj soli pa solim salikt gandrīz jebkuru vienkāršu ierīci. Tagad starp tiem ir Arduino plates ar saviem kloniem un ķīniešu mikroprocesoru datori un gatavi risinājumi, kuriem jau ir pievienota programmatūra.

Tomēr, lai strādātu ar visu iepriekš minēto interesanto jauno produktu klāstu, kā arī labotu digitālās iekārtas, ir nepieciešams dārgs augstas precizitātes rīks. Starp šādām iekārtām ir osciloskops, kas ļauj nolasīt frekvences rādījumus un veikt diagnostiku. Bieži vien tā izmaksas ir diezgan augstas, un iesācēju eksperimentētāji nevar atļauties tik dārgu pirkumu. Šeit palīgā nāk risinājums, kas parādījās daudzos radioamatieru forumos gandrīz uzreiz pēc planšetdatoru parādīšanās Android sistēmā. Tās būtība ir izgatavot osciloskopu no planšetdatora par minimālām izmaksām, neveicot nekādas modifikācijas vai modifikācijas jūsu sīkrīkā, kā arī novēršot tā sabojāšanas risku.

Kas ir osciloskops

Osciloskops - kā ierīce frekvences svārstību mērīšanai un izsekošanai elektrotīklā - ir zināms kopš pagājušā gadsimta vidus. Visas izglītības un profesionālās laboratorijas ir aprīkotas ar šīm ierīcēm, jo ​​tikai ar tās palīdzību ir iespējams atklāt dažus darbības traucējumus vai precīzi noregulēt aprīkojumu. Tas var parādīt informāciju gan uz ekrāna, gan uz papīra lentes. Rādījumi ļauj redzēt signāla formu, aprēķināt tā frekvenci un intensitāti, kā rezultātā noteikt tā rašanās avotu. Mūsdienu osciloskopi ļauj zīmēt trīsdimensiju krāsu frekvences grafikus. Šodien mēs pievērsīsimies vienkāršai standarta divu kanālu osciloskopa versijai un ieviesīsim to, izmantojot viedtālruņa vai planšetdatora prefiksu un atbilstošo programmatūru.

Vienkāršākais veids, kā izveidot kabatas osciloskopu

Ja izmērītā frekvence ir cilvēka ausij dzirdamo frekvenču diapazonā un signāla līmenis nepārsniedz standarta mikrofona līmeni, tad osciloskopu no Android planšetdatora var salikt ar savām rokām bez papildu moduļiem. Lai to izdarītu, pietiek izjaukt visas austiņas, kurām jābūt mikrofonam. Ja nav piemērotu austiņu, jums būs jāiegādājas 3,5 mm audio spraudnis ar četrām tapām. Pirms zondu lodēšanas pārbaudiet sava sīkrīka savienotāja spraudni, jo ir divu veidu tie. Zondēm jābūt savienotām ar tapām, kas atbilst jūsu ierīces mikrofona savienojumam.

Tālāk jums vajadzētu lejupielādēt programmatūru no "Tirgus", kas var izmērīt frekvenci pie mikrofona ieejas un uzzīmēt grafiku, pamatojoties uz saņemto signālu. Šādu iespēju ir diezgan daudz. Tāpēc, ja vēlaties, būs no kā izvēlēties. Kā minēts iepriekš, planšetdatora modifikācijas nebija nepieciešamas. Osciloskops būs gatavs, tiklīdz lietojumprogramma būs kalibrēta.

Iepriekš minētās shēmas plusi un mīnusi

Šāda risinājuma priekšrocības noteikti var saistīt ar montāžas vienkāršību un zemajām izmaksām. Vecas austiņas vai viena jauna ligzda nemaksā gandrīz neko, un tas aizņem tikai dažas minūtes.

Bet šai shēmai ir vairāki būtiski trūkumi, proti:

• Neliels izmērīto frekvenču diapazons (atkarībā no sīkrīka audio ceļa kvalitātes tas svārstās no 30 Hz līdz 15 kHz).
• Planšetdatora vai viedtālruņa aizsardzības trūkums (ja nejauši pievienojat zondes ķēdes sadaļām ar paaugstinātu spriegumu, labākajā gadījumā varat sadedzināt mikroshēmu, kas ir atbildīga par audio signāla apstrādi jūsu sīkrīkā, un sliktākajā gadījumā pilnībā atspējot viedtālrunis vai planšetdators).
• Ļoti lētās ierīcēs signāla mērīšanā ir ievērojama kļūda, kas sasniedz 10-15 procentus. Precīzākas noregulēšanas iekārtām šāds skaitlis ir nepieņemams.

Aizsardzības, signāla ekranēšanas un kļūdu samazināšanas ieviešana

Lai daļēji aizsargātu ierīci no iespējamās atteices, kā arī stabilizētu signālu un paplašinātu ieejas sprieguma diapazonu, planšetdatoram varat izmantot vienkāršu osciloskopa shēmu, kas jau ilgu laiku ir veiksmīgi izmantota ierīču montāžai datoram. laiks. Tajā tiek izmantoti lēti komponenti, tostarp KS119A Zener diodes un divi 10 un 100 kOhm rezistori. Zenera diodes un pirmais rezistors ir savienoti paralēli, un otrs, jaudīgāks rezistors tiek izmantots ķēdes ieejā, lai paplašinātu maksimāli iespējamo sprieguma diapazonu. Tā rezultātā pazūd liels traucējumu daudzums, un spriegums palielinās līdz 12 V.

Protams, jāpatur prātā, ka planšetdatora osciloskops galvenokārt darbojas ar skaņas impulsiem. Tāpēc ir vērts parūpēties par kvalitatīvu gan pašas ķēdes, gan zondu ekranēšanu. Ja vēlaties, detalizētus norādījumus par šīs shēmas montāžu var atrast kādā no tematiskajiem forumiem.

Programmatūra

Lai strādātu ar šādu shēmu, ir nepieciešama programma, kas var uzzīmēt grafikus, pamatojoties uz ienākošo skaņas signālu. Atrast to "Tirgū" ir viegli, ir daudz iespēju. Gandrīz visi no tiem ietver papildu kalibrēšanu, lai jūs varētu sasniegt visaugstāko iespējamo precizitāti un izgatavot profesionālu osciloskopu no planšetdatora. Pretējā gadījumā šīs programmas veic būtībā vienu un to pašu uzdevumu, tāpēc galīgā izvēle ir atkarīga no nepieciešamās funkcionalitātes un lietošanas ērtuma.

Pašdarināts televizora pierīce ar Bluetooth moduli

Ja nepieciešams plašāks frekvenču diapazons, iepriekš minētā opcija nedarbosies. Šeit palīgā nāk jauna iespēja – atsevišķs sīkrīks, kas ir dekodera pierīce ar analogo-digitālo pārveidotāju, kas nodrošina digitālā signāla pārraidi. Šajā gadījumā viedtālruņa vai planšetdatora audio ceļš vairs netiek iesaistīts, kas nozīmē, ka var sasniegt augstāku mērījumu precizitāti. Faktiski šajā posmā tie ir tikai pārnēsājams displejs, un visu informāciju apkopo atsevišķa ierīce.

Osciloskopu var salikt no Android planšetdatora ar bezvadu moduli pats. Tīklā ir piemērs, kad līdzīga ierīce tika ieviesta tālajā 2010. gadā, izmantojot divu kanālu analogo-digitālo pārveidotāju, kas izveidots uz PIC33FJ16GS504 mikrokontrollera bāzes, un Bluetooth modulis LMX9838 kalpoja kā signāla raidītājs. Ierīce izrādījās diezgan funkcionāla, taču grūti saliekama, tāpēc iesācējiem to izgatavot būs neiespējams uzdevums. Bet, ja vēlaties, līdzīga projekta atrašana tajos pašos radioamatieru forumos nav problēma.

Gatavās iespējas televizora pierīcēm ar Bluetooth

Inženieri nesnauž, un līdzās rokdarbiem veikalos arvien vairāk parādās televizora pierīces, kas pilda osciloskopa funkciju un pārraida signālu pa Bluetooth uz viedtālruni vai planšetdatoru. Osciloskopam, kas pievienots planšetdatoram, kas savienots, izmantojot Bluetooth, bieži ir šādas galvenās īpašības:

• Mērītās frekvences ierobežojums: 1 MHz.
• Zondes spriegums: līdz 10 V.
• Darbības rādiuss: apmēram 10 m.

Mājas lietošanai ar šiem raksturlielumiem pilnīgi pietiek, un tomēr profesionālajā darbībā dažreiz ir gadījumi, kad šī diapazona ļoti pietrūkst, un ir vienkārši nereāli ieviest lielāku ar lēno Bluetooth protokolu. Kāda ir izeja šajā situācijā?

Wi-Fi osciloskopi

Šī datu pārraides iespēja ievērojami paplašina mērīšanas ierīces iespējas. Tagad tirgus osciloskopiem ar šāda veida informācijas apmaiņu starp televizora pierīci un planšetdatoru uzņem apgriezienus tā pieprasījuma dēļ. Šādi osciloskopi ir gandrīz tikpat labi kā profesionālie, jo tie bez kavēšanās pārraida izmērīto informāciju planšetdatorā, kas to uzreiz parāda diagrammā uz ekrāna.

Pārvaldība tiek veikta, izmantojot vienkāršas, intuitīvas izvēlnes, kas kopē parasto laboratorijas ierīču iestatījumu elementus. Turklāt šāds aprīkojums ļauj ierakstīt vai pārraidīt reāllaikā visu, kas notiek ekrānā, kas var būt neaizstājams rīks, ja nepieciešams lūgt padomu pieredzējušākam meistaram, kas atrodas citur.

Televizora pierīces ar Wi-Fi savienojumu osciloskopa īpašības pieaug vairākas reizes, salīdzinot ar iepriekšējām opcijām. Šādu osciloskopu mērījumu diapazons ir līdz 50 MHz, savukārt tos var modificēt, izmantojot dažādus adapterus. Bieži vien tie ir aprīkoti ar akumulatoriem autonomai barošanai, lai pēc iespējas vairāk atslogotu darba vietu no nevajadzīgiem vadiem.

Mūsdienu osciloskopu pielikumu paštaisītas versijas

Protams, forumos virmo dažādas idejas, ar kuru palīdzību entuziasti cenšas piepildīt savu seno sapni – patstāvīgi salikt osciloskopu no Android planšetdatora ar Wi-Fi kanālu. Daži modeļi ir veiksmīgi, citi nav. Jūsu ziņā ir izlemt, vai izmēģināt veiksmi un ietaupīt dažus dolārus, pats saliekot ierīci, vai iegādāties gatavu versiju. Ja neesat pārliecināts par savām spējām, tad labāk neriskēt, lai vēlāk nenožēlotu iztērētos līdzekļus.

Citādi – laipni lūdzam kādā no radioamatieru kopienām, kurā var dot labus padomus. Iespējams, vēlāk iesācēji pēc jūsu shēmas samontēs savu pirmo osciloskopu savā dzīvē.

Televizora pierīces programmatūra

Bieži vien kopā ar iegādātajiem osciloskopiem televizora pierīces tiek piegādātas ar disku ar programmu, kuru varat instalēt planšetdatorā vai viedtālrunī. Ja komplektā šāda diska nav, rūpīgi izpētiet ierīces instrukcijas - visticamāk, tajā ir ar televizora pierīci saderīgu programmu nosaukumi, kas atrodas lietojumprogrammu veikalā.

Tāpat dažas no šīm ierīcēm var darboties ne tikai ar ierīcēm, kurās darbojas operētājsistēma Android, bet arī ar dārgākām Apple ierīcēm. Šajā gadījumā programma noteikti atradīsies AppStore, jo nav citas instalēšanas iespējas. Pēc osciloskopa izgatavošanas no planšetdatora neaizmirstiet pārbaudīt rādījumu precizitāti un, ja nepieciešams, kalibrēt ierīci.

USB osciloskopi

Ja jums nav tādas pārnēsājamas ierīces kā planšetdators, bet jums ir klēpjdators vai dators, neuztraucieties. No tiem var arī uztaisīt skaistu.Vienkāršākais variants ir pieslēgt zondes datora mikrofona ieejai tādā pašā veidā kā aprakstīts raksta sākumā.

Tomēr, ņemot vērā tās ierobežojumus, šī iespēja nav piemērota visiem. Šajā gadījumā var izmantot USB osciloskopu, kas nodrošinās tādu pašu veiktspēju kā televizora pierīce ar signāla pārraidi pa Wi-Fi. Ir vērts atzīmēt, ka šādas ierīces dažreiz darbojas ar dažām planšetdatoriem, kas atbalsta tehnoloģiju ārējo OTG ierīču pievienošanai. Protams, viņi arī paši cenšas uztaisīt USB osciloskopu, turklāt diezgan veiksmīgi. Vismaz liela daļa tēmu forumos ir veltīta šim amatam.