Osciloscopul bricolaj de pe o tabletă

Tehnologia nu stă pe loc și nu este întotdeauna ușor să ții pasul cu ele. Sunt elemente noi pe care aș dori să le înțeleg mai detaliat. Acest lucru este valabil mai ales pentru diversele care vă permit să asamblați aproape orice dispozitiv simplu pas cu pas. Acum, printre ele se numără plăci Arduino cu clonele lor și computere chinezești cu microprocesor și soluții gata făcute care vin deja cu software la bord.

Cu toate acestea, pentru a lucra cu toată gama de produse noi interesante de mai sus, precum și pentru a repara echipamente digitale, aveți nevoie de un instrument scump de înaltă precizie. Printre astfel de echipamente se numără un osciloscop care vă permite să citiți citirile de frecvență și să efectuați diagnostice. Adesea, costul său este destul de mare, iar experimentatorii începători nu își pot permite o achiziție atât de costisitoare. Aici vine în salvare o soluție, care a apărut pe multe forumuri de radio amatori aproape imediat după apariția tabletelor pe sistemul Android. Esența sa este să faci un osciloscop dintr-o tabletă la un cost minim, fără a face modificări sau modificări gadget-ului tău și, de asemenea, eliminând riscul de a-l deteriora.

Ce este un osciloscop

Un osciloscop – ca dispozitiv pentru măsurarea și urmărirea fluctuațiilor de frecvență într-o rețea electrică – este cunoscut încă de la mijlocul secolului trecut. Toate laboratoarele educaționale și profesionale sunt echipate cu aceste dispozitive, deoarece este posibilă detectarea unor defecțiuni sau reglarea fină a echipamentului numai cu ajutorul acestuia. Poate afișa informații atât pe ecran, cât și pe bandă de hârtie. Citirile vă permit să vedeți forma semnalului, să calculați frecvența și intensitatea acestuia și, ca urmare, să determinați sursa apariției acestuia. Osciloscoapele moderne vă permit să desenați grafice tridimensionale de frecvență de culoare. Astăzi ne vom concentra pe o versiune simplă a unui osciloscop standard cu două canale și o vom implementa folosind un prefix pentru un smartphone sau tabletă și software-ul corespunzător.

Cel mai simplu mod de a crea un osciloscop de buzunar

Dacă frecvența măsurată se află în intervalul de frecvențe audibile de urechea umană, iar nivelul semnalului nu depășește nivelul standard al microfonului, atunci puteți asambla un osciloscop de pe o tabletă Android cu propriile mâini fără module suplimentare. Pentru a face acest lucru, este suficient să dezasamblați orice căști, care trebuie să aibă un microfon. Dacă nu există căști potrivite, atunci va trebui să cumpărați o mufă audio de 3,5 mm cu patru pini. Înainte de a lipi sondele, verificați pinout-ul conectorului gadgetului dvs., deoarece există două tipuri de ele. Sondele trebuie să fie conectate la pinii corespunzători conexiunii microfonului de pe dispozitiv.

Apoi, ar trebui să descărcați software-ul de pe „Piață” care poate măsura frecvența la intrarea microfonului și să deseneze un grafic pe baza semnalului primit. Există destul de multe astfel de opțiuni. Prin urmare, dacă se dorește, va fi o mulțime din care să alegeți. După cum sa menționat mai devreme, nu a fost necesară nicio modificare a tabletei. Osciloscopul va fi gata de îndată ce aplicația este calibrată.

Avantaje și dezavantaje ale schemei de mai sus

Avantajele unei astfel de soluții pot fi atribuite cu siguranță simplității și costului redus de asamblare. Un set cu cască vechi sau o mufă nouă nu costă aproape nimic și durează doar câteva minute.

Dar această schemă are o serie de dezavantaje semnificative, și anume:

• Gamă mică de frecvențe măsurate (în funcție de calitatea căii audio a gadgetului, aceasta variază de la 30 Hz la 15 kHz).
• Lipsa protecției pentru tabletă sau smartphone (dacă conectați accidental sondele la secțiuni ale circuitului cu tensiune crescută, puteți, în cel mai bun caz, să ardeți cipul responsabil cu procesarea semnalului audio de pe gadgetul dvs. și, în cel mai rău caz, să vă dezactivați complet smartphone sau tabletă).
• Pe dispozitivele foarte ieftine, există o eroare semnificativă în măsurarea semnalului, ajungând la 10-15 la sută. Pentru echipamentele de reglare fină, o astfel de cifră este inacceptabilă.

Implementarea protecției, ecranarea semnalului și reducerea erorilor

Pentru a vă proteja parțial dispozitivul de o posibilă defecțiune, precum și pentru a stabiliza semnalul și a extinde domeniul de tensiune de intrare, puteți utiliza un circuit simplu de osciloscop pentru o tabletă, care a fost folosit cu succes pentru asamblarea dispozitivelor pentru un computer de mult timp. . Folosește componente ieftine, inclusiv diode zener KS119A și două rezistențe de 10 și 100 kOhm. Diodele zener și primul rezistor sunt conectate în paralel, iar al doilea rezistor, mai puternic, este utilizat la intrarea circuitului pentru a extinde domeniul maxim posibil de tensiune. Ca urmare, o cantitate mare de interferență dispare, iar tensiunea crește la 12 V.

Desigur, trebuie avut în vedere faptul că osciloscopul de pe tabletă funcționează în primul rând cu impulsuri sonore. Prin urmare, merită să aveți grijă de ecranarea de înaltă calitate atât a circuitului în sine, cât și a sondelor. Dacă se dorește, instrucțiuni detaliate pentru asamblarea acestui circuit pot fi găsite pe unul dintre forumurile tematice.

Software

Pentru a lucra cu o astfel de schemă, este necesar un program care poate desena grafice pe baza semnalului sonor de intrare. Găsirea lui în „Piață” este ușor, există multe opțiuni. Aproape toate implică calibrare suplimentară, astfel încât să puteți obține cea mai mare precizie posibilă și să realizați un osciloscop profesional de pe o tabletă. În caz contrar, aceste programe îndeplinesc în esență aceeași sarcină, astfel încât alegerea finală depinde de funcționalitatea necesară și de ușurința de utilizare.

Set-top box de casă cu un modul Bluetooth

Dacă este necesară o gamă de frecvență mai largă, atunci opțiunea de mai sus nu va funcționa. Aici vine în ajutor o nouă opțiune - un gadget separat, care este un set-top box cu un convertor analog-digital care asigură transmisia de semnal digital. În acest caz, calea audio a unui smartphone sau tabletă nu mai este implicată, ceea ce înseamnă că se poate obține o precizie mai mare de măsurare. De fapt, în această etapă sunt doar un afișaj portabil, iar toate informațiile sunt colectate de un dispozitiv separat.

Puteți asambla singur un osciloscop de pe o tabletă Android cu un modul wireless. Există un exemplu în rețea când un dispozitiv similar a fost implementat în 2010 folosind un convertor analog-digital cu două canale creat pe baza microcontrolerului PIC33FJ16GS504, iar modulul Bluetooth LMX9838 a servit ca transmițător de semnal. Dispozitivul s-a dovedit a fi destul de funcțional, dar dificil de asamblat, așa că pentru începători va fi o sarcină imposibilă să îl realizeze. Dar, dacă doriți, găsirea unui proiect similar pe aceleași forumuri de radio amatori nu este o problemă.

Opțiuni gata făcute pentru set-top box-uri cu Bluetooth

Inginerii nu dorm și, pe lângă obiecte de artizanat, în magazine apar tot mai multe set-top box-uri care îndeplinesc funcția de osciloscop și transmit un semnal prin Bluetooth către un smartphone sau tabletă. Un osciloscop atașat la o tabletă conectată prin Bluetooth are adesea următoarele caracteristici principale:

• Limită de frecvență măsurată: 1 MHz.
• Tensiunea sondei: până la 10 V.
• Raza de actiune: aproximativ 10 m.

Aceste caracteristici sunt destul de suficiente pentru uz casnic și, totuși, în activitățile profesionale, uneori există cazuri în care această gamă lipsește foarte mult și este pur și simplu nerealist să implementezi unul mai mare cu protocolul Bluetooth lent. Care este calea de ieșire în această situație?

Osciloscoape Wi-Fi

Această opțiune de transmitere a datelor extinde semnificativ capacitățile dispozitivului de măsurare. Acum piața osciloscoapelor cu acest tip de schimb de informații între set-top box și tabletă câștigă amploare datorită cererii sale. Astfel de osciloscoape sunt aproape la fel de bune ca și cele profesionale, deoarece transmit fără întârziere informațiile măsurate tabletei, care le afișează imediat sub formă de grafic pe ecran.

Managementul se realizează prin meniuri simple, intuitive, care copiază elementele de setare ale dispozitivelor convenționale de laborator. În plus, un astfel de echipament vă permite să înregistrați sau să difuzați în timp real tot ceea ce se întâmplă pe ecran, ceea ce poate fi un instrument indispensabil dacă trebuie să cereți sfatul unui maestru mai experimentat aflat în altă parte.

Caracteristicile osciloscopului pentru un set-top box cu conexiune Wi-Fi cresc de mai multe ori comparativ cu opțiunile anterioare. Astfel de osciloscoape au un domeniu de măsurare de până la 50 MHz, în timp ce pot fi modificate folosind o varietate de adaptoare. Adesea, acestea sunt echipate cu baterii pentru alimentare autonomă, pentru a descărca cât mai mult locul de muncă de firele inutile.

Versiuni de casă ale atașamentelor moderne pentru osciloscop

Desigur, există o creștere a diferitelor idei pe forumuri, cu ajutorul cărora entuziaștii încearcă să-și împlinească vechiul vis - de a asambla independent un osciloscop de pe o tabletă Android cu un canal Wi-Fi. Unele modele au succes, altele nu. Depinde de tine să decizi dacă să-ți încerci și tu norocul și să economisești câțiva dolari montând singur dispozitivul sau să cumperi o versiune gata făcută. Dacă nu ai încredere în abilitățile tale, atunci este mai bine să nu-ți asumi riscuri, pentru a nu regreta mai târziu fondurile irosite.

În rest - bine ați venit la una dintre comunitățile de radioamatori, în care vi se pot da sfaturi bune. Poate că, mai târziu, conform schemei tale, începătorii își vor asambla primul osciloscop din viața lor.

Software pentru set-top box

Adesea, împreună cu osciloscoapele achiziționate, set-top box-urile vin cu un disc cu un program pe care îl puteți instala pe tabletă sau smartphone. Dacă nu există un astfel de disc în kit, atunci studiați cu atenție instrucțiunile pentru dispozitiv - cel mai probabil, acesta conține numele programelor compatibile cu set-top box și aflate în magazinul de aplicații.

De asemenea, unele dintre aceste dispozitive pot funcționa nu numai cu dispozitive care rulează sistemul de operare Android, ci și cu dispozitive Apple mai scumpe. În acest caz, programul va fi cu siguranță în AppStore, deoarece nu există altă opțiune de instalare. După ce ați făcut un osciloscop dintr-o tabletă, nu uitați să verificați acuratețea citirilor și, dacă este necesar, să calibrați dispozitivul.

osciloscoape USB

Dacă nu aveți un dispozitiv portabil precum o tabletă, dar aveți un laptop sau un computer, nu vă faceți griji. De asemenea, puteți face unul frumos din ele.Cea mai simplă opțiune este să conectați sondele la intrarea de microfon a computerului în același mod cum este descris la începutul articolului.

Cu toate acestea, având în vedere limitările sale, această opțiune nu este pentru toată lumea. În acest caz, se poate folosi un osciloscop USB, care va oferi aceleași performanțe ca un set-top box cu transmisie de semnal prin Wi-Fi. Este de remarcat faptul că astfel de dispozitive funcționează uneori cu unele tablete care acceptă tehnologia de conectare a dispozitivelor externe OTG. Desigur, ei încearcă să facă singuri un osciloscop USB și cu destul de mult succes. Cel puțin, un număr mare de subiecte de pe forumuri sunt dedicate acestui meșteșug.