Naredi sam osciloskop iz tabličnega računalnika

Tehnologija ne miruje in slediti jim ni vedno enostavno. Obstajajo nove postavke, ki bi jih rad podrobneje razumel. To še posebej velja za različne, ki vam omogočajo, da korak za korakom sestavite skoraj vsako preprosto napravo. Zdaj so med njimi plošče Arduino s svojimi kloni in kitajski mikroprocesorski računalniki ter že pripravljene rešitve, ki imajo že vgrajeno programsko opremo.

Vendar pa za delo z vsemi zgoraj navedenimi zanimivimi novimi izdelki in za popravilo digitalne opreme potrebujete drago visoko natančno orodje. Med takšno opremo je osciloskop, ki vam omogoča branje frekvenčnih odčitkov in izvajanje diagnostike. Pogosto so njegovi stroški precej visoki in začetniki eksperimentatorji si ne morejo privoščiti tako dragega nakupa. Tu pride na pomoč rešitev, ki se je na številnih radioamaterskih forumih pojavila skoraj takoj po pojavu tablic v sistemu Android. Njegovo bistvo je izdelati osciloskop iz tabličnega računalnika z minimalnimi stroški, ne da bi pri tem spreminjali ali spreminjali svoj pripomoček in tudi odpravili tveganje, da bi ga poškodovali.

Kaj je osciloskop

Osciloskop - kot naprava za merjenje in sledenje nihanj frekvence v električnem omrežju - poznamo že od sredine prejšnjega stoletja. Vsi izobraževalni in strokovni laboratoriji so opremljeni s temi napravami, saj je le z njihovo pomočjo mogoče odkriti nekatere okvare ali natančno nastaviti opremo. Informacije lahko prikaže tako na zaslonu kot na papirnem traku. Odčitki vam omogočajo, da vidite obliko signala, izračunate njegovo frekvenco in intenzivnost ter posledično določite vir njegovega pojava. Sodobni osciloskopi vam omogočajo risanje tridimenzionalnih barvnih frekvenčnih grafov. Danes se bomo osredotočili na preprosto različico standardnega dvokanalnega osciloskopa in jo implementirali s pomočjo predpone za pametni telefon ali tablični računalnik in ustrezno programsko opremo.

Najlažji način za izdelavo žepnega osciloskopa

Če je izmerjena frekvenca v območju frekvenc, ki jih sliši človeško uho, in raven signala ne presega standardne ravni mikrofona, potem lahko sestavite osciloskop iz tabličnega računalnika Android z lastnimi rokami brez dodatnih modulov. Če želite to narediti, je dovolj, da razstavite katero koli slušalko, ki mora imeti mikrofon. Če ni ustreznih slušalk, boste morali kupiti 3,5 mm avdio vtič s štirimi nožicami. Preden spajkate sonde, preverite pinout konektorja vašega pripomočka, ker obstajata dve vrsti. Sonde morajo biti priključene na zatiče, ki ustrezajo priključku mikrofona na vaši napravi.

Nato morate s "Marketa" prenesti programsko opremo, ki lahko meri frekvenco na vhodu mikrofona in na podlagi prejetega signala nariše graf. Takih možnosti je kar nekaj. Zato bo po želji veliko izbire. Kot smo že omenili, ni bilo treba spreminjati tablice. Osciloskop bo pripravljen takoj, ko bo aplikacija umerjena.

Prednosti in slabosti zgornje sheme

Prednosti takšne rešitve vsekakor lahko pripišemo enostavnost in nizke stroške montaže. Stare slušalke ali en nov priključek ne stanejo skoraj nič in traja le nekaj minut.

Toda ta shema ima številne pomembne pomanjkljivosti, in sicer:

• Majhen razpon izmerjenih frekvenc (odvisno od kakovosti zvočne poti pripomočka se giblje od 30 Hz do 15 kHz).
• Pomanjkanje zaščite za tablico ali pametni telefon (če pomotoma priključite sonde na dele vezja s povečano napetostjo, lahko v najboljšem primeru zažgete čip, ki je odgovoren za obdelavo zvočnega signala na vašem pripomočku, in v najslabšem primeru popolnoma onemogočite vaš pametni telefon ali tablica).
• Na zelo poceni napravah je velika napaka pri merjenju signala, ki doseže 10-15 odstotkov. Za opremo za fino nastavitev je takšna številka nesprejemljiva.

Izvedba zaščite, zaščite signala in zmanjšanje napak

Da bi delno zaščitili vašo napravo pred morebitno okvaro, pa tudi za stabilizacijo signala in razširitev območja vhodne napetosti, lahko uporabite preprosto osciloskopsko vezje za tablico, ki se že dolgo uspešno uporablja za sestavljanje naprav za računalnik čas. Uporablja poceni komponente, vključno z zener diodami KS119A in dvema uporoma 10 in 100 kOhm. Zener diode in prvi upor so povezani vzporedno, drugi, močnejši upor pa se uporablja na vhodu vezja, da se razširi največje možno območje napetosti. Posledično izgine velika količina motenj in napetost se dvigne na 12 V.

Seveda je treba upoštevati, da osciloskop iz tablice deluje predvsem z zvočnimi impulzi. Zato je vredno poskrbeti za kakovostno zaščito tako samega vezja kot sond. Po želji lahko podrobna navodila za sestavljanje tega vezja najdete na enem od tematskih forumov.

Programska oprema

Za delo s takšno shemo je potreben program, ki lahko riše grafe na podlagi dohodnega zvočnega signala. Iskanje na "Tržnici" je enostavno, obstaja veliko možnosti. Skoraj vsi vključujejo dodatno kalibracijo, tako da lahko dosežete največjo možno natančnost in iz tablice naredite profesionalni osciloskop. Sicer pa ti programi opravljajo v bistvu isto nalogo, zato je končna izbira odvisna od zahtevane funkcionalnosti in enostavnosti uporabe.

Doma narejen set-top box z modulom Bluetooth

Če je potrebno širše frekvenčno območje, zgornja možnost ne bo delovala. Tu na pomoč prihaja nova možnost - ločen pripomoček, ki je set-top box z analogno-digitalnim pretvornikom, ki omogoča prenos digitalnega signala. V tem primeru zvočna pot pametnega telefona ali tablice ni več vključena, kar pomeni, da je mogoče doseči večjo natančnost meritev. Pravzaprav so na tej stopnji le prenosni zaslon, vse informacije pa zbira ločena naprava.

Osciloskop lahko iz tablice Android z brezžičnim modulom sestavite sami. V omrežju je primer, ko je bila podobna naprava implementirana že leta 2010 z uporabo dvokanalnega analogno-digitalnega pretvornika, ustvarjenega na osnovi mikrokontrolerja PIC33FJ16GS504, modul Bluetooth LMX9838 pa je služil kot oddajnik signala. Naprava se je izkazala za precej funkcionalno, vendar jo je težko sestaviti, zato bo za začetnike nemogoča naloga. Ampak, če želite, iskanje podobnega projekta na istih radijskih amaterskih forumih ni problem.

Pripravljene možnosti za set-top boxe z Bluetooth

Inženirji ne spijo in poleg ročnih del se v trgovinah pojavlja vse več sprejemnikov, ki opravljajo funkcijo osciloskopa in prenašajo signal prek Bluetootha na pametni telefon ali tablico. Osciloskop, priključen na tablični računalnik, povezan prek Bluetootha, ima pogosto naslednje glavne značilnosti:

• Meja izmerjene frekvence: 1 MHz.
• Napetost sonde: do 10 V.
• Radij delovanja: približno 10 m.

Te lastnosti so povsem dovolj za domačo uporabo, vendar v poklicnih dejavnostih včasih pride do primerov, ko ta obseg močno primanjkuje in preprosto ni realno uvesti večjega s počasnim protokolom Bluetooth. Kakšen je izhod v tej situaciji?

Wi-Fi osciloskopi

Ta možnost prenosa podatkov bistveno razširi zmogljivosti merilne naprave. Zdaj trg za osciloskope s tovrstno izmenjavo informacij med sprejemnikom in tabličnim računalnikom zaradi povpraševanja dobiva zagon. Takšni osciloskopi so skoraj tako dobri kot profesionalni, saj brez zakasnitve prenesejo izmerjene informacije na tablico, ki jih takoj prikaže kot graf na zaslonu.

Upravljanje se izvaja s preprostimi, intuitivnimi meniji, ki kopirajo nastavitvene elemente običajnih laboratorijskih naprav. Poleg tega vam taka oprema omogoča snemanje ali predvajanje v realnem času vsega, kar se dogaja na zaslonu, kar je lahko nepogrešljiv pripomoček, če morate za nasvet vprašati bolj izkušenega mojstra, ki se nahaja drugje.

Značilnosti osciloskopa za set-top box s povezavo Wi-Fi se večkrat povečajo v primerjavi s prejšnjimi možnostmi. Takšni osciloskopi imajo merilno območje do 50 MHz, medtem ko jih je mogoče spreminjati z različnimi adapterji. Pogosto so opremljeni z baterijami za avtonomno napajanje, da čim bolj razbremenijo delovno mesto od nepotrebnih žic.

Domače različice sodobnih nastavkov za osciloskope

Seveda je na forumih val različnih idej, s pomočjo katerih navdušenci poskušajo uresničiti svoje stare sanje - samostojno sestaviti osciloskop iz tablice Android s kanalom Wi-Fi. Nekateri modeli so uspešni, drugi ne. Na vas je, da se odločite, ali boste poskusili svojo srečo tudi vi in ​​prihranili nekaj dolarjev tako, da boste napravo sestavili sami, ali pa boste kupili že pripravljeno različico. Če niste prepričani v svoje sposobnosti, je bolje, da ne tvegate, da kasneje ne obžalujete zapravljenih sredstev.

Sicer pa - dobrodošel v eni od skupnosti radioamaterjev, v kateri ti lahko dobro svetujejo. Morda bodo kasneje po vaši shemi začetniki sestavili svoj prvi osciloskop v življenju.

Programska oprema za set-top box

Pogosto je skupaj s kupljenimi osciloskopi set-top boxom priložen disk s programom, ki ga lahko namestite na tablico ali pametni telefon. Če v kompletu ni takega diska, natančno preučite navodila za napravo - najverjetneje vsebuje imena programov, ki so združljivi s sprejemnikom in se nahajajo v trgovini z aplikacijami.

Prav tako lahko nekatere od teh naprav delujejo ne samo z napravami, ki poganjajo operacijski sistem Android, ampak tudi z dražjimi napravami Apple. V tem primeru bo program zagotovo v AppStore, saj druge možnosti namestitve ni. Ko naredite osciloskop iz tablice, ne pozabite preveriti točnosti odčitkov in po potrebi umeriti napravo.

USB osciloskopi

Če nimate prenosne naprave, kot je tablica, imate pa prenosnik ali računalnik, ne skrbite. Iz njih lahko naredite tudi lepega.Najenostavnejša možnost je, da sonde povežete z mikrofonskim vhodom računalnika na enak način, kot je opisano na začetku članka.

Vendar ta možnost zaradi svojih omejitev ni za vsakogar. V tem primeru se lahko uporabi USB osciloskop, ki bo zagotovil enako zmogljivost kot set-top box s prenosom signala preko Wi-Fi. Omeniti velja, da takšne naprave včasih delujejo z nekaterimi tablicami, ki podpirajo tehnologijo povezovanja zunanjih naprav OTG. Seveda poskušajo tudi sami izdelati USB osciloskop in to precej uspešno. Vsaj veliko tem na forumih je posvečenih tej obrti.