Technologia nie stoi w miejscu, a nadążanie za nimi nie zawsze jest łatwe. Pojawiły się nowe pozycje, które chciałbym bardziej szczegółowo zrozumieć. Dotyczy to zwłaszcza różnych projektantów elektroniki, co pozwala krok po kroku zmontować prawie każde proste urządzenie. Teraz obejmują płyty Arduino z ich klonami, chińskie komputery mikroprocesorowe oraz gotowe rozwiązania, które już są dostarczane z oprogramowaniem na płycie.
Jednakże do pracy ze wszystkimi powyższymi interesującymi nowymi produktami, a także do naprawy sprzętu cyfrowego, wymagane jest drogie i precyzyjne narzędzie. Wśród takiego sprzętu jest oscyloskop, który umożliwia odczytywanie odczytów częstotliwości i przeprowadzanie diagnostyki. Często jego koszt jest dość wysoki, a początkujący eksperymentatorzy nie mogą sobie pozwolić na tak drogi zakup. Tutaj na ratunek przychodzi rozwiązanie, które pojawiło się na wielu forach krótkofalarskich niemal natychmiast po pojawieniu się tabletów na systemie Android. Jego istotą jest zrobienie oscyloskopu z tabletu przy minimalnych kosztach, bez dodawania do swojegogadżet bez przeróbek i przeróbek, a także eliminujący ryzyko uszkodzenia.
Co to jest oscyloskop
Oscyloskop - jako urządzenie do pomiaru i śledzenia wahań częstotliwości w sieci elektrycznej - znany jest od połowy ubiegłego wieku. Wszystkie laboratoria edukacyjne i profesjonalne są wyposażone w te urządzenia, ponieważ tylko za ich pomocą można wykryć niektóre usterki lub dostroić sprzęt. Może wyświetlać informacje zarówno na ekranie, jak i na taśmie papierowej. Odczyty pozwalają zobaczyć kształt sygnału, obliczyć jego częstotliwość i natężenie, a w efekcie określić źródło jego występowania. Nowoczesne oscyloskopy pozwalają na rysowanie trójwymiarowych wykresów częstotliwości kolorów. Dzisiaj skupimy się na prostej wersji standardowego dwukanałowego oscyloskopu i zaimplementujemy go za pomocą prefiksu do smartfona lub tabletu oraz odpowiedniego oprogramowania.
Najłatwiejszy sposób na stworzenie kieszonkowego oscyloskopu
Jeśli mierzona częstotliwość mieści się w zakresie częstotliwości słyszalnych dla ludzkiego ucha, a poziom sygnału nie przekracza standardowego poziomu mikrofonu, to możesz własnoręcznie złożyć oscyloskop z tabletu z Androidem bez żadnych dodatkowych moduły. Aby to zrobić, wystarczy zdemontować dowolny zestaw słuchawkowy, który musi mieć mikrofon. Jeśli nie ma odpowiedniego zestawu słuchawkowego, musisz kupić wtyczkę audio 3,5 mm z czterema pinami. Przed lutowaniem sond sprawdź pinout złączagadżet, ponieważ są ich dwa rodzaje. Sondy muszą być podłączone do styków odpowiadających złączu mikrofonu w urządzeniu.
Następnie należy pobrać oprogramowanie z „Rynek”, które może mierzyć częstotliwość na wejściu mikrofonu i rysować wykres na podstawie odbieranego sygnału. Takich opcji jest sporo. Dlatego w razie potrzeby będzie z czego wybierać. Jak wspomniano wcześniej, nie była wymagana żadna modyfikacja tabletu. Oscyloskop będzie gotowy, gdy tylko aplikacja zostanie skalibrowana.
Wady i zalety powyższego schematu
Zalety takiego rozwiązania z pewnością można przypisać prostocie i niskim kosztom montażu. Stary zestaw słuchawkowy lub jedno nowe gniazdo kosztuje prawie nic i zajmuje tylko kilka minut.
Ale ten schemat ma wiele istotnych wad, a mianowicie:
- Mały zakres mierzonych częstotliwości (w zależności od jakości ścieżki audio gadżetu waha się od 30 Hz do 15 kHz).
- Brak ochrony tabletu lub smartfona (jeśli przypadkowo podłączysz sondy do odcinków obwodu z wysokim napięciem, możesz co najwyżej spalić chip odpowiedzialny za przetwarzanie sygnału audio w twoim gadżecie, a przy najgorsze, całkowicie wyłącz smartfon lub tablet).
- Na bardzo tanich urządzeniach występuje znaczny błąd pomiaru sygnału, sięgający 10-15 proc. W przypadku sprzętu dostrajającego taka liczba nie jest dozwolona.
Wdrożenie ochrony, ekranowanie sygnału i redukcja błędów
Na zamówieniew celu częściowego zabezpieczenia urządzenia przed ewentualną awarią, a także ustabilizowania sygnału i poszerzenia zakresu napięcia wejściowego można zastosować prosty układ oscyloskopu do tabletu, który od dawna z powodzeniem służy do montażu urządzeń do komputera czas. Wykorzystuje tanie podzespoły, w tym diody Zenera KS119A oraz dwa rezystory 10 i 100 kOhm. Diody Zenera i pierwszy rezystor są połączone równolegle, a drugi, mocniejszy rezystor jest używany na wejściu układu w celu rozszerzenia maksymalnego możliwego zakresu napięcia. W efekcie duża ilość zakłóceń znika, a napięcie wzrasta do 12 V.
Oczywiście należy pamiętać, że oscyloskop z tabletu pracuje przede wszystkim z impulsami dźwiękowymi. Dlatego warto zadbać o wysokiej jakości ekranowanie zarówno samego obwodu, jak i sond. W razie potrzeby szczegółowe instrukcje montażu tego obwodu można znaleźć na jednym z forów tematycznych.
Oprogramowanie
Aby pracować z takim schematem, potrzebujesz programu, który może rysować wykresy na podstawie przychodzącego sygnału audio. Znalezienie go w „Rynek” jest łatwe, jest wiele opcji. Prawie wszystkie z nich wymagają dodatkowej kalibracji, dzięki czemu można osiągnąć najwyższą możliwą dokładność i zrobić profesjonalny oscyloskop z tabletu. Poza tym programy te wykonują zasadniczo to samo zadanie, więc ostateczny wybór zależy od wymaganej funkcjonalności i łatwości użytkowania.
Domowej robotydekoder z modułem Bluetooth
Jeśli wymagany jest szerszy zakres częstotliwości, powyższa opcja nie będzie ograniczona. Tu na ratunek przychodzi nowa opcja – osobny gadżet, jakim jest dekoder z przetwornikiem analogowo-cyfrowym, który zapewnia transmisję sygnału w postaci cyfrowej. W takim przypadku ścieżka audio smartfona lub tabletu nie jest już zaangażowana, co oznacza, że można osiągnąć wyższą dokładność pomiaru. W rzeczywistości na tym etapie są tylko przenośnym wyświetlaczem, a wszystkie informacje są zbierane przez osobne urządzenie.
Możesz samodzielnie złożyć oscyloskop z tabletu z systemem Android z modułem bezprzewodowym. W sieci jest przykład, kiedy podobne urządzenie zostało wdrożone jeszcze w 2010 roku z wykorzystaniem dwukanałowego przetwornika analogowo-cyfrowego stworzonego na bazie mikrokontrolera PIC33FJ16GS504, a jako nadajnika sygnału służył moduł Bluetooth LMX9838. Urządzenie okazało się dość funkcjonalne, ale trudne w montażu, więc dla początkujących będzie to zadanie niewykonalne. Ale jeśli chcesz, znalezienie podobnego projektu na tych samych forach amatorskich nie stanowi problemu.
Gotowe opcje dla dekoderów z Bluetooth
Inżynierowie nie śpią, a oprócz rękodzieła w sklepach pojawia się coraz więcej dekoderów, które pełnią funkcję oscyloskopu i przesyłają sygnał przez Bluetooth do smartfona lub tabletu. Oscyloskop podłączony do tabletu podłączonego przez Bluetooth często ma następujące główneDane techniczne:
- Ograniczenie mierzonej częstotliwości: 1 MHz.
- Napięcie sondy: do 10 V.
- Zasięg: około 10m.
Te cechy są w zupełności wystarczające do użytku domowego, a jednak w działalności zawodowej czasami zdarzają się przypadki, gdy tego zakresu bardzo brakuje, a wdrożenie większego z wolnym protokołem Bluetooth jest po prostu nierealistyczne. Jakie jest wyjście w tej sytuacji?
STB Wi-Fi
Ta opcja transmisji danych znacznie rozszerza możliwości urządzenia pomiarowego. Teraz rynek oscyloskopów z tego rodzaju wymianą informacji między dekoderem a tabletem nabiera rozpędu ze względu na jego zapotrzebowanie. Takie oscyloskopy są prawie tak dobre, jak oscyloskopy profesjonalne, ponieważ bez zwłoki przekazują zmierzone informacje do tabletu, który natychmiast wyświetla je w postaci wykresu na ekranie.
Zarządzanie odbywa się za pomocą prostych, intuicyjnych menu, które odtwarzają elementy strojenia konwencjonalnych urządzeń laboratoryjnych. Ponadto taki sprzęt pozwala nagrywać lub transmitować w czasie rzeczywistym wszystko, co dzieje się na ekranie, co może być niezastąpionym narzędziem, jeśli trzeba poprosić o radę bardziej doświadczonego mistrza znajdującego się gdzie indziej.
Charakterystyka oscyloskopu do naprawy tabletów w postaci dekodera z łączem Wi-Fi rośnie kilkukrotnie w porównaniu z poprzednimi wersjami. Takie oscyloskopy mają zakres pomiarowy do 50 MHz, przy czym można je modyfikowaćpoprzez różne adaptery. Często są one wyposażone w baterie do autonomicznego zasilania, aby maksymalnie odciążyć miejsce pracy od zbędnych przewodów.
Domowe wersje nowoczesnych przystawek do oscyloskopów
Oczywiście na forach pojawia się fala różnych pomysłów, z pomocą których entuzjaści próbują spełnić swoje stare marzenie - samodzielnie złożyć oscyloskop z tabletu z Androidem z kanałem Wi-Fi. Niektóre modele odnoszą sukcesy, inne nie. Tutaj pozostaje Ci decyzja, czy spróbować szczęścia i zaoszczędzić kilka dolarów samodzielnie montując urządzenie, czy kupić gotową wersję. Jeśli nie masz pewności co do swoich umiejętności, lepiej nie ryzykować, aby później nie żałować zmarnowanych środków.
W przeciwnym razie, witaj w jednej ze społeczności krótkofalowców, gdzie możesz uzyskać dobre rady. Być może później, zgodnie z Twoim schematem, początkujący zbudują swój pierwszy w życiu oscyloskop.
Oprogramowanie dekodera
Często wraz z zakupionymi oscyloskopami do dekoderów dołączany jest dysk z programem, który można zainstalować na tablecie lub smartfonie. Jeśli w zestawie nie ma takiej płyty, dokładnie zapoznaj się z instrukcją urządzenia - najprawdopodobniej zawiera ona nazwy programów zgodnych z dekoderem i znajdujących się w sklepie z aplikacjami.
Ponadto niektóre z tych urządzeń mogą współpracować nie tylko zurządzenia z systemem operacyjnym „Android”, ale także z droższymi urządzeniami „apple”. W takim przypadku program na pewno będzie w AppStore, ponieważ nie ma innej opcji instalacji. Po wykonaniu oscyloskopu z tabletu nie zapomnij sprawdzić dokładności odczytów i, jeśli to konieczne, skalibrować urządzenie.
Oscyloskopy USB
Jeśli nie masz urządzenia przenośnego, takiego jak tablet, ale masz laptopa lub komputer, nie martw się. Tworzą również doskonałe przyrządy pomiarowe. Najłatwiejszą opcją byłoby podłączenie sond do wejścia mikrofonowego komputera w taki sam sposób, jak opisano na początku artykułu.
Jednak ze względu na ograniczenia ta opcja nie jest dla wszystkich. W takim przypadku można zastosować oscyloskop USB, który zapewni taką samą wydajność jak dekoder z transmisją sygnału przez Wi-Fi. Warto zauważyć, że takie urządzenia czasami współpracują z niektórymi tabletami obsługującymi technologię podłączania zewnętrznych urządzeń OTG. Oczywiście starają się również samodzielnie wykonać oscyloskop USB i całkiem skutecznie. Przynajmniej temu rzemiosłu poświęcona jest duża liczba tematów na forach.
