Осциллограф с корпусом своими руками

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форумеРадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Теги статьи: Добавить тег

Осциллограф Карманный «OSKAR» своими руками.Пошаговая инструкция для самостоятельной сборки.

Осциллограф карманный «OSKAR» — это универсальный радиоизмерительный прибор. Предназначенный для испытания и настройки радиоаппаратуры в полевых условиях, авто-электроники, радиолюбителей, наладчиков.

  Осциллограф с корпусом своими руками Осциллограф с корпусом своими руками

На экране осциллографа можно наблюдать изображения электрических сигналов синусоидальной формы с частотой от 0 Гц до 100 кГц (1МГц для версии V3.1) и импульсных сигналов любой формы и полярности с длительностью от бесконечности до 10 мкс, амплитудой от 20 милливольт до 70 вольт. Также осциллограф позволяет записывать медленно меняющие сигналы, продолжительностью до 80 секунд.

Осциллограф имеет встроенный вольтметр постоянного тока +/- 0-36в и омметр 0- 200 кОм.

Видео работы для затравки. https://youtu.be/MO4weBep4MA

Речь пойдет о достаточно хорошо зарекомендовавшем себя универсальном приборе второй версии.

При всей своей простоте конструкции, его возможностей достаточно для применения радиолюбителями, автоэлектриками, наладчиками и в быту.

Кроме своей основной функции осциллографического пробника, позволяет измерять напряжения, сопротивления, позванивать полупроводники и проверять светодиоды. Выполнен на доступных деталях и прост в настройке.

Подробнее о технических характеристиках:

— Габариты 130 *68 *19 мм- Дисплей 50*30 мм 132*64 точек, светодиодная подсветка .- Диапазон чувствительности 20 mV/div — 10 V/div с шагом 1-2-5 . Погрешность не более 5%.- Открытый / закрытый вход- Полоса пропускания 0 — 1 МГц.- Диапазон разверток: — от 20 микросекунд на деление до 5 секунд на деление с шагом 1-2-5.

Погрешность не более 0,1%.- Частота выборок в реальном времени — до 0,8 МГц. Число точек экрана на одну выборку 1/1- Комфортное наблюдение сигналов — до 100 килогерц.- Режимы синхронизации : по фронту или спаду, ждущая, авто. Регулировка уровня.- Запись в память и воспроизведение осциллограммы. «Замораживание» изображения для изучения.

Измерение амплитуды и частоты- Кнопки управления: вверх, вниз, установка.- Питание : 3 элемента типа ААА , в среднем на 50 часов непрерывной работы. Напряжение питания 3,6 – 6вольт. Максимальное потребление 25мА- Входное сопротивление / емкость — 0,5 МОм /30p.

Открытый и закрытый входа- Вольтметр постоянного тока с диапазоном +/- 36V точностью +/-3%

— Омметр с диапазоном 0 – 200 кОм точностью +/-5%

Конструктивно выполнен в прочном пластмассовом корпусе с оригинальным дизайном. Для подключения к проверяемой схеме используются обычные щупы от китайского мультиметра.

  • Принципиальная схема (кликабельно)
  • Осциллограф с корпусом своими руками
  • Скачать в формате sPlan 7.0

Ядром является микроконтроллер PIC18F14K50 фирмы «MICROCHIP», который собственно и выполняет все функции прибора. Аналоговая часть выполнена на сдвоенном операционном усилителе MCP6022 с полосой единичного усиления 10 МГц и аналоговом коммутаторе.

Для получения виртуальной земли используется PWM модуль микроконтроллера с фильтром и формирователем на ОУ MCP601. В качестве дисплея использован черно-белый графический индикатор RDX0154-GC (TIC154A) разрешением 132*64 точки с подсветкой RTB01025 (LG-9-02-053-001 или TB1038 или TB1025S).

Питание всей схемы выполняется от стабилизированного источника 3,3 вольта (LM2950-3.3). Управление питанием выполнено на транзисторах Т2 и Т3.

Все элементы установлены на двухсторонней печатной плате с одной стороны, а дисплей с подсветкой и кнопками с другой. В итоге получается компактная , жесткая конструкция.

  1. Расположение элементов (кликабельно)
  2. Осциллограф с корпусом своими руками
  3. Скачать в формате *.lay
  4. Сборка
  5. Для сборки нам понадобятся
  6. Перечень элементов:

Bat 1 = 1 x Держатель 3*AAAC14 = 1 x 2400p 0805C15 = 1 x 320p 0805C21 = 1 x 10.0 10vC1,C2,C7,C8,C12,C13,C18,C19,C20,C22,C23,C25,C27 = 13 x 0.1 0805C16,C17 = 2 x 27p 0805C26,C28 = 2 x 100.0 10vC3,C4,C5,C6 = 4 x 75p 0805

  • C9,C10,C11,C24 = 4 x 1.0 0805
  • D1,D2 = 2 x LL4148
  • DA1 = 1 x MCP6022 SO8DA2 = 1 x MCP601
  • DD = 1 x PIC18F14K50 SO20
  • IC1 = 1 x 74hc4066 SO14
  • J1,J2,J3,J4,J5 = 5 x BANAN монтажное
  • LCD = 1 x RDX0154-GC
  • R1 = 1 x 75 0805R6 = 1 x 12k 0805R10 = 1 x 2k2 0805R15 = 1 x 1k2 0805R19 = 1 x 2k 0805R21 = 1 x 22K 0805R28 = 1 x 6k2 0805R11,R12,R16 = 3 x 680k 0805R13,R18 = 2 x 3k 0805R14,R22,R23,R24,R29,R31,R32 = 7 x 22k 0805R2,R5,R9,R17,R26,R27 = 6 x 10k 0805R3,R4,R30 = 3 x 220k 0805
  • R7,R8,R20,R25 = 4 x 1k 0805
  • S1,S2,S3 = 2 x Микрокнопка тактовая 301, 6х6х6мм
  • T2 = 1 x BC807T1,T3 = 2 x BC817
  • VR1 = 1 x lp2950-3.3
  • XT1 = 1 x 12 MHzКорпус = 1 x Z-34A
  • А также терпение, умение и прямые руки.
  • Приготовимся (Все картинки кликабельны)
  • Осциллограф с корпусом своими руками
  • Откусим с одной стороны втулку клеммы
  • Осциллограф с корпусом своими руками

Собираем электронику на печатной плате. После сборки прошьем процессор с помощью PICKIT2, для чего предусмотрены 6 отверсий для подключения программатора.

  1. Осциллограф с корпусом своими руками
  2. Приготовим панель подсветки, откусив ножки
  3. Осциллограф с корпусом своими руками
  4. Припаяем
  5. Осциллограф с корпусом своими руками
  6. Установим ЖКИ и кнопки
  7. Осциллограф с корпусом своими руками
  8. Добавим провода и отсек питания

Сборка электроники закончена , займемся корпусом.Сначала его требуется разметить.Чертеж с размерами

  • Разметим переднюю панель изнутри с помощью «колумбика» и шилом наколим центра.
  • Получится примерно так
  • Сверлим диаметром 1 мм размеченные отверстия и вырезаем окно.
  • Сверлим диаметром 3,6 мм 8 отверстий.
  • Сверлим диаметром 3,6 мм 4 отверстия в задней крышке.
  • Сверлим диаметром 6 мм 5 отверстий, снимаем фаски, зенкуем, финишно обрабатываем проем окна, снимаем фаски.
  • Устанавливаем две клеммы омметра.

Механическая обработка корпуса окончена, можно убрать стружку и пыль, дальше должно быть все чисто.Займемся наклейкой. Нам понадобится струйный принтер и прозрачная пленка для струйных принтеров. Печатаем вот такую наклейку

Скачать в формате *.fpl (программу делает та же фирма, что и sPlan)

Сушим, аккуратно вырезаем. Используем тонкие тканевые перчатки, иначе вид у наклейки будет совсем не презентабельный.

Приготовим корпус к наклеиванию. Нам понадобится тонкий двухсторонний скотч с пластиковой основой шириной 50 мм. Приклеим.

  1. Удалим лишнее острым скальпелем.
  2. Снимаем защитную бумагу второй стороны.

Очень аккуратно приклеиваем. Внимание , у Вас только одна попытка, повторить не повредив наклейку не получится.

  • Острым скальпелем прорезаем отверстия под клеммы и устраняем излишки скотча.

Корпус готов, можно собирать. Сначала установим три заранее обрезанных сбоку втулки клемм. Уберем защитную пленку с ЖКИ и оденем сверху лицевую панель. Вставляем клеммы.

Закручиваем клеммы, припаиваем провода к клеммам омметра, приклеиваем батарейный отсек. Должно получиться примерно так.

  1. Калибровка , настройка.
  2. Калибровка частотных характеристик аналоговой части.

Для данной процедуры нам понадобится генератор прямоугольных импульсов хорошего качества с выходным напряжением от 50 милливольт до 10 вольт частотой 1- 5 килогерц.

https://www.youtube.com/watch?v=CEhdF2TPZCs

Как известно линейность АЧХ определяется переходной характеристикой, для этого и используются прямоугольные импульсы. Существует три варианта переходной характеристики входных цепей.

Недокомпенсация, перекомпенсация, и нормальная. Это и показано на картинках.

  • Целью настройки является получение идеального прямоугольника на экране.

Всего требуется настройка трех цепей компенсации на пределах 50 мв/дел, 200 мв/дел, 2в/дел.В первом случае подбираются конденсаторы С3-С6, во втором С15 , в третьем С14.Для настройки выбрать нужный предел измерения и развертки, подать на вход сигнал достаточной амплитуды, и подобрать конденсатор до получения прямоугольного сигнала

Настройку проводить именно в этом порядке , начиная с 50 мв/дел.

Калибровка встроенного вольтметра.

Нам понадобится источник постоянного стабилизированного напряжения напряжением 15 — 20 вольт с точно известным напряжением.Перейти в режим Vx – режим вольтметра постоянного тока.Нажать и удерживать кнопку SET в течении примерно 20 секунд, не обращая на надписи на экране.

Нижней кнопкой установить нулевые показания , точность нуля можно проверить подключая источник напряжения в разной полярности — должны быть одинаковые напряжения с точностью не хуже 0,1 вольт.подключить источник напряжения и верхней кнопкой выставить истинное значение напряжения.

Калибровка идет по кругу во всех случаях, нажимать до получения нужного результата.

Выход из режима калибровки. Нажать и удерживать кнопку SET в течении примерно 20 секунд, пока не выключится.

Калибровка встроенного омметра.

Нам понадобится точный резистор сопротивлением 70-150 кОм.Калибровка проводится подбором резистора R17.

  1. Перейти в режим Om — режим омметра. Подключить образцовый резистор и путем подбора R17 добиться показаний с точностью не хуже +/- 3%
  2. На этом все калибровки окончены.
  3. Управление осциллографом.

Включение / выключение – длительное нажатие кнопки «Установка».Движение по меню — кнопка «Установка».Выбор параметра — кнопки вверх, вниз.В меню выбирается : (слева направо)- Тип синхронизации : по фронту, по спаду. отображается характерными символами- Установка значения частоты развертки. Отображается значение в мкс,мс,с.

— Уровень синхронизации , ориентир – треугольник слева экрана, синхронно перемещающийся вверх-вниз.- Сдвиг по оси Y- Режим синхронизации авто «At», ждущий»Wt»,- Усиление канала вертикального отклонения, отображается установленное значение.- вкл/выкл подсветки индикатора.

— индикация состояния прибораGO – нормальный режим работыST – остановка смены изображения и вывод измеренной амплитуды и частоты. Кнопка «SET» выводит строку с настройкамиWR – кнопкой «SET» записать текущую осциллограмму в памятьRD – кнопкой «SET» прочесть осциллограмму из памяти и вывести на экранHL – вызов подсказки и краткого описания.

Vx – режим вольтметра постоянного тока. Щупы для измерения подключаются к клеммам «Общий» и «Открытый вход»Om — режим омметра.Перейти к первому пункту меню можно вернувшись в нормальный режим работы.Включение в режиме демонстрации – включить удерживая кнопку «вверх»При показе демонстрации включение подсветки – кнопка вверх, выход из демонстрации – вниз.

Режимы демонстрации и подсказки, и номера страниц пишутся в нижнем правом углу. В режиме демонстрации прибор автоматически отключится через 2-3 часа для предотвращения полного разряда батареи.

Применение и использование.

Подключение источника сигналаГнезда слева на право- общий- открытый вход- закрытый входМаксимальное напряжение — 100 вольт любой полярности. При превышении могут быть необратимо повреждены цепи прибора.

Если сигнал ограничен сверху или снизу или недостаточной амплитуды — переключите значение входного делителя для полного отображения сигнала.

Выбор режима работы

Режим работы осциллографа определяется видом и частотой развертки, видом синхронизации, ослаблением сигнала и соединением с исследуемой схемой. Если некоторые из этих условий неизвестны, то необходимо путем ряда проб определить, какой режим является наилучшим для исследования данного сигнала. Частота развертки.

При выборе развертки следует помнить, что непрерывная развертка обычно используется для наблюдения синусоидальных колебаний или колебаний другой формы, а ждущая развертка сложит для наблюдения импульсных сигналов. Частота развертки выбирается с таким расчетом, чтобы на экране были видны все детали исследуемого сигнала.

Изображение сигнала по горизонтали должно занимать возможно большую часть экрана. Увеличение частоты развертки увеличивает протяженность изображения по горизонтали. Установите переключатель TIME/DIV в положение, позволяющее наблюдать требуемое число периодов сигнала.

При слишком большом числе периодов для лучшего разрешения, измените положение переключателя на большую скорость развертки. Если на экране присутствует линия, пробуйте перейти к более низкой скорости развертки.

Так как если длительность развертки меньше периода сигнала, то только часть его будет показана на экране, и эта часть может выглядеть как прямая линия для прямоугольного или синусоидального сигнала.

Синхронизация развертки. Для хорошей синхронизации правильно выбирайте уровень и полярность синхронизации Цифровой запоминающий осциллограф позволяет регистрировать непериодические сигналы, например одиночный импульс, выброс и т.п.

При регистрации однократного сигнала для правильного выбора уровня и фронта запуска, необходимо предварительно знать некоторые параметры этого сигнала. Например, для регистрации логического ТТЛ сигнала нужно установить уровень 2В и выбрать запуск по нарастающему фронту.

Если параметры этого сигнала неизвестны, попробуйте получить осциллограмму обычным способомТакже осциллограф позволяет записывать медленно меняющие сигналы, продолжительностью до 80 секунд

В режиме измерений будет показано напряжение сигнала от нижнего пика до верхнего Vpp и частота измеренная по уровню синхронизации. Для измерения частоты на экране должно быть два полных периода сигнала по уровню синхронизации.

Точность измерения определяется разрешением экрана (+/-5%) Сохраненная в памяти осциллограмма не стирается при отключении батареек. Вместе с ней сохраняются и режимы настроек, которые заменят текущие при чтении сохраненного сигнала.

Текущие настройки автоматически сохраняются в энерго-независимой памяти при выключении.

Режим прозвонкиПерейти в режим омметра . При сопротивлении цепи менее 10 Ом индикатор будет моргать подсветкой. Запрещается подавать какое –либо напряжение на клеммы омметра

Требования по электробезопасности.

Портативный осциллограф предназначен для проведения измерений по категории II, степень загрязнения 1, макс.

напряжение 600 В, в соответствии с нормами IEC1010-1/UL 94V0Запрещается проводить измерения в помещениях с повышенной влажностью и загрязненностью; запрещается проводить измерения проводников, напряжение которых может превышать 600 В эфф.

по отношению к земле; прибор предназначен для проведения измерений внутри помещенийМаксимальное входное напряжение на разъемах прибора 100 В пик.

(AC+DC) – аналоговый входНе открывайте корпус прибора во время проведения измеренийВо избежание удара электрическим током перед открытием корпуса прибора отсоедините все измерительные щупы от входных гнезд осциллографа при измерении напряжений, превышающих 70 В, используйте изолированные измерительные пробники со встроенными делителями.

  • Если прибор не планируется использовать в течение долгого времени, отключите батареи питания (под задней крышкой)
  • Прошивка 
  • Файлы: oskar1pcbpcb2ПрошивкаразводкасхемаАрхив ZIP
  • Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? Заработало ли это устройство у вас?

Источник: https://www.radiokot.ru/circuit/digital/measure/125/

Осциллограф своими руками: несложные цифровые модели и схемы по их сборке и настройке

Осциллограф это прибор, помогающий увидеть динамику колебаний. С его помощью можно диагностировать различные поломки и получать необходимые данные в радиоэлектронике. Раньше применялись осциллографы на транзисторных лампах. Это были весьма громоздкие приборы, которые подключались исключительно к встроенному или разработанному специально для них экрану.

Осциллограф с корпусом своими руками

Сегодня приборы для снятия основных частотных, амплитудных характеристик и формы сигнала представляют собой удобные портативные и компактнее устройства. Часто их выполняют как отдельную приставку, подключающуюся к компьютеру. Этот манёвр позволяет убрать из комплектации монитор, существенно снизив стоимость оборудования.

Осциллограф с корпусом своими руками

Как выглядит классический прибор можно увидеть, рассмотрев фото осциллографа в любой поисковой системе. В домашних условиях также можно смонтировать это устройство, используя недорогие радиодетали и корпуса с другого оборудования для более презентабельного вида.

Осциллограф с корпусом своими руками

Как можно получить осциллограф

Оборудование можно заполучить несколькими способами и все зависит исключительно от размера денежных средств, которые можно потратить на приобретение оборудования или деталей.

Осциллограф с корпусом своими руками Осциллограф с корпусом своими руками Осциллограф с корпусом своими руками Осциллограф с корпусом своими руками Осциллограф с корпусом своими руками Осциллограф с корпусом своими руками

Можно:

  • Купить готовый прибор в специализированном магазине или заказать его по сети;
  • Купить конструктор, например, широкой популярностью сейчас пользуются наборы радиодеталей, корпусов, которые продаются на китайских сайтах;
  • Самостоятельно собрать полноценный портативный прибор;
  • Смонтировать только приставку и щуп, а подключение организовать к персональному компьютеру.

Осциллограф с корпусом своими руками

Эти варианты приведены в порядке снижения затрат на оборудование. Покупка готового осциллографа будет стоить дороже всего, так как это уже доставленный и работающий блок со всеми необходимыми функциями и настройками, а в случае некорректной работы можно обратиться в центр продажи.

В конструктор входит схема простого осциллографа своими руками, а цена снижается за счет оплаты только себестоимости радиодеталей. В этой категории также необходимо различать более дорогие и простые по комплектации и функционалу модели.

  • Сборка прибора самому по имеющимся схемам и приобретенных в разных точках радиодеталях не всегда может оказаться дешевле, чем приобретение конструктора, поэтому необходимо предварительно оценивать стоимость затеи, ее оправданность.

Наиболее дешевым способом заполучить осциллограф станет спаять только приставку к нему. Для экрана использовать монитор компьютера, а программы для снятия и трансформации получаемых сигналов можно скачать с разных источников.

Конструктор осциллографа: модель DSO138

  1. Китайские производители всегда славились умением создавать электронику для профессиональных потребностей с очень ограниченным функционалом и за довольно небольшие деньги.

  2. С одной стороны такие приборы не способны полностью удовлетворить ряд потребностей человека, занимающегося радиоэлектроникой в профессиональном русле, однако начинающим и любителям таких «игрушек» будет более, чем достаточно.

Одной из популярных моделей китайского производства типа конструктор осциллографа считается DSO138.

Прежде всего, у этого прибора невысокая стоимость, а поставляется он со всем комплектом необходимых деталей и инструкций, поэтому как правильно сделать осциллограф своими руками, используя имеющуюся в комплекте документацию вопросов возникать не должно.

  • Перед монтажом нужно ознакомиться с содержимым упаковки: плата, экран, щуп, все нужные радиодетали, инструкция для сборки и принципиальная схема.

Облегчает работу наличие практически на всех деталях и самой плате соответствующей маркировки, что действительно превращает процесс в собирание детского конструктора взрослым. На схемах и инструкции хорошо видно все нужные данные и можно разобраться, даже не владея иностранным языком.

На выходе должен получиться прибор с такими характеристиками:

  • Напряжение на входе: DC 9V;
  • Максимальное напряжение на входе: 50 Vpp (1:1 щуп)
  • Потребляемый ток 120 мА;
  • Полоса сигнала: 0-200KHz;
  • Чувствительность: электронное смещение с опцией вертикальной регулировки 10 мВ / дел — 5В / Div (1 — 2 — 5);
  • Дискретная частота: 1 Msps;
  • Сопротивление на входе: 1 MОм;
  • Временной интервал: 10 мкс / Div — 50s / Div (1 — 2 — 5);
  • Точность замеров: 12 бит.

Пошаговая инструкция сборки конструктора DSO138

Следует рассмотреть более детально подробные инструкции для изготовления осциллографа данной марки, ведь аналогичным образом осуществляется сборка других моделей.

Стоит отметить, что в данной модели плата поставляется сразу с впаянным 32-битным на M3 ядре микроконтроллере марки Cortex™. Работает он два 12-битных входа с характеристикой 1 μs и работает в максимальном частотном диапазоне до 72 МГц. Наличие этого девайса уже вмонтированным несколько облегчает задачу.

Шаг 1. Удобнее всего начинать монтаж с smd компонентов. Нужно учитывать правила при работе с паяльником и платой: не перегревать, держать не дольше 2 с, не смыкать между собой разные детали и дорожки, пользоваться паяльной пастой и припоем.

Шаг 2. Припаять конденсаторы, дросселя и сопротивления: нужно вставлять указанную деталь в отведенное на плате для нее место, отрезаем лишнюю длину ножки и запаиваем на плате. Главное не перепутать полярность конденсаторов и не сомкнуть паяльником или припоем соседние дорожки.

Шаг 3. Монтируем оставшиеся детали: переключатели и разъемы, кнопки, светодиод, кварц. Особенное внимание следует уделить стороне диодов и транзисторов. Кварц имеет металл в своем строении, потому нужно обеспечить отсутствие прямого контакта его поверхности с дорожками платы или позаботиться о диэлектрической подкладке.

Шаг 4. 3 разъема припаиваются к плате дисплея. После завершения манипуляций с паяльником нужно плату промыть спиртом без вспомогательных средств – никаких ваток, дисков или салфеток.

Читайте также:  Триммер из болгарки своими руками

Шаг 5. Просушить плату и проверить насколько качественно была проведена пайка. Прежде, чем подсоединить экран, нужно припаять две перемычки к плате. В этом пригодятся имеющиеся откушенные выводы деталей.

Шаг 6. Для проверки работы нужно включить прибор в сеть с током от 200 мА и напряжением 9 В.

Проверка заключается в снятии показателей с:

  • Разъема 9 В;
  • Контрольной точки 3,3 В.
  1. Если все параметры соответствуют нужным значениям, нужно отключить прибор от питания и установить JP4 перемычку.

Ша г 7. В 3 имеющихся разъему нужно вставить дисплей. К входу нужно подключить щуп для осциллографа, своими руками провести включение питания.

Результатом правильной установки и сборки станет появление на дисплее его номера, типа прошивки, ее версии и сайта разработчика. Спустя несколько секунд можно будет наблюдать синусоидные волны и шкалу при выключенном щупе.

Приставка для компьютера

При сборке этого простого прибора понадобится минимальное количество деталей, знаний и навыков. Принципиальная схема очень простая, разве, что нужно будет изготовить самому плату для сборки прибора.

  • Размеры приставки к осциллографу своими руками будет примерно как коробок для спичек или немножко больше, поэтому лучше всего использовать такого размера пластиковую емкость или бокс от батареек.

Поместив в него собранный прибор с готовыми выходами, можно приступать к организации работы с монитором компьютера. Для этого следует скачать программы «Осциллограф» и «Soundcard Oscilloscope». Можно протестировать их работу и выбрать ту, что понравилась больше.

Подключенный микрофон также сможет ретранслировать на подключенный осциллятор звуковые волны, программа будет отражать изменения. Подключается такая приставка к микрофонному или линейному входу и не требует никаких дополнительных драйверов.

Фото осциллографов своими руками

Источник: http://tytmaster.ru/oscillograf-svoimi-rukami/

Осциллограф из компьютера – самодельный цифровой USB-осциллограф из компьютера, ноутбука или звуковой карты своими руками, лучшие программы

Приобретение дорогостоящего осциллографа может быть неподъемной задачей для начинающего радиолюбителя. Различные приставки к компьютеру и соответствующие программы позволяют заменить устройство и сделать осциллограф из своего компьютера. Кроме экономии средств, появляется возможность сохранить данные измеряемого сигнала на компьютере, и автоматизировать вычисления параметров.

Программы, эмулирующие работу осциллографа

Обработкой сигналов, поступающих на вход компьютера или ноутбука занимаются виртуальные осциллографы. Эти программы имеют интерфейс, схожий с экраном реального осциллографа. Часть приложений предназначена для работы с устройствами на основе звуковых карт, другие взаимодействуют с USB-осциллоскопами.

Программы, работающие через аудиовхода:

Софт для USB-осциллографов:

  1. Aktakom OscilloscopePro.Осциллограф с корпусом своими руками
  2. Simplescope.Осциллограф с корпусом своими руками

Все виртуальные приборы являются двухканальными, снабжены генераторами частот, анализаторами. Проведенные измерения и осциллограммы можно сохранять на ПК. Обычно их не нужно инсталлировать. После распаковки архива и запуска программы появляется интерфейс реального осциллографа с регуляторами настроек.

Методы работы

Компьютер — цифровое устройство, поэтому для измерения аналогового параметра необходимо перевести сигнал в дискретный вид. Для этого используется АЦП — аналогово-цифровой преобразователь. Для вывода данных применяют ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь.

Звуковая карта компьютера дискретизирует входящие аналоговые сигналы, подключаемые к входам LINE IN и MIC.Осциллограф с корпусом своими руками

Поэтому аудиоплату можно использовать в качестве АЦП для подачи на компьютер или ноутбук измеряемого сигнала. Так как человек слышит звук в диапазоне 4Гц- 20кГц, то соответственно и аудиокарта работает в низкочастотном спектре. Полученный осциллограф также будет работать в указанном диапазоне.

Еще одним недостатком в работе «звукового» осциллоскопа является ограничение по напряжению, подаваемому на вход. Оно должно быть в пределах 0,5 В для входа MIC и до 2 В для LINE IN. Подключение сигнала амплитудой более 2В выведет из строя звуковую карту или компьютер.

Из-за конструкционных особенностей аудиокарты — наличие разделительного конденсатора на входе, постоянная составляющая электрического тока не будет показана на осциллографе. Но, используя приложение, можно ее измерить. Подавать сигнал лучше на вход LINE IN, так как он имеет наименьший уровень шумов. Минимальный уровень сигнала, который можно измерить — около 1мВ.

Использование таких осциллоскопов ограничено по частоте. Ими можно снимать показания с усилителей, магнитофонов, различных звуковых девайсов, а также микросхем, работающих на частотах до 20 кГц.

  Проверка блока питания на работоспособность

На высоких частотах применяется USB-осциллографы, имеющие больше возможностей.  Минусом таких устройств является высокая цена.

Конструкция и применение

Осциллограф — сложный электрический прибор. Понять принцип его работы поможет блок-схема.Осциллограф с корпусом своими руками

Имеются два луча развертки: по вертикали — Y и по горизонтали — X. По оси X откладывается значения времени, по Y отображается амплитуда сигнала.

На Y подается сигнал с устройства. Далее он проходит через аттенюатор, который изменяет чувствительность контура.

Потом, пройдя предварительный усилитель, попадает в линию задержки, которая «придерживает» сигнал пока не сработает генератор развертки.

Оконечный усилитель выводит сигнал на экран осциллоскопа. Чем больше входное напряжение, тем больше амплитуда сигнала.

На X подается пилообразное напряжение с генератора развертки, благодаря чему сигнал на осциллографе получается «растянутым» по времени. Меняя размерность генератора, можно получить изображение с разверткой до тысячных долей секунды.

Чтобы развертка запустилась одновременно с поступлением сигнала, в устройстве предусмотрена система синхронизации. Есть 3 возможных источника синхроимпульсов:

  1. Измеряемый сигнал. Наиболее часто используемый вариант, особенно при постоянной частоте входящего источника.
  2. Электрическая сеть. Частота сети поддерживается с высокой точностью, поэтому через нее возможна синхронизация.
  3. Внешний источник. Используется, как лабораторный генератор сигналов, так и смартфон с приложением, генерирующим синхроимпульсы определенной частоты.

Осциллограф визуализирует форму сигнала, что помогает понять причину неисправности. С помощью устройства снимается АЧХ прибора, есть возможность узнать скорость нарастания импульса в цифровых устройствах.

Используются осциллографы при настройке, ремонте электронных девайсов, будь то бытовая техника, ремонт автотранспорта или орбитальная станция.

Схема и сборка устройства

Существует много схем для изготовления цифрового USB-осциллографа своими руками. Не все доступны для неопытного радиолюбителя. Наиболее легким является сборка устройств на основе звуковой карты, так как здесь нужно собрать только делитель для увеличения порога входящего напряжения.

Подключение через USB

USB-осциллограф сложный в изготовлении своими руками, но высокоточный прибор с большим диапазоном по частоте. Детали для него можно приобрести в магазине или заказать через интернет. Список запчастей следующий:

  • двусторонняя плата с готовыми дорожками;
  • АЦП AD9288−40BRSZ;
  • система собирается на процессоре марки CY7C68013A;
  • резисторы, трансформаторы, конденсаторы, дроссели — номиналы указаны на схеме;
  • паяльник и монтажный фен, паяльная паста, флюс и припой;
  • провод с площадью сечения 0,1 мм2 и лаковым покрытием;
  • тороидальный сердечник для изготовления трансформатора;
  • чип памяти EEPROM flash 24LC64;
  • реле с управляющим напряжением не более 3,3 В;
  • операционные усилители AD8065;
  • преобразователь постоянного тока DC-DC;
  • USB коннектор;
  • стеклотекстолит;
  • разъемы для щупов, корпус для платы.

  Приложения для Android, которые помогут хорошенько выспаться

Схема устройства приведена ниже.Осциллограф с корпусом своими руками

Так как используется двусторонний монтаж, то самостоятельно плату с дорожками изготовить не получится. Надо обратиться к производственному объединению, выпускающему подобные изделия, и сделать заказ со следующими условиями:

  • стеклотекстолит, на котором будет размечена схема, должен иметь толщину не менее 1,5 мм;
  • толщина медных дорожек не менее 1 унции (OZ) или 35 мкм;
  • сквозная металлизация отверстий;
  • лужение контактных площадок для лучшего припаивания элементов.

Получив заказ, можно приступать к сборке. Вначале собирается конвертер DC-DC, для получения двух постоянных напряжений: +5 В и -5 В. Изготавливается он отдельно от основного устройства, а затем подсоединяется экранированным кабелем.

Далее аккуратно припаять элементы схемы. Особенно быть осторожным при пайке микросхем, не допускать увеличения температуры паяльника выше 300°С.

Разместив изготовленное устройство в корпусе, подключить его к компьютеру через USB разъем. После этого перемкнуть перемычку JP1.Осциллограф с корпусом своими руками

Использование аудиокарты

Осциллограф из внешней звуковой карты — малобюджетный и простой в изготовлении осциллоскоп к компьютеру или ноутбуку. Более всего подойдет начинающим радиолюбителям. Можно использовать как внешнее, так и внутреннее звуковое устройство.

Входное напряжение для внутренней звуковой карты компьютера не должно превышать 0,5-2 В. Чтобы измерить сигнал с амплитудой более 2 В, необходимо подать его на компьютер через делитель напряжения. Собирается аттенюатор по следующей схеме.

Осциллограф с корпусом своими руками

Подаваемое напряжение уменьшается в 100, 10 или 1 раз, в зависимости от величины. Для этого щупы вставляются в соответствующие разъемы. Точная настройка происходит через подстроечный резистор. Диоды предохраняют от случайной подачи напряжения более 2 В.

Конструкцию разместить в металлической коробке для устранения возможных наводок. Провод, подключаемый к звуковой карте, должен быть коротким с медной оплеткой. Для создания второго канала необходимо продублировать устройство. Если на карте есть несколько входов, то выбрать с наименьшим внутренним сопротивлением.

Осциллограф с корпусом своими руками

  Аккаунт – что это такое, и зачем нуженОсциллограф с корпусом своими руками

Кроме адаптера понадобятся:

  • сопротивление на 120 кОм:
  • коннектор mini Jake;
  • щупы для измерений.

После приобретения всех запчастей проделать следующие шаги:

  1. Вскрыть аккуратно адаптер, так, чтобы не сломать защелки. Внутри будет небольшая плата.Осциллограф с корпусом своими руками
  2. Снять конденсатор C6 и поставить на его место сопротивление на 120 кОм.
  3. Припаять к щупам коннекторы mini Jack вместо оригинальных и вставить их в адаптер.
  4. Скачать архив с драйверами устройства и распаковать его в папку. Вставить гаджет в компьютер.
  5. Компьютер запросит драйвера на новое устройство.
  6. Установить их, указав путь к папке.
  7. Нажать на кнопку «Далее» для установки драйверов.
Читайте также:  Как сделать миниатюрную катушку тесла своими руками

Перед использованием осциллограф необходимо настроить.

Настройка изделий

После сборки USB-осциллографа, на последнем этапе нужно прошить чип памяти EEPROM flash 24LC64. Для этого:

  1. Скачать и установить на компьютер приложение Cypress Suite.
  2. Запустить программу и перейти в меню EZ Console.
  3. Нажать на надпись «LG EEPROM».
  4. Появится окно с файлом прошивки. Выбрать его и запустить клавишей Enter.
  5. Если появилась ошибка «Error», запустить операцию прошивки снова.
  6. После успешного окончания процесса должна появиться надпись «Done». Осциллограф готов к работе.

Перед запуском осциллоскопа на основе внешнего аудиоадаптера проделать следующие действия:

  1. Сохранить файлы miniscope.exe, miniscope.ini и miniscope.log из скачанного архива в отдельной папке. Открыть miniscope.exe.
  2. После запуска программы, зайти в настройки и произвести действия, показанные на рисунках.
  3. Для проверки работоспособности подать тестовый сигнал. Должна появиться синусоида.

Устройство готово к работе.

Калибровка необходима устройству, работающему через аттенюатор и внутреннюю звуковую карту. Для этого подать на гаджет сигнал с известными амплитудой и частотой. Добившись устойчивой развертки, включить измерительную сетку. Согласовывая действия подстроечного резистора с регулировками на панели управления, привести значения сетки к исходным величинам.

Если не получится корректно отобразить значения, то можно отъюстировать сетку при помощи регулировок звука на компьютере. Открыть для этого регулятор громкости, расположенный на панели задач и, двигая ползунок, получить нужный уровень сигнала.

Готовые изделия перед включением обязательно заземлить. Соблюдать осторожность при подаче сигнала на порт звукового адаптера.

Источник: http://composs.ru/kak-sdelat-oscillograf-iz-kompyutera/

Цифровой осциллограф своими руками | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Осциллограф с корпусом своими руками

Осциллограф — это незаменимый помощник в мастерской радиолюбителя. С его помощью можно наблюдать форму сигнала, измерить длительность, частоту, амплитуду. Цифровой осциллограф способен запомнить изображение на экране, выводить на экран сопутствующую информацию о сигнале и многое другое.

Стоит осциллограф дорого, особенно цифровой, а вот сделать его из набора не сложно и не дорого.

Как-то на днях купил я недорого набор для сборки цифрового осциллографа в китайском интернет магазине GEARBEST

Набор пришёл довольно быстро (около 2 нед) с подробной инструкцией, схемой на английском. Было всё понятно, т.к. описание в картинках подробно расписано шаг за шагом.

Осциллограф с корпусом своими руками

Принципиальная схема цифрового осциллографа DSO 138

Осциллограф с корпусом своими руками

Характеристики осциллографа

Подробное описание сборки набора осциллографа

Этот набор сложнее, чем рассматриваемый ранее набор частотомера, но при аккуратной и внимательной сборке работает сразу без проблем.

На печатной плате уже был припаян прошитый микроконтроллер. Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™ — M3 ядре. Максимальная частота работы 72 МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 μs АЦП.

Есть в других наборах уже впаяны все smd детали. В моём только микроконтроллер, но остальные я сам впаял без особого труда остро заточенным паяльником и в очках с подсветкой.

Все smd детали были по количеству на одну больше для запаса на случай потери такой крохотульки ????

Шаг 1.

Чтобы было удобнее, пока на плате нет других деталей, первым делом я впаял все smd компоненты. Микроконтроллер (квадратик с выводами четырёх сторон), как я писал, был уже впаян.

Осциллограф с корпусом своими руками

Паяем аккуратно и не перегреваем микросхемы. Держать паяльник на одной ножке не более 2 сек! Используем припой (тонкая проволока с канифолью внутри) и паяльную пасту. Следим чтобы не перемыкали вывода между собой и в тоже время хорошо припаяны к контактным площадкам.

  • Шаг 2.
  • Далее я припаял все пассивные компоненты (сопротивления, дросселя и конденсаторы).
  • Осциллограф с корпусом своими руками

Тут без особых комментариев. Вставляем деталь согласно прилагаемой инструкции в печатную плату, обрезаем лишний отрезок вывода и хорошо припаиваем. Вокруг контактных площадок с обратной стороны платы близко подходит экранный слой. Поэтому паяйте аккуратно, чтобы припой не замкнул на экранный слой и соседние дорожки.

Немного о маркировке керамических конденсаторов: эти конденсаторы маркируются также как и резисторы. Первые две цифры — это число, третья цифра — количество нулей после числа. Например 121 — это 120 пф, 203 — это 22 000 пф или 22нф, 104 — это 100000 пф или 100 нф или 0,1 мкф.

У электролитических конденсаторов есть полярность. Не путаем + и !

  1. Шаг 3.
  2. Далее паяем всё оставшееся: диоды, транзисторы, кварц, светодиод, кнопки, разъёмы, переключатели…
  3. Осциллограф с корпусом своими руками

При пайке транзисторов и диодов, так же как и микросхемы — не перегреваем! Держать паяльник на одной ножке не более 2-3 сек!

Диоды имеют катод и анод, поэтому при пайке смотрим на кольцо с одного краю (это катод). Не путаем так же установку транзисторов! Внимательно смотрим маркировку, они похожи на микросхемы — стабилизаторы 78L05 и 79L05

Разъёмы и переключатели хоть и блестят, но паяются плохо. Я предварительно зачистил ножки мелкой наждачкой.

При пайке кварца надо немного приподнять от платы, т.к. он металлический и может замкнуть контактные площадки. Можно подложить под него диэлектрик.

  • Шаг 4.
  • К плате дисплея нужно припаять только три разъёма.
  • Осциллограф с корпусом своими руками
  • После того как всё припаяно промываем плату спиртом не нужной зубной щёткой или ватным диском.
  • Шаг 5.
  • После того как плату просушили, ещё раз проверяем качество пайки.

После перед под соединением дисплея к основной плате припаяем две перемычки. Сделать их можно из откусанных выводов.

Осциллограф с корпусом своими руками

Шаг 6.

Подключаем питание. Источник питания: постоянное стабилизированное напряжение 9 В с максимальным током не менее 200 мА.

Осциллограф с корпусом своими руками

  1. Проверяем соответствия на разъёме 9 В.
  2. Проверяем в контрольной точке 3,3 В.
  3. Если всё нормально, выключаем питание и устанавливаем перемычку JP4.
  1. Шаг 7.
  2. Вставляем дисплей в разъёмы (3 шт).
  3. Подключаем ко входу щуп (есть в комплекте) и включаем питание.
  4. Если всё правильно, видим на экране сайт производителя, версию прошивки и номер дисплея:
  5. Осциллограф с корпусом своими руками
  6. Далее, через несколько секунд появляется шкала и синусоида, даже при не подключенных никуда щупе и включенном переключателе на максимальную чувствительность — 10мВ
  7. Вверху два разъёма: вход сигнала и питание.
  8. Слева находятся переключатели: измерение постоянной и переменной составляющей (открытый и закрытый вход).

Второй и третий переключатели — входной аттенюатор прибора (чувствительность) и аттенюатор после входного усилителя. Они позволяют выбрать масштаб по оси напряжения. Если выбран 1 Вольт, то это означает, что в этом режиме размах в одну масштабную клетку экрана будет равен напряжению в 1 Вольт.

С помощью второго переключателя выбираем напряжение, а третьего множитель. При помощи этих переключателей можно выбрать девять фиксированных уровней входного напряжения (от 10 мВ до 5 В).

Светодиод — индикатор наличия и синхронизации сигнала.

Справа — кнопки управления: запоминание, выбор, установки параметров (смещение, синхронизация, размах). Все изменения отображаются на экране по кругу. Нижняя кнопка — сброс.

Таблица напряжений в контрольных точках

Подстроечными конденсаторами устанавливаем правильную форму отображаемого сигнала. Для этого нужно подать источник прямоугольных импульсов.

Лучше это сделать один раз с фабричного генератора стандартных сигналов. Можно подать сигнал от внутреннего генератора (фото ниже).

Для этого подсоединяем красный «крокодил» щупа на перемычку J2 (вверху платы). Конденсаторами выравниваем чёткие прямоугольные формы.

Надеюсь, что обзор данного конструктора-осциллографа был интересен и окажется полезным при сборке. Удачи!

А.В.Зотов, Волгоградская обл.

  • Кто заинтересовался набором можете пройти на сайт магазина: GEARBEST.com
  • В этой статье подробно написано, о том как купать товары в китайском интернет-магазине.
  • РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ
  • При хранении ульев с пчелами зимой нужно поддерживать определённую постоянную температуру и влажность. Чтобы автоматизировать режим обогрева и вентиляции помещения, чтобы пчелам было комфортно ???? необходимо иметь терморегулятор.
    Об одном из вариантов самодельного цифрового терморегулятора и пойдет речь в статье ниже. Подробнее…

  • Самодельные станки и приспособления
  • Простые настольные станки для домашней мастерской

    Когда у домашнего мастера есть станки, тиски, различные приспособления и конечно, весь необходимый инструмент — то и работу выполнять приятней и быстрее. Поэтому сегодня речь пойдёт именно о них — наших помощниках! ????
    Подробнее…

  • Поговорим о солнечной электростанции.
  •  Солнечная электростанция — современный способ электроснабжения нашего дома. Вопрос использования альтернативных источников энергии возникает у многих.  И это не удивительно, ведь постоянный рост цен на электричество заставляет задумываться об этом всё чаще и чаще. Вот и встаёт вопрос: почему бы не использовать бесплатные неиссякаемые природные ресурсы — ветер, солнце, воду? Давайте сегодня поговорим об солнечной энергии, а точнее о солнечной электростанции.
    Подробнее…

Популярность: 13 251 просм.

Источник: http://www.MasterVintik.ru/cifrovoj-oscilograf-svoimi-rukami/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector