Oscyloskop cyfrowy AVR, wersja 3.0

licznik odwiedzin

XM-scope 3 - miniaturowy 2-kanałowy oscyloskop cyfrowy dla każdego.

Jest to trzecia już wersja oscyloskopu cyfrowego na procesorze z rodziny AVR. Tym razem urządzenie jest bardziej rozbudowane, dodane jest wiele ciekawych i przydatnych funkcji oraz przede wszystkim dodających urządzeniu więcej zastosowań praktycznych.

Głównym założeniem projektu było wykonanie 2-kanałowego oscyloskopu o jak najmniejszych wymiarach, o małym stopniu skomplikowania sprzętowego, tak aby każdy mógł go wykonać w domowych warunkach. Istotną rolę odgrywał także koszt wykonania i dostępność części.

O urządzeniu

Sercem urządzenia jest mikrokontroler ATXMega128A3-AU. Oscyloskop wykorzystuje 2 wbudowane przetworniki A/C mikrokontrolera. Wyświetlacz LCD to TFT 132x176 pixeli ze sterownikiem LS020 lub L2F50 z popularnych Siemensów S65/SX65/CX65 itd.

Opis parametrów:

-max częstotliwość próbkowania w czasie rzeczywistym: 2 Ms/s na kanał

-max częstotliwość próbkowania w czasie ekwiwalentnym: 24 Ms/s

-rozdzielczość amplitudowa: 12 bitów (11 bitów + bit znaku)

-zakres napięć wejściowych (AC: +/- 35V, DC: 0-35V)

-pasmo analogowe <1MHz

-zakres mierzonych częstotliwości przebiegów w czasie rzeczywistym: 50Hz – 300kHz na kanał

-zakres mierzonych częstotliwości przebiegów w czasie ekwiwalentnym: <1MHz na kanał dla sygnałów sinusoidalnych(lub zbliżonych), okresowych

-podstawa czasu w czasie rzeczywistym:

5us/d, 10us/d, 20us/d, 40us/d, 80us/d, 160us/d, 320us/d, 640us/d, 1.3ms/d, 2.5ms/d, 5ms/d

-podstawa czasu w czasie ekwiwalentnym:

1.6us/d, 800ns/d, 400ns/d

-wartość napięcia na działkę:

200mV/d, 0.5V/d, 1V/d, 2V/d, 5V/d, 10V/d, 20V/d (niezależna regulacja dla każdego z kanałów)

Opis funkcji:

-możliwość niezależnej regulacji tłumienia sondy (1x, 10x, 100x) dla każdego z kanałów co zmienia odpowiednio wartości napięcia na działkę

-płynna regulacja pozycji pionowej każdego z przebiegów na ekranie

-płynna regulacja poziomu wyzwalania

-synchronizacja automatyczna(programowa) względem wybranego kanału lub wyłączenie synchronizacji

-wyzwalanie klawiszem

-wyzwalanie zewnętrznym sygnałem (zboczem narastającym)

-wyzwalanie zewnętrznym sygnałem (zboczem opadającym)

-pomiar amplitudy dla każdego z kanałów

-pomiar częstotliwości dla każdego z kanałów

-pomiar wartości maksymalnej przebiegu dla każdego z kanałów

-pomiar wartości minimalnej przebiegu dla każdego z kanałów

-pomiar kursorami:

* Kursory czasu

* Kursory napięcia

-zatrzymywanie przebiegu

-tryb odchylenia X-Y

-analizator widma wykorzystujący algorytm FFT(regulacja częstotliwości końcowej, pomiar kursorem częstotliwości)

-cyfrowy filtr interpolacyjny (3x, 6x lub 12x zwiększający częstotliwość próbkowania)

-odwracanie niezależne każdego z przebiegów

-zapis do 50 pomiarów na karcie mikro SD (możliwość nadawania nazwy pomiarom)

-odczyt pomiarów z karty mikro SD (możliwość wykonywania większości pomiarów na przebiegu odczytanym tak jak w czasie rzeczywistym)

-woltomierz AC/DC 2 kanałowy (wartość chwilowa lub wartość średnia napięcia)

BUDOWA

Urządzenie zostało zaprojektowane i wykonane od początku przeze mnie, całość wykonana w domowych warunkach. Jest to narazie wersja BETA, ewentualne błędy programowe wyjdą, jak się będzie użytkowało i na bieżąco będę poprawiał. Oscyloskop pobiera ok 70-80 mA prądu, akumulator 1000mAh, powinien więc wystarczyć na ponad 10 godzin pracy.

Zdjęcia

Film

Przepraszam za jakość oraz za pomyłki w klawiszach na filmie, ale niestety sprzęt nagrywający, jakim dysponuję potrzebuje lekkiej pomocy w postaci lupy przyłożonej do obiektywu, aby jako taka ostrość była z bliska, dlatego też miałem ograniczone pole manewru i pole widzenia. Nie wszystkie funkcje przedstawiłem na filmie, ale mniej więcej się można zorientować.

Koszty

-ATXmega - 32zł

-LCD (kupiony w zestawie 7 telefonów, a w tym dwa CX65 w cenie 32 zł z przesyłką za zestaw, więc wychodzi 16 zł za jeden LCD)

-gniazda BNC-6zł

-obudowa KM-100 - 3,50 zł

-slot mSD-4zł

-przyciski, rezystory, kondensatory, kwarc, stabilizator itd-ok 10 zł

-części kupowane w jednym sklepie więc przesyłka ok. 10 zł łącznie

-reszta części z odzysku

Chcesz zbudować sobie takie urządzenie? Proszę bardzo :)

Schemat ideowy:

Rozmieszczenie elementów na płytce:

POBIERZ Wzory płytek do druku

W celu uzyskania wsadu do procesora należy skontaktować się ze mną meilowo:

[e-mail]

Wsad nie będzie traktowany jako przedmiot sprzedaży ale jako prezent ode mnie dla tych, którzy zechcą wpsomóc moje następne projekty finansowo. Wpłacając jedyne 15 zł na konto które podam osobom chętnym w meilu uzyskuje się ode mnie wsad oraz wszystkie następne aktualizacje oprogramowania.

UWAGA

Zabronione jest zamieszczania wsadu do procesora na jakichkolwiek stronach internetowych lub w inny sposób udostępniania go osobom trzecim, wykorzystywanie projektu w celach zarobkowych, sprzedaż oprogramowania lub gotowych urządzeń bez zgody autora.

Uwagi konstrukcyjne

Wyświetlacze LCD zastosowane w projekcie posiadają podświetlenie wykonane z 3 szeregowo połączonych diod które do prawidłowego podświetlenia wymagają napiecia ok 10-12V. Stosuje się do tego celu pompy ładunkowe lub inne prądożerne przetwornice zwiększające napięcie. W moim projekcie w celu uproszczenia płytki oraz ZNACZNEGO zmniejszenia poboru prądu konieczna jest przeróbka podświetlenia tegoż LCD na połączenie diod równolegle. Brzmi groźnie, ale nie jest to takie trudne do wykonania. Instrukcję jak to wykonać można znaleźć np tutaj:

INSTRUKCJA

Uwaga druga: Masa układu GND oraz masa wejść sygnałów nie są na tym samym poziomie, dlatego nie wolno ich łączyć ze sobą!!!

Uwaga trzecia: Biblioteka obsługująca karty SD nie tworzy nie nie powiększa plików, dlatego na kartę pamięci trzeba wgrać wcześniej na komputerze 50 plików txt. Pliki do pobrania tutaj: KLIK.

Plik rar należy wypakować bezpośrednio do kalatogu głównego na czystej sformatowanej w systmie FAT32 karcie.

Jeśli ktoś zbuduje oscyloskop i zauważy jakieś błędy w oprogramowaniu proszę o poinformowanie mnie meilowo.