Napravite osciloskop s Raspberry Pi Pico

Ako se bavite izradom elektroničkih projekata, samo je pitanje vremena kada ćete shvatiti koliko osciloskop može biti koristan. Međutim, osciloskopi mogu biti pretjerano skupi za nekoga tko tek počinje s PWM i digitalnom logičkom analizom.

Dobra vijest je da možete izgraditi vlastiti jeftini osciloskop od 200 kHz s mikrokontrolerskom pločom Raspberry Pi Pico i besplatnim softverom Scoppy.

Što možete učiniti s Pi Pico osciloskopom?

Uređaj koji ćete napraviti je niskofrekventni osciloskop koji može mjeriti napone do 3,3 V. Iako to nije puno, sve dok vaš projekt ne prelazi granice mogućnosti Pi Pica, još uvijek možete koristiti ovo osciloskop za projekte koji uključuju modulaciju širine impulsa (PWM), karakterizaciju senzora, digitalnu logičku analizu i audio elektronika.

Iako prvenstveno osciloskop, ovaj DIY uređaj također dolazi s drugim funkcijama kao što je logički analizator! To znači da ovo možete koristiti i kao alat za učenje za bolje razumijevanje

razne komunikacijske protokole i eksperimentirati s PWM i elektronikom male snage.

Što ćete trebati

Budući da postoji toliko mnogo načina za poboljšanje ovog projekta, jednostavno ćemo vam pokazati kako napraviti sam osnovni osciloskop. Ovo su artikli koji će vam trebati:

Također možete zamijeniti nekoliko stavki prema svojim željama. Možete upotrijebiti krokodilske kopče umjesto premosnih žica ako više volite kopčati stvari prilikom ispitivanja strujnog kruga. Možete koristiti protoboard za lemljenje svih komponenti zajedno kako biste napravili trajniji osciloskop. A ako imate Raspberry Pi Pico W, možete ga koristiti umjesto običnog Pi Pica.

Izrada ovog osciloskopa Raspberry Pi Pico vrlo je jednostavna i uključuje proces u četiri koraka.

Korak 1: Instalirajte aplikaciju Scoppy za Android

Najprije ćete htjeti preuzeti i instalirati aplikaciju Scoppy za svoj Android telefon ili tablet uređaj. Ovo se koristi za prikaz GUI osciloskopa.

Preuzimanje datoteka:Scoppy (besplatno)

Korak 2: Instalirajte Scoppy Pico firmware

Preuzmite ispravan firmware za vrstu Raspberry Pi Pico koju planirate koristiti: obični Pico ili Pico W s bežičnom vezom.

Preuzimanje datoteka:Scoppy Pi Pico (besplatno)

Preuzimanje datoteka:Scoppy Pi Pico W (besplatno)

Nakon što preuzmete relevantni firmware, pritisnite i držite gumb BOOTSEL na Pi Picu, zatim ga povežite s računalom pomoću USB kabela i otpustite gumb. To bi trebalo uzrokovati da Pico bude otkriven kao USB uređaj za masovnu pohranu.

Sada kopirajte .uf2 datoteku koju ste upravo preuzeli i postavite je na Pico uređaj za masovnu pohranu. Tijekom prijenosa, ugrađeni LED na Pi Picu trebao bi treperiti. To znači da se datoteka prenosi s računala na vaš Pico

Korak 3: Dodajte otpornik za ograničavanje struje

Ovaj korak nije neophodan za rad Pico osciloskopa, ali će osigurati da je ploča zaštićena u slučaju da ispitate napone veće od granice od 3,3 V. Odlučili smo ovo dodati kao dio osnovne izrade.

Za privremenu opremu, pričvrstite pinove GND, 3,3 V i GP26 Pica na matičnu ploču pomoću ravnih muških zaglavlja.

Možete koristiti dvije muško-muške premosne žice kao sonde, gdje se GND spaja na masu, a GP26 pin povezuje na izlaz signala elektroničkog sklopa koji želite testirati.

Korak 4: Povežite Raspberry Pi Pico s Android uređajem

Potreban je Android telefon ili tablet za GUI (grafičko korisničko sučelje) za Raspberry Pi Pico osciloskop. Da biste ga povezali, morat ćete koristiti Android uređaj koji radi na Androidu 6.0 ili novijem i ima USB OTG podršku.

Nakon što spojite svoj pametni telefon na konfiguriranu Pico ploču putem USB-a, otvorite aplikaciju Scoppy na telefonu i odaberite Dopusti na upit koji traži dopuštenje za korištenje USB uređaja s aplikacijom Scoppy.

Čestitamo! Uspješno ste postavili Pico-bazirani osciloskop.

Kako koristiti Scoppy

Ono po čemu se ovaj osciloskop izdvaja od ostalih jeftinih unaprijed izrađenih osciloskopa koje možete pronaći na internetu je prekrasno GUI koje pametni telefon pruža korisniku.

Iako je sučelje prilično intuitivno, ipak može biti zastrašujuće za ljude koji uče koristiti osciloskop. Da biste se brže upoznali s korištenjem opcija izbornika Scoppy, evo glavnih kontrola i postavki o kojima trebate znati:

Horizontalne i okomite kontrole

Kontrole okidača

Da biste testirali osciloskop, možete postaviti sondu za uzemljenje na spoj uzemljenja kruga, a sondu za signal na čvor s kojeg pokušavate uhvatiti signal. Provjerite koristi li krug manje od 3,3 V.

Ako nemate strujni krug za testiranje osciloskopa, testne signale možete pogledati na Pico ploči: jednostavno spojite signalnu sondu na Picov GP22 pin, a sondu za uzemljenje na GND pin na ploči.

Ako osciloskop pokazuje kvadratni val od 1kHz s ciklusom rada od 50%, vaš Raspberry Pi Pico osciloskop radi kako je predviđeno i spreman je za korištenje u vašim elektroničkim projektima!

Ograničenja

Projekt Scoppy razvijen je kako bi se početnicima u elektronici i hobistima pružio jeftini osciloskop i logički analizator za učenje i stvaranje niskofrekventnih projekata. Ono što ovom osciloskopu omogućuje da bude ultra jeftin je korištenje pametnog telefona koji većina ljudi već ima i mikrokontrolera od 4 USD.

Naravno, veliki ograničavajući faktor kod ovog osciloskopa je Raspberry Pi Pico, koji može podnijeti samo do 3,3 V na frekvencijama od 200 kHz s brzinom uzorkovanja od 500 kS/s. Ovo ograničava osciloskop samo na projekte elektronike male snage i niske frekvencije. Što se tiče logičkog analizatora, on je ograničen na osam kanala, svaki s maksimalnom brzinom uzorkovanja od 25MS/s.

Ali čak i uz ova ograničenja, postoje mnogi projekti koje možete raditi i nadamo se iz kojih možete učiti koristeći ovaj jeftini osciloskop baziran na Pico-u koji se lako sastavlja.