Zbuduj oscyloskop z Raspberry Pi Pico

Jeśli zajmujesz się tworzeniem projektów elektronicznych, to tylko kwestia czasu, zanim zdasz sobie sprawę, jak przydatny może być oscyloskop. Jednak oscyloskopy mogą być zbyt drogie dla kogoś, kto dopiero zaczyna przygodę z PWM i cyfrową analizą logiczną.

Dobrą wiadomością jest to, że możesz zbudować własny, niedrogi oscyloskop 200 kHz z płytką mikrokontrolera Raspberry Pi Pico i darmowym oprogramowaniem Scoppy.

Co można zrobić z oscyloskopem Pi Pico?

Urządzenie, które zrobisz, to oscyloskop niskiej częstotliwości, który może mierzyć napięcia do 3,3 V. Chociaż to niewiele, o ile Twój projekt nie wykracza poza granice możliwości Pi Pico, nadal możesz z tego korzystać oscyloskop do projektów obejmujących modulację szerokości impulsu (PWM), charakterystykę czujnika, cyfrową analizę logiczną i audio elektronika.

Chociaż jest to przede wszystkim oscyloskop, to urządzenie do samodzielnego montażu ma również inne funkcje, takie jak analizator stanów logicznych! Oznacza to, że możesz również użyć tego jako narzędzia do nauki, aby lepiej zrozumieć

różne protokoły komunikacyjne i eksperymentuj z PWM i elektroniką małej mocy.

Co będziesz potrzebował

Ponieważ istnieje wiele sposobów na ulepszenie tego projektu, pokażemy Ci po prostu, jak zrobić sam podstawowy oscyloskop. Oto elementy, których będziesz potrzebować:

Możesz także wymienić kilka elementów w zależności od preferencji. Możesz użyć zacisków krokodylkowych zamiast przewodów połączeniowych, jeśli wolisz zaciskać rzeczy podczas sondowania obwodu. Możesz użyć protoboardu do lutowania wszystkich komponentów razem, aby stworzyć bardziej trwały oscyloskop. A jeśli masz tzw Raspberry Pi Pico W, możesz użyć tego zamiast zwykłego Pi Pico.

Wykonanie oscyloskopu Raspberry Pi Pico jest bardzo proste i obejmuje czteroetapowy proces.

Krok 1: Zainstaluj aplikację Scoppy na Androida

Najpierw pobierz i zainstaluj aplikację Scoppy na telefon lub tablet z Androidem. Służy do wyświetlania GUI oscyloskopu.

Pobierać:Scoppy (darmowy)

Krok 2: Zainstaluj oprogramowanie sprzętowe Scoppy Pico

Pobierz oprogramowanie układowe odpowiednie dla typu Raspberry Pi Pico, którego planujesz używać: zwykłego Pico lub Pico W z łącznością bezprzewodową.

Pobierać:Scoppy Pi Pico (darmowy)

Pobierać:Scoppy Pi Pico W (darmowy)

Po pobraniu odpowiedniego oprogramowania naciśnij i przytrzymaj przycisk BOOTSEL na Pi Pico, a następnie podłącz go do komputera kablem USB i zwolnij przycisk. Powinno to spowodować wykrycie Pico jako urządzenia pamięci masowej USB.

Teraz skopiuj właśnie pobrany plik .uf2 i umieść go na urządzeniu pamięci masowej Pico. Podczas przesyłania wbudowana dioda LED na Pi Pico powinna migać. Oznacza to, że plik jest przesyłany z komputera do Twojego Pico

Krok 3: Dodaj rezystor ograniczający prąd

Ten krok nie jest konieczny, aby oscyloskop Pico działał, ale zapewni ochronę płyty w przypadku sondowania napięć wyższych niż limit 3,3 V. Postanowiliśmy dodać to jako część podstawowej kompilacji.

W przypadku tymczasowego zestawu przymocuj piny GND, 3,3 V i GP26 Pico do płytki stykowej za pomocą prostych męskich nagłówków pinów.

Możesz użyć dwóch przewodów połączeniowych męski-męski jako sond, gdzie GND łączy się z masą, a pin GP26 łączy się z wyjściem sygnału obwodu elektronicznego, który chcesz przetestować.

Krok 4: Podłącz Raspberry Pi Pico do urządzenia z Androidem

Do zapewnienia GUI (graficznego interfejsu użytkownika) dla oscyloskopu Raspberry Pi Pico potrzebny jest telefon lub tablet z systemem Android. Aby go podłączyć, musisz użyć urządzenia z Androidem w wersji 6.0 lub nowszej i obsługującej USB OTG.

Po podłączeniu smartfona do skonfigurowanej płyty Pico przez USB otwórz aplikację Scoppy na telefonie i wybierz Umożliwić w monicie z prośbą o pozwolenie na użycie urządzenia USB z aplikacją Scoppy.

Gratulacje! Pomyślnie skonfigurowałeś oscyloskop oparty na Pico.

Jak korzystać ze Scoppy'ego

To, co wyróżnia ten oscyloskop spośród innych tanich gotowych oscyloskopów, które można znaleźć w Internecie, to piękny graficzny interfejs użytkownika, który zapewnia użytkownikowi smartfon.

Chociaż interfejs jest dość intuicyjny, nadal może być zastraszający dla osób uczących się obsługi oscyloskopu. Aby szybko zorientować się, jak korzystać z opcji menu Scoppy, oto główne elementy sterujące i ustawienia, o których musisz wiedzieć:

Sterowanie poziome i pionowe

Sterowanie spustem

Aby przetestować oscyloskop, możesz umieścić sondę uziemienia w uziemieniu obwodu, a sondę sygnału w węźle, z którego próbujesz przechwycić sygnał. Upewnij się, że obwód zużywa mniej niż 3,3 V.

Jeśli nie masz obwodu do testowania oscyloskopu, możesz zobaczyć sygnały testowe na płytce Pico: po prostu podłącz sondę sygnałową do pinu GP22 Pico, a sondę uziemienia do pinu GND na płycie.

Jeśli oscyloskop pokazuje falę prostokątną 1 kHz przy 50% cyklu pracy, Twój oscyloskop Raspberry Pi Pico działa zgodnie z przeznaczeniem i jest gotowy do użycia w projektach elektronicznych!

Ograniczenia

Projekt Scoppy został opracowany, aby zapewnić początkującym elektronikom i hobbystom niedrogi oscyloskop i analizator logiczny do nauki i tworzenia projektów o niskiej częstotliwości. To, co sprawia, że ​​ten oscyloskop jest bardzo tani, to użycie smartfona, który większość ludzi już ma, oraz mikrokontrolera za 4 USD.

Oczywiście dużym ograniczeniem tego oscyloskopu jest Raspberry Pi Pico, który może obsługiwać napięcie do 3,3 V przy częstotliwości 200 kHz z częstotliwością próbkowania 500 kS/s. Ogranicza to oscyloskop tylko do projektów elektronicznych o niskim poborze mocy i niskiej częstotliwości. Jeśli chodzi o analizator stanów logicznych, jest on ograniczony do ośmiu kanałów, z których każdy ma maksymalną częstotliwość próbkowania 25MS/s.

Ale nawet przy tych ograniczeniach istnieje wiele projektów, które możesz wykonać i, miejmy nadzieję, uczyć się, korzystając z tego niedrogiego i łatwego w montażu oscyloskopu opartego na Pico.