آیا به دنبال یک اسیلوسکوپ ارزان و آسان برای مونتاژ هستید؟ در اینجا راهنمایی در مورد نحوه ساختن با استفاده از Raspberry Pi Pico آورده شده است.
اگر به ساخت پروژه‌های الکترونیکی علاقه‌مند هستید، زمان زیادی است که متوجه شوید یک اسیلوسکوپ چقدر می‌تواند مفید باشد. با این حال، اسیلوسکوپ ها برای افرادی که به تازگی با PWM و تجزیه و تحلیل منطق دیجیتال شروع کرده اند، می توانند بسیار گران باشند.
خبر خوب این است که می توانید اسیلوسکوپ 200 کیلوهرتزی ارزان قیمت خود را با برد میکروکنترلر Raspberry Pi Pico و نرم افزار رایگان Scoppy بسازید.
با اسیلوسکوپ پی پیکو چه کاری می توانید انجام دهید؟
دستگاهی که شما می سازید یک اسیلوسکوپ فرکانس پایین است که می تواند ولتاژ تا 3.3 ولت را اندازه گیری کند. اگر چه این مقدار زیاد نیست، تا زمانی که پروژه شما از حد توانایی های Pi Pico فراتر نمی رود، همچنان می توانید از این اسیلوسکوپ برای پروژه هایی که شامل مدولاسیون عرض پالس (PWM)، مشخصه سنسور، تجزیه و تحلیل منطق دیجیتال و الکترونیک صوتی
اگرچه در درجه اول یک اسیلوسکوپ است، اما این دستگاه DIY دارای عملکردهای دیگری مانند یک تحلیلگر منطقی نیز می باشد! این بدان معنی است که شما همچنین می توانید از این به عنوان یک ابزار یادگیری برای درک بهتر پروتکل های ارتباطی مختلف و آزمایش PWM و الکترونیک کم مصرف استفاده کنید.
آنچه شما نیاز خواهید داشت
از آنجایی که راه های زیادی برای بهبود این پروژه وجود دارد، ما به سادگی به شما نشان می دهیم که چگونه اسیلوسکوپ اصلی را بسازید. در اینجا مواردی وجود دارد که شما نیاز دارید:
مورد
تعداد
Raspberry Pi Pico / Pico W
گوشی هوشمند اندروید (اندروید 6.0 و بالاتر)
آداپتور USB OTG
کابل USB (نوع A تا میکرو USB)
مقاومت های 1 کیلو اهم
مقاومت 100 کیلو اهم
تخته نان
سیم های جامپر (نر-نر)
همچنین می توانید چند مورد را بر اساس اولویت خود تعویض کنید. اگر ترجیح می‌دهید هنگام کاوش مدار، چیزهایی را ببندید، می‌توانید به جای سیم‌های جامپر از گیره‌های تمساح استفاده کنید. می توانید از پروتوبرد برای لحیم کردن تمام اجزاء به یکدیگر استفاده کنید تا یک اسیلوسکوپ دائمی تر بسازید. و اگر Raspberry Pi Pico W دارید، می توانید از آن نسبت به Pi Pico معمولی استفاده کنید.
ساخت این اسیلوسکوپ رزبری پای پیکو بسیار ساده است و شامل یک فرآیند چهار مرحله ای است.
مرحله 1: برنامه Scopy Android را نصب کنید
ابتدا باید اپلیکیشن Scoppy را برای گوشی یا تبلت اندرویدی خود دانلود و نصب کنید. این برای نمایش رابط کاربری گرافیکی اسیلوسکوپ استفاده می شود.
دانلود: Scoppy (رایگان)
مرحله 2: نرم افزار Scoppy Pico را نصب کنید
سفت‌افزار صحیح را برای نوع Raspberry Pi Pico که قصد استفاده از آن را دارید دانلود کنید: Pico معمولی یا Pico W با اتصال بی‌سیم.
دانلود: Scoppy Pi Pico (رایگان)
دانلود: Scoppy Pi Pico W (رایگان)
هنگامی که سیستم عامل مربوطه را دانلود کردید، دکمه BOOTSEL را روی Pi Pico فشار داده و نگه دارید، سپس آن را با کابل USB به رایانه خود متصل کرده و دکمه را رها کنید. این باید باعث شود که Pico به عنوان یک دستگاه USB ذخیره‌سازی انبوه شناسایی شود.
اکنون فایل .uf2 را که به تازگی دانلود کرده اید کپی کرده و آن را در دستگاه ذخیره سازی انبوه Pico قرار دهید. هنگام انتقال، چراغ LED روی Pi Pico باید چشمک بزند. این نشان می دهد که فایل از رایانه به Pico شما منتقل می شود
مرحله 3: یک مقاومت محدود کننده جریان اضافه کنید
این مرحله برای کار کردن اسیلوسکوپ Pico ضروری نیست، اما در صورت بررسی ولتاژهای بالاتر از حد 3.3 ولت، از برد محافظت می کند. ما تصمیم گرفتیم این را به عنوان بخشی از ساخت پایه اضافه کنیم.
برای دکل موقت، پین‌های GND، 3.3 ولت و GP26 Pico را با استفاده از هدرهای پین نر مستقیم به تخته نان ببندید.
می توانید از دو سیم جامپر نر به نر به عنوان پروب استفاده کنید، جایی که GND به زمین وصل می شود و پین GP26 به خروجی سیگنال مدار الکترونیکی که می خواهید آزمایش کنید وصل می شود.
مرحله 4: Raspberry Pi Pico را به دستگاه Android متصل کنید
یک تلفن یا تبلت اندرویدی برای ارائه یک رابط کاربری گرافیکی (رابط کاربری گرافیکی) برای اسیلوسکوپ Raspberry Pi Pico مورد نیاز است. برای اتصال آن، باید از یک دستگاه اندرویدی استفاده کنید که روی اندروید 6.0 یا بالاتر اجرا می‌شود و از USB OTG پشتیبانی می‌کند.
هنگامی که تلفن هوشمند خود را از طریق USB به برد Pico پیکربندی شده متصل کردید، برنامه Scoppy را در تلفن باز کنید و در فرمانی که درخواست مجوز برای استفاده از دستگاه USB با برنامه Scoppy می‌کند، Allow را انتخاب کنید.
تبریک می گویم! شما با موفقیت اسیلوسکوپ مبتنی بر Pico را راه اندازی کردید.
نحوه استفاده از Scoopy
چیزی که این اسیلوسکوپ را از دیگر اسیلوسکوپ های ارزان قیمت از پیش ساخته شده که می توانید به صورت آنلاین پیدا کنید متمایز می کند رابط کاربری گرافیکی زیبایی است که یک گوشی هوشمند در اختیار کاربر قرار می دهد.
اگرچه رابط کاربری کاملاً شهودی است، اما هنوز هم ممکن است برای افرادی که نحوه استفاده از اسیلوسکوپ را یاد می‌گیرند ترسناک باشد. برای اینکه شما در مورد نحوه استفاده از گزینه های منوی Scoppy سریع تر مطلع شوید، در اینجا کنترل ها و تنظیمات اصلی وجود دارد که باید در مورد آنها بدانید:
کنترل های افقی و عمودی
کنترل
تابع
TIME/DIV
مقیاس افقی. پایه زمان نمونه برداری برای سیگنال را بر حسب میلی ثانیه در هر تقسیم تنظیم می کند.
POSITION (افقی)
شکل موج را به چپ و راست برای پیش‌نمایش بخش‌های نمونه‌گیری شده با مهرهای زمانی حرکت می‌دهد.
VOLTS/DIV
مقیاس عمودی. برای تنظیم اندازه دامنه سیگنال، شکل موج را بزرگ‌نمایی و بزرگ‌نمایی می‌کند.
POSITION (عمودی)
شکل موج را روی صفحه به بالا و پایین حرکت می دهد.
کنترل های ماشه
کنترل
تابع
خاموش
هیچ محرکی استفاده نمی شود. شکل موج بدون هیچ هماهنگی با یک نقطه خاص در یک سیگنال نشان داده می شود.
خودکار
به طور خودکار ماشه را برای گرفتن و نمایش یک شکل موج پایدار تنظیم می کند.
NORM
منتظر می ماند تا یک رویداد ماشه قبل از گرفتن شکل موج خاص رخ دهد.
RISING EDGE
هنگامی که سیگنال ورودی از ولتاژ پایین تر به ولتاژ بالاتر تغییر می کند، شکل موج را می گیرد.
لبه سقوط
هنگامی که سیگنال ورودی از ولتاژ بالاتر به ولتاژ پایین تر تغییر می کند، شکل موج را می گیرد.
برای آزمایش اسیلوسکوپ، می توانید پروب زمین را به اتصال زمین مدار و پروب سیگنال را به گره ای که می خواهید سیگنال را از آن دریافت کنید، قرار دهید. مطمئن شوید که مدار کمتر از 3.3 ولت مصرف می کند.
اگر مداری برای آزمایش اسیلوسکوپ ندارید، می‌توانید سیگنال‌های آزمایش را روی برد Pico مشاهده کنید: به سادگی پروب سیگنال را به پایه GP22 Pico و پروب زمین را به یک پایه GND روی برد وصل کنید.
اگر اسیلوسکوپ یک موج مربعی با فرکانس 1 کیلوهرتز با چرخه کاری 50% را نشان می دهد، اسیلوسکوپ Raspberry Pi Pico شما مطابق با هدف کار می کند و آماده استفاده برای پروژه های الکترونیکی شما است!
محدودیت ها
پروژه Scoppy برای ارائه یک اسیلوسکوپ و تحلیلگر منطقی ارزان قیمت به تازه‌کاران و علاقمندان الکترونیک برای یادگیری و ایجاد پروژه‌های با فرکانس پایین توسعه داده شد. چیزی که به این اسیلوسکوپ اجازه می دهد بسیار ارزان باشد، استفاده از گوشی هوشمندی است که اکثر مردم از قبل دارند و یک میکروکنترلر 4 دلاری.
البته، یک عامل محدود کننده بزرگ در مورد این اسیلوسکوپ، Raspberry Pi Pico است که تنها می‌تواند تا 3.3 ولت در فرکانس‌های 200 کیلوهرتز با نرخ نمونه‌برداری 500 کیلو ثانیه بر ثانیه را مدیریت کند. این اسیلوسکوپ را فقط به پروژه های الکترونیکی کم مصرف و فرکانس پایین محدود می کند. در مورد تجزیه و تحلیل منطقی، آن را به هشت کانال، هر یک با حداکثر نرخ نمونه برداری 25MS/s محدود شده است.
اما حتی با وجود این محدودیت‌ها، پروژه‌های زیادی وجود دارد که می‌توانید با استفاده از این اسیلوسکوپ ارزان‌قیمت مبتنی بر پیکو، انجام دهید و امیدواریم از آنها بیاموزید.