Technológie nestoja na mieste a držať krok s nimi nie je vždy ľahké. Sú tu nové položky, ktorým by som rád porozumel podrobnejšie. To platí najmä o rôznych elektronických dizajnéroch, ktoré vám umožňujú zostaviť takmer každé jednoduché zariadenie krok za krokom. Teraz zahŕňajú dosky Arduino s ich klonmi a čínske mikroprocesorové počítače a hotové riešenia, ktoré už obsahujú softvér.
Na prácu so všetkými vyššie uvedenými zaujímavými novými produktmi, ako aj na opravu digitálnych zariadení je však potrebný drahý a vysoko presný nástroj. Medzi takéto zariadenia patrí osciloskop, ktorý vám umožňuje čítať frekvenčné údaje a vykonávať diagnostiku. Jeho cena je často dosť vysoká a začínajúci experimentátori si nemôžu dovoliť taký drahý nákup. Tu prichádza na záchranu riešenie, ktoré sa objavilo na mnohých amatérskych rádiových fórach takmer okamžite po objavení sa tabliet v systéme Android. Jeho podstatou je vyrobiť osciloskop z tabletu s minimálnymi nákladmi, bez pridania k vašimgadget žiadne úpravy alebo úpravy, ako aj eliminácia rizika poškodenia.
Čo je to osciloskop
Osciloskop - ako zariadenie na meranie a sledovanie kolísania frekvencie v elektrickej sieti - je známy už od polovice minulého storočia. Týmito prístrojmi sú vybavené všetky vzdelávacie a odborné laboratóriá, nakoľko len s ich pomocou je možné odhaliť niektoré poruchy alebo doladiť zariadenie. Môže zobrazovať informácie na obrazovke aj na papierovej páske. Hodnoty vám umožňujú vidieť tvar signálu, vypočítať jeho frekvenciu a intenzitu a v dôsledku toho určiť zdroj jeho výskytu. Moderné osciloskopy umožňujú kresliť trojrozmerné grafy frekvencie farieb. Dnes sa zameriame na jednoduchú verziu štandardného dvojkanálového osciloskopu a implementujeme ju pomocou predpony smartfónu alebo tabletu a zodpovedajúceho softvéru.
Najjednoduchší spôsob vytvorenia vreckového osciloskopu
Ak je nameraná frekvencia v rozsahu frekvencií počuteľných ľudským uchom a úroveň signálu nepresahuje štandardnú úroveň mikrofónu, môžete si osciloskop zostaviť z tabletu Android vlastnými rukami bez akýchkoľvek ďalších modulov. Na to stačí rozobrať akýkoľvek headset, ktorý musí mať mikrofón. Ak neexistuje vhodná náhlavná súprava, budete si musieť kúpiť 3,5 mm audio konektor so štyrmi kolíkmi. Pred spájkovaním sond skontrolujte pinout vášho konektoragadget, pretože existujú dva typy. Sondy musia byť pripojené ku kolíkom zodpovedajúcim pripojeniu mikrofónu na vašom zariadení.
Ďalej by ste si mali stiahnuť softvér z „Marketu“, ktorý dokáže merať frekvenciu na vstupe mikrofónu a na základe prijatého signálu nakresliť graf. Existuje pomerne veľa takýchto možností. Preto, ak chcete, bude z čoho vyberať. Ako už bolo spomenuté, nebola potrebná žiadna úprava tabletu. Osciloskop bude pripravený hneď, ako bude aplikácia kalibrovaná.
Výhody a nevýhody vyššie uvedenej schémy
Výhody takéhoto riešenia možno jednoznačne pripísať jednoduchosti a nízkej cene montáže. Stará náhlavná súprava alebo jeden nový konektor nestojí takmer nič a zaberie vám to len pár minút.
Táto schéma má však niekoľko významných nevýhod, konkrétne:
- Malý rozsah meraných frekvencií (v závislosti od kvality zvukovej cesty modulu gadget sa pohybuje od 30 Hz do 15 kHz).
- Nedostatok ochrany pre váš tablet alebo smartfón (ak náhodou pripojíte sondy k úsekom obvodu s vysokým napätím, môžete v najlepšom prípade spáliť čip zodpovedný za spracovanie zvukového signálu na vašom prístroji a na v najhoršom prípade úplne deaktivujte svoj smartfón alebo tablet).
- Na veľmi lacných zariadeniach je značná chyba v meraní signálu, dosahujúca 10-15 percent. Pre dolaďovacie zariadenie nie je takáto hodnota povolená.
Implementujte ochranu, tienenie signálu a redukciu chýb
Na objednávkuna čiastočnú ochranu vášho zariadenia pred prípadným zlyhaním, ako aj na stabilizáciu signálu a rozšírenie rozsahu vstupného napätia môžete použiť jednoduchý osciloskopový obvod pre tablet, ktorý sa už dlho úspešne používa na zostavovanie zariadení pre počítač čas. Používa lacné komponenty vrátane zenerových diód KS119A a dvoch odporov 10 a 100 kOhm. Zenerove diódy a prvý rezistor sú zapojené paralelne a druhý, výkonnejší rezistor je použitý na vstupe obvodu, aby sa rozšíril maximálny možný rozsah napätia. V dôsledku toho zmizne veľké množstvo rušenia a napätie stúpne na 12 V.
Samozrejme, treba mať na pamäti, že osciloskop z tabletu pracuje predovšetkým so zvukovými impulzmi. Preto sa oplatí postarať sa o kvalitné tienenie ako samotného obvodu, tak aj sond. Ak chcete, podrobné pokyny na zostavenie tohto obvodu nájdete na jednom z tematických fór.
Softvér
Na prácu s takouto schémou potrebujete program, ktorý dokáže kresliť grafy na základe prichádzajúceho zvukového signálu. Nájsť ho na „trhu“je jednoduché, možností je veľa. Takmer všetky zahŕňajú dodatočnú kalibráciu, takže môžete dosiahnuť najvyššiu možnú presnosť a vyrobiť si profesionálny osciloskop z tabletu. Inak tieto programy vykonávajú v podstate rovnakú úlohu, takže konečný výber závisí od požadovanej funkčnosti a jednoduchosti použitia.
Domáceset-top box s modulom Bluetooth
Ak je potrebný širší frekvenčný rozsah, vyššie uvedená možnosť nebude obmedzená. Tu prichádza na pomoc nová možnosť - samostatný gadget, ktorým je set-top box s analógovo-digitálnym prevodníkom, ktorý poskytuje prenos signálu v digitálnej forme. V tomto prípade už nie je zapojená zvuková cesta smartfónu alebo tabletu, čo znamená, že je možné dosiahnuť vyššiu presnosť merania. V skutočnosti sú v tomto štádiu iba prenosným displejom a všetky informácie zhromažďuje samostatné zariadenie.
Osciloskop si môžete zostaviť sami z tabletu so systémom Android s bezdrôtovým modulom. V sieti je príklad, keď bolo podobné zariadenie implementované už v roku 2010 pomocou dvojkanálového analógovo-digitálneho prevodníka vytvoreného na báze mikrokontroléra PIC33FJ16GS504 a modul Bluetooth LMX9838 slúžil ako vysielač signálu. Ukázalo sa, že zariadenie je celkom funkčné, ale je ťažké ho zostaviť, takže pre začiatočníkov bude nemožné ho vyrobiť. Ale ak chcete, nájsť podobný projekt na rovnakých amatérskych rádiových fórach nie je problém.
Pripravené možnosti pre set-top boxy s Bluetooth
Inžinieri nespia a okrem ručných prác sa v predajniach objavuje čoraz viac set-top boxov, ktoré plnia funkciu osciloskopu a prenášajú signál cez Bluetooth do smartfónu či tabletu. Osciloskop pripojený k tabletu pripojenému cez Bluetooth má často nasledovné hlavnéŠpecifikácie:
- Limit nameranej frekvencie: 1MHz.
- Napätie sondy: do 10 V.
- Dosah: približne 10 m.
Tieto charakteristiky úplne postačujú na domáce použitie, no v profesionálnej činnosti sa niekedy vyskytnú prípady, keď tento rozsah veľmi chýba a je jednoducho nereálne implementovať väčší rozsah s pomalým protokolom Bluetooth. Aké je východisko z tejto situácie?
Wi-Fi STB
Táto možnosť prenosu dát výrazne rozširuje možnosti meracieho zariadenia. Teraz trh s osciloskopmi s týmto typom výmeny informácií medzi set-top boxom a tabletom naberá na obrátkach kvôli jeho dopytu. Takéto osciloskopy sú takmer také dobré ako profesionálne osciloskopy, pretože bez oneskorenia prenesú namerané informácie do tabletu, ktorý ich okamžite zobrazí ako graf na obrazovke.
Správa prebieha prostredníctvom jednoduchých, intuitívnych ponúk, ktoré kopírujú ladiace prvky bežných laboratórnych zariadení. Okrem toho vám takéto vybavenie umožňuje nahrávať alebo vysielať v reálnom čase všetko, čo sa deje na obrazovke, čo môže byť nenahraditeľným nástrojom, ak potrebujete poradiť skúsenejšieho majstra so sídlom inde.
Charakteristiky osciloskopu na opravu tabletov vo forme set-top boxu s Wi-Fi pripojením oproti predchádzajúcim verziám niekoľkonásobne narastajú. Takéto osciloskopy majú rozsah merania až 50 MHz, pričom je možné ich modifikovaťcez rôzne adaptéry. Často sú vybavené batériami pre autonómne napájanie, aby sa pracovisko čo najviac odbremenilo od nepotrebných káblov.
Domáce verzie moderného príslušenstva osciloskopu
Samozrejme, na fórach sa množia rôzne nápady, pomocou ktorých sa nadšenci snažia splniť si svoj dávny sen – samostatne zostaviť osciloskop z tabletu Android s Wi-Fi kanálom. Niektoré modely sú úspešné, iné nie. Tu zostáva na vás, aby ste sa rozhodli, či skúsite šťastie aj vy a ušetríte pár dolárov tým, že si zariadenie sami zložíte, alebo si kúpite hotovú verziu. Ak si nie ste istí svojimi schopnosťami, potom je lepšie neriskovať, aby ste neskôr neľutovali premárnené prostriedky.
Inak vitajte v jednej z komunít amatérskych rádií, kde môžete získať dobrú radu. Možno neskôr si začiatočníci zostavia svoj prvý osciloskop v živote podľa vašej schémy.
Softvér pre set-top box
Set-top boxy sú často spolu so zakúpenými osciloskopmi dodávané s diskom s programom, ktorý si môžete nainštalovať do svojho tabletu alebo smartfónu. Ak takýto disk v súprave nie je, potom si pozorne preštudujte pokyny k zariadeniu – s najväčšou pravdepodobnosťou obsahuje názvy programov kompatibilných so set-top boxom a umiestnených v obchode s aplikáciami.
Niektoré z týchto zariadení môžu fungovať nielen szariadenia s operačným systémom „Android“, ale aj s drahšími „jablkovými“zariadeniami. V tomto prípade bude program určite v AppStore, keďže iná možnosť inštalácie neexistuje. Po vytvorení osciloskopu z tabletu nezabudnite skontrolovať presnosť odčítania a v prípade potreby zariadenie nakalibrovať.
USB osciloskopy
Ak nemáte prenosné zariadenie, ako je tablet, ale máte notebook alebo počítač, netrápte sa. Vyrábajú tiež vynikajúce meracie prístroje. Najjednoduchšou možnosťou by bolo pripojiť sondy k mikrofónovému vstupu počítača rovnakým spôsobom, ako je popísané na začiatku článku.
Vzhľadom na svoje obmedzenia však táto možnosť nie je pre každého. V tomto prípade možno použiť USB osciloskop, ktorý poskytne rovnaký výkon ako set-top box s prenosom signálu cez Wi-Fi. Stojí za zmienku, že takéto zariadenia niekedy fungujú s niektorými tabletmi, ktoré podporujú technológiu na pripojenie externých zariadení OTG. Samozrejme, skúšajú si vyrobiť USB osciloskop aj svojpomocne a celkom úspešne. Prinajmenšom veľké množstvo tém na fórach sa venuje tomuto remeslu.
