Недорогой USB осциллограф ISDS205A. Обзор, пример работы, ограничения

Если Вы сам деятель науки или просто любознательный человек, и Вы частенько смотрите или читаете последние новости в сфере науки или техники. Именно для Вас мы создали такой раздел, где освещаются последние новости мира в сфере новых научных открытий, достижений, а также в сфере техники. Только самые свежие события и только проверенные источники.

В наше прогрессивное время наука двигается быстрыми темпами, так что не всегда можно уследить за ними. Какие-то старые догмы рушатся, какие-то выдвигаются новые. Человечество не стоит на месте и не должно стоять, а двигателем человечества, являются ученые, научные деятели. И в любой момент может произойти открытие, которое способно не просто поразить умы всего населения земного шара, но и в корне поменять нашу жизнь.

Особая роль в науке выделяется медицине, так как человек, к сожалению не бессмертен, хрупок и очень уязвим к всякого рода заболеваниям. Многим известно, что в средние века люди в среднем жили лет 30, а сейчас 60-80 лет. То есть, как минимум вдвое увеличилась продолжительность жизни. На это повлияло, конечно, совокупность факторов, однако большую роль привнесла именно медицина. И, наверняка 60-80 лет для человека не предел средней жизни. Вполне возможно, что когда-нибудь люди перешагнут через отметку в 100 лет. Ученые со всего мира борются за это.

В сфере и других наук постоянно ведутся разработки. Каждый год ученые со всего мира делаю маленькие открытия, потихоньку продвигая человечество вперед и улучшая нашу жизнь. Исследуется не тронутые человеком места, в первую очередь, конечно на нашей родной планете. Однако и в космосе постоянно происходят работы.

Среди техники особенно рвется вперед робототехника. Ведется создание идеального разумного робота. Когда-то давно роботы – были элементом фантастики и не более. Но уже на данный момент некоторые корпорации имеют в штате сотрудников настоящих роботов, которые выполняют различные функции и помогают оптимизировать труд, экономить ресурсы и выполнять за человека опасные виды деятельности.

Ещё хочется особое внимание уделить электронным вычислительным машинам, которые ещё лет 50 назад занимали огромное количество места, были медленными и требовали для своего ухода целую команду сотрудников. А сейчас такая машина, практически, в каждом доме, её уже называют проще и короче – компьютер. Теперь они не только компактны, но и в разы быстрее своих предшественников, а разобраться в нем может уже каждый желающий. С появлением компьютера человечество открыло новую эру, которую многие называют «технологической» или «информационной».

Вспомнив о компьютере, не стоит забывать и о создании интернета. Это дало тоже огромный результат для человечества. Это неиссякаемый источник информации, который теперь доступен практически каждому человеку. Он связывает людей с разных континентов и молниеносно передает информацию, о таком лет 100 назад невозможно было даже мечтать.

В этом разделе, Вы, безусловно, найдете для себя что-то интересное, увлекательное и познавательное. Возможно, даже когда-нибудь Вы сможете одним из первых узнать об открытии, которое не просто изменит мир, а перевернет Ваше сознание.

В настоящее время тяжело угнаться за новейшими технологиями радиоэлектроники. Разнообразные электронные устройства можно теперь модифицировать по своему вкусу из одного в другое. Было бы желание и умение. Даже из старых электронных часов можно сделать простой тестер для многих деталей электросхемы, не говоря уже о планшетах и компьютерах. Многим радиолюбителям и профессионалам часто приходиться пользоваться точными электронными приборами, среди которых очень популярен осциллограф . Такой хороший прибор стоит недёшево. Хотя сделать его своими руками на основе планшета и андроида не составит особого труда даже радиолюбителю.

Что представляет собой осциллограф и его функции

Для тех кто не особо знаком с работой осциллографа и его визуальными видами поясню. Это прибор (в старом варианте типа мини-телевизора, в новом - дизайн планшета и т. п.), который измеряет и отслеживает частотные колебания в электрической сети. На практике он широко используется многими специализирующимися лабораториями и профессиональными радиотелемастерами. Поскольку точные настройки многих электроприборов производятся только с его помощью.

Его показания в электронной или бумажной форме позволяют видеть синусоидальные формы сигнала. Частота и интенсивность этого сигнала, в свою очередь, позволяет определить неисправность или неправильную сборку электросхемы. Сегодня мы рассмотрим двухканальный осциллограф, который можно собрать своими руками на основе действующих схем смартфона, планшета и соответственного программного обеспечения.

Сборка карманного осциллографа на основе «Андроида»

Замеряемая частота должна быть слышимой человеческим ухом, а уровень сигнала не должен превышать стандартного микрофонного звука. В этом случае, собрать осциллограф на основе «Андроида» своими руками можно и без дополнительных модулей. Разбираем гарнитуру , на которой присутствует микрофон. При отсутствии этой гарнитуры необходимо приобрести звуковой штекер на 3,5 мм с четырьмя контактами. Щупы припаять согласно разъёмам вашего гаджета.

Загрузить программное обеспечение из «Маркета», которое будет замерять частоту микрофонного входа и вырисовывать график на основе этого сигнала. Представленных вариантов будет достаточно, чтобы выбрать оптимальный. После калибровки приложения - осциллограф будет готов к использованию.

Плюсы и минусы «Андроидной» сборки:

Сборка осциллографа из планшета

Для стабилизации сигнала и расширения диапазона входного напряжения можно использовать схему осциллографа для планшета. Она долго и успешно используется для сборки устройств для компьютера.

Для этого применяются стабилитроны КС 119 А с резисторами на 10 и 100 кОм. Первый резистор и стабилитроны подключают параллельно. Второй и более мощный резистор подключается на вход электросхемы. Это расширяет максимальный диапазон напряжений. В конечном счёте пропадают дополнительные помехи и повышается напряжение до 12 вольт.

Особенностью осциллографа из планшета является то, что он работает напрямую со звуковыми импульсами и лишние помехи (экранирование) схемы и щупов в этом случае будут нежелательны.

Нужное программное обеспечение для сборки осциллографа на основе планшета и андроида

Чтобы работать с подобной схемой потребуется программа, которая способна нарисовать графики на основе входящего звукового сигнала. Множество таких вариантов легко найти в «Маркете». С помощью них можно выбрать дополнительную калибровку и добиться максимальной точности для профессионального осциллографа из планшета или другого функционального устройства.

Широкодиапазонная частота с помощью отдельного гаджета

Широкий диапазон частот с помощью отдельного гаджета достигается его приставкой с аналогово-цифровым преобразователем, который обеспечивает передачу сигнала в цифровом варианте. За счёт этого достигается более высокая точность измерений. На практике - это портативный дисплей, который аккумулирует информацию с отдельных устройств.

Осциллограф из планшета на «Андроид»

Bluetooth-канал

В настоящее время электронного прогресса в магазинах появляются приставки, которые выполняют функции осциллографа. Они передают сигнал с помощь Bluetooth-канала на планшет или смартфон. Такой осциллограф - приставка, подключаемая, к планшету через Bluetooth имеет свои особенности. Предел измеряемой частоты, составляющий 1 МГц, напряжение щупа 10 В и радиус действия порядка 10 метров не всегда хватают для профессионального диапазона рабочей деятельности. В таких случаях можно использовать осциллограф - приставку с передачей данных с помощью Wi-Fi.

Передача данных с помощью Wi-Fi

Wi-Fi значительно расширяет возможности измерительных устройств. Такой вид обмена информацией между планшетом и приставкой особо популярен. Это не дань моде , а чистая практичность. Поскольку измеряемая информация передаётся без задержек на планшет, который моментально выводит любой график на свой монитор.

Понятное пользовательское меню позволяет быстро и легко ориентироваться в управлении и настройках электронного устройства. А записывающее устройство позволяет воспроизводить и передавать информацию в реальном времени и во все точки для всех участников этого процесса.

Обычно вместе с покупной осциллограф - приставкой поставляется и диск с программным обеспечением. Эти драйвера и программу можно быстро скачать на планшет или смартфон. Если такого диска нет - найдите эти данные в магазине приложений или поищите в интернете на форумах и специализированных сайтах.

USB осциллограф своими руками схема

Сборка USB осциллографа обойдётся вам всего в 250–300 рублей и сделать вы его можете своими руками.

Плюсами этого устройства являются его низкая себестоимость, мобильность и малогабаритность. А вот существенных минусов, к сожалению, побольше. Это малая частота дискретизации, наличие ПК, малая полоса пропускания и глубина памяти.

Для профессионалов такая электронная «игрушка» явно не подойдёт. А для начинающих радиолюбителей - это очень даже неплохой симулятор осциллографа для приобретения определённых практических навыков.

Всем привет. Сегодня я хочу рассказать о достаточно доступном USB осциллографе Hantek 6022BE. Данный прибор, будет очень полезен (зачастую незаменим) всем тем кто занимается радиолюбительством и до сих пор не имеет осциллографа.
Рассказ буду вести с точки точки зрения любителя, особо не работавшего с осциллографами ранее. Поехали!

Сей аппарат был куплен, если верить названию, в официальном магазине Hantek на aliexpress, с выбором локальной доставки со склада в России. Ценник у продавца на момент покупки был весьма гуманный и остался таким же по сей день.
Доставка заняла около недели (Нижегородская область). Товар вручил курьер.
Самое интересное и смешное, то что аппарат с доставкой из Китая стоил даже чуть дороже (почти на 100р) чем с локальной, более быстрой доставкой. Сейчас всё точно так же, не особо понятно почему, ведь локальная доставка обычно дороже…

Внешний вид прибора:

Видео распаковки:

Один из щупов (второй точно такой же):

Мануал от щупа:

Питание:

Красный коннектор вероятно сделан для устройств выдающих очень маленький ток по USB (например каких то старых ноутбуков). На моей материнке, которая выдаёт строго по стандарту USB 2.0 не более 500мА тока, всё нормально заводится при подключении лишь чёрного коннектора (он же и интерфейсный).

Основные характеристики:

Каналы: 2
Полоса пропускания: 20 МГц (разрядность 8 бит).
Частота дискретизации: 48 Ms/s.
Размер буфера - 1Ms.
Точность ±3 %.
Макс.вход ±5В. (Пиковая защита входа 35В).
Интерфейс: USB 2.0 (питание от USB).
Щуп: PP-80 *2
Габариты: 200мм*100мм*35мм
Вес: 0.3 кг.

Установка и инструкция по эксплуатации.

Я тестировал прибор под Windows 7. Судя по отзывам, с дровами под Windows 10 могут возникнуть проблемы (не проверял).
В комплекте с прибором идёт небольшой диск, но так как привод у меня есть лишь на одном из старых компов, а переставлять его лень, скачал всё необходимое по ссылке на майкросовтовскую файлхранилку: !107

Как видим, всё необходимое есть. Драйвер встаёт без проблем. На сайте hantek.ru можно скачать русскоязычную инструкцию:

Подключение и калибровка прибора.

Запускаем утилиту.

После установки драйвера и ПО, согласно инструкции, необходимо произвести калибровку прибора по встроенному калибровочному генератору.
Отображение сигнала до калибровки:

Берём подстроечную крутилку и подкручиваем регулятор в щупе. Делитель щупа в положении X10 (при всем моих измерениях показанных в данном обзоре делитель x10).

Добиваемся примерно такой картинки:

Прибор готов к эксплуатации.

Отмечу, что есть возможность запуска ещё несколько модернизированной версии утилиты:

В качестве проверочного тестирования, я исследую ШИМ сигнал полученный с Arduino.
За основу взят простенький код с изменением яркости светодиода по сопротивлению переменного резистора. Здесь данная опция не нужна, поэтому я закомментирую ненужное и пропишу значение для ШИМ в ручную.

Int ledPin = 9; // LED connected to digital pin 9 //int analogPin = 3; // potentiometer connected to analog pin 3 int val = 0; // variable to store the read value void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the pin as output } void loop() { //val = analogRead(analogPin); // read the input pin val = 256; analogWrite(ledPin, val / 4); // =64 analogRead values go from 0 to 1023, analogWrite values from 0 to 255 }

Вот что получилось:

Всё работает так как и должно.

Кроме этого приборчика, у меня имеется самодельный осциллограф на STM32, собранный по схеме от Tomasz Ostrowski: , о котором я как то упоминал здесь.

Осциллограф STM32

Вот русская версия статьи про осциллограф со схемой:

Как видно, деталей очень мало. Можно взять за основу готовый модуль на основе STM32F103C8T6, который стоит всего 100рублей, но потребуется ещё и программатор:

За пол часа можно будет «изготовить» этот осциллограф.

Делал (если можно так сказать, так как работы кроме программирования платы почти нет) я этот осциллограф с год назад, по быстрому, ради теста возможностей и спортивного интереса, поэтому выглядит он весьма не брежно и очень печально, но работает:

Делайте сразу нормально!

Со временем, начал питать его от банки 18650 и готового линейного стаба на 3.3В на AMS1117, к которому подпаял электролит небольшой ёмкости, так как это минимизировало помехи, даже с учётом того как тяп ляп собран сей девайс, не имеющий корпуса (есть пластиковый а надо бы алюминиевый).

Так же, повесил небольшой отечественный конденсатор по питанию на саму плату. Делители в обоих каналах вот такие:


P.S. Утилита обработчик рассчитана на делители указанные в схеме.
Диоды как на схеме не паял, нужно будет найти похожие и доделать всё как предполагалось.

Работает аппарат так же в двух канальном режиме, с максимальной частотой дискретизации 450Khz. Встроенный USB контроллер совместим лишь со стандартом USB 1.1.

И так, решил сравнить самоделку и обозреваемый заводской прибор:

Как видно, при таких достаточно простых измерениях, результаты похожи. Естественно возможности самоделки и удобство ограничены.

После получения прибора как раз подвернулся случай его проверки, друг принёс автомагнитолу (по сути комп) с большим жк дисплеем, в которой почему то перестала работать подсветка. С помощью осциллографа «пощупал» затворы транзисторов, понял что питание на них не подаётся, т.е. выявил что проблема точно не в них.

Итог.
Подводя черту, могу сказать что прибор весьма годный, мне ещё только предстоит изучить все возможности данного аппарата при подходящем случае.
Конечно же, я понимаю что это достаточно простой приборчик, имеющий скромные характеристики и не способный тягаться даже с любительскими, не поверенными моделями стоимостью от ~12к (у Китайцев с али). Но начинать с чего то нужно, и этот аппарат лучше чем ничего, особенно если пока что нет нужды в чём то более мощном.

Данный прибор явно существенно лучше того же DSO138, построенных на STM32, хоть и стоит почти в три раза дороже.
Считаю что лучше взять именно Hantek 6022BE если нужен готовый аппарат, либо собрать на «побаловаться» самодельный осциллограф на STM32, который обойдётся весьма дёшево и будет быстр в изготовлении, и по сути будет неким бюджетным аналогом DSO138, и немного прокачает ваши навыки.
Вероятно, прибор в такой реализации так же более выгоден чем заводские портативные осциллографы, например DS202, стоимость которого в два раза выше.

К минусам прибора, я могу отнести узкий диапазон измерения напряжения, до 50В в обе стороны (насколько я понимаю увеличить нельзя, так как не факт что щупы с большим делителем подойдут к прибору). Но, справедливости ради, вероятно не всем потребуется измерять напряжение больше 50В. Полоса пропускания зависит от выбранного значения вольт/деление (чем меньше значение тем уже полоса).
Так же, как я понял, нет развязки по переменному току и внешней синхронизации.