Ψάχνετε για έναν φθηνό και εύκολο στη συναρμολόγηση παλμογράφο; Εδώ είναι ένας οδηγός για το πώς να το φτιάξετε χρησιμοποιώντας ένα Raspberry Pi Pico.
Αν θέλετε να κάνετε ηλεκτρονικά έργα, είναι θέμα χρόνου να συνειδητοποιήσετε πόσο χρήσιμος μπορεί να είναι ένας παλμογράφος. Ωστόσο, οι παλμογράφοι μπορεί να είναι απαγορευτικά ακριβοί για κάποιον που μόλις ξεκινά με PWM και ψηφιακή λογική ανάλυση.
Τα καλά νέα είναι ότι μπορείτε να φτιάξετε τον δικό σας παλμογράφο 200 kHz χαμηλού κόστους με μια πλακέτα μικροελεγκτή Raspberry Pi Pico και δωρεάν λογισμικό Scoppy.
Τι μπορείτε να κάνετε με έναν παλμογράφο Pi Pico;
Η συσκευή που θα φτιάξετε είναι ένας παλμογράφος χαμηλής συχνότητας που μπορεί να μετρήσει τάσεις έως και 3,3 V. Αν και αυτό δεν είναι πολύ, εφόσον το έργο σας δεν υπερβαίνει το όριο των δυνατοτήτων του Pi Pico, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό παλμογράφος για έργα που περιλαμβάνουν διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM), χαρακτηρισμό αισθητήρα, ψηφιακή λογική ανάλυση και ήχο ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ.
Αν και είναι κυρίως παλμογράφος, αυτή η συσκευή DIY συνοδεύεται επίσης με άλλες λειτουργίες, όπως λογικό αναλυτή! Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε επίσης να το χρησιμοποιήσετε ως εργαλείο εκμάθησης για την καλύτερη κατανόηση του διάφορα πρωτόκολλα επικοινωνίας και πειραματιστείτε με PWM και ηλεκτρονικά χαμηλής κατανάλωσης.
Τι θα χρειαστείτε
Εφόσον υπάρχουν τόσοι πολλοί τρόποι βελτίωσης αυτού του έργου, θα σας δείξουμε απλώς πώς να φτιάξετε τον ίδιο τον βασικό παλμογράφο. Εδώ είναι τα στοιχεία που θα χρειαστείτε:
Είδος |
Ποσότητα |
|---|---|
Raspberry Pi Pico / Pico W |
1 |
Android smartphone (Android 6.0 και νεότερες εκδόσεις) |
1 |
Προσαρμογέας USB OTG |
1 |
Καλώδιο USB (Type-A σε micro-USB) |
1 |
Αντιστάσεις 1 kΩ |
2 |
Αντίσταση 100 kΩ |
1 |
Breadboard |
1 |
Καλώδια βραχυκυκλωτήρα (αρσενικό-αρσενικό) |
2 |
Μπορείτε επίσης να ανταλλάξετε μερικά στοιχεία με βάση τις προτιμήσεις σας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κλιπ αλιγάτορα αντί για καλώδια βραχυκυκλωτήρα, εάν προτιμάτε να κουμπώνετε πράγματα κατά την ανίχνευση ενός κυκλώματος. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πρωτοπλάνο για να κολλήσετε όλα τα εξαρτήματα μεταξύ τους για να φτιάξετε έναν πιο μόνιμο παλμογράφο. Και αν έχετε ένα Raspberry Pi Pico W, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε πάνω από το συνηθισμένο Pi Pico.
Η κατασκευή αυτού του παλμογράφου Raspberry Pi Pico είναι πολύ απλή και περιλαμβάνει μια διαδικασία τεσσάρων βημάτων.
Βήμα 1: Εγκαταστήστε την εφαρμογή Scoppy Android
Αρχικά, θα θελήσετε να κατεβάσετε και να εγκαταστήσετε την εφαρμογή Scoppy για το τηλέφωνο ή τη συσκευή σας tablet Android. Αυτό χρησιμοποιείται για την εμφάνιση του GUI του παλμογράφου.
Κατεβάστε:Scoppy (Δωρεάν)
Βήμα 2: Εγκαταστήστε το υλικολογισμικό Scoppy Pico
Κατεβάστε το σωστό υλικολογισμικό για τον τύπο Raspberry Pi Pico που σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε: το κανονικό Pico ή το Pico W με ασύρματη συνδεσιμότητα.
Κατεβάστε:Scoppy Pi Pico (Δωρεάν)
Κατεβάστε:Scoppy Pi Pico W (Δωρεάν)
Αφού κατεβάσετε το σχετικό υλικολογισμικό, πατήστε και κρατήστε πατημένο το κουμπί BOOTSEL στο Pi Pico και, στη συνέχεια, συνδέστε το στον υπολογιστή σας με το καλώδιο USB και αφήστε το κουμπί. Αυτό θα πρέπει να κάνει το Pico να εντοπιστεί ως συσκευή USB μαζικής αποθήκευσης.
Τώρα αντιγράψτε το αρχείο .uf2 που μόλις κατεβάσατε και τοποθετήστε το στη συσκευή μαζικής αποθήκευσης του Pico. Κατά τη μεταφορά, το ενσωματωμένο LED στο Pi Pico θα πρέπει να αναβοσβήνει. Αυτό υποδηλώνει ότι το αρχείο μεταφέρεται από τον υπολογιστή στο Pico σας
Βήμα 3: Προσθέστε μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος
Αυτό το βήμα δεν είναι απαραίτητο για να λειτουργήσει ο παλμογράφος Pico, αλλά θα διασφαλίσει ότι η πλακέτα προστατεύεται σε περίπτωση που κάνετε ανίχνευση σε τάσεις υψηλότερες από το όριο των 3,3 V. Αποφασίσαμε να το προσθέσουμε ως μέρος της βασικής κατασκευής.
Για μια προσωρινή εξέδρα, στερεώστε τις ακίδες GND, 3,3V και GP26 του Pico στο breadboard χρησιμοποιώντας ευθείες κεφαλίδες αρσενικών καρφιτσών.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα δύο καλώδια βραχυκυκλωτήρα από αρσενικό σε αρσενικό ως ανιχνευτές, όπου το GND συνδέεται με τη γείωση και ο ακροδέκτης GP26 συνδέεται στην έξοδο σήματος του ηλεκτρονικού κυκλώματος που θέλετε να δοκιμάσετε.
Βήμα 4: Συνδέστε το Raspberry Pi Pico στη συσκευή Android
Απαιτείται τηλέφωνο ή tablet Android για την παροχή GUI (γραφική διεπαφή χρήστη) για τον παλμογράφο Raspberry Pi Pico. Για να το συνδέσετε, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε μια συσκευή Android που τρέχει σε Android 6.0 ή νεότερη έκδοση και έχει υποστήριξη USB OTG.
Μόλις συνδέσετε το smartphone σας στη διαμορφωμένη πλακέτα Pico μέσω USB, ανοίξτε την εφαρμογή Scoppy στο τηλέφωνο και επιλέξτε Επιτρέπω στην προτροπή που ζητά άδεια χρήσης της συσκευής USB με την εφαρμογή Scoppy.
Συγχαρητήρια! Ρυθμίσατε με επιτυχία τον παλμογράφο Pico.
Πώς να χρησιμοποιήσετε το Scoppy
Αυτό που κάνει αυτόν τον παλμογράφο να ξεχωρίζει από άλλους φθηνούς προκατασκευασμένους παλμογράφους που μπορείτε να βρείτε στο διαδίκτυο είναι το όμορφο GUI που παρέχει ένα smartphone στον χρήστη.
Αν και η διεπαφή είναι αρκετά διαισθητική, μπορεί να εξακολουθεί να είναι τρομακτική για όσους μαθαίνουν πώς να χρησιμοποιούν έναν παλμογράφο. Για να ενημερωθείτε σχετικά με τον τρόπο χρήσης των επιλογών του μενού Scoppy, ακολουθούν τα κύρια στοιχεία ελέγχου και οι ρυθμίσεις που πρέπει να γνωρίζετε:
Οριζόντια και κάθετα χειριστήρια
Ελεγχος |
Λειτουργία |
|---|---|
TIME/DIV |
Οριζόντια κλίμακα. Προσαρμόζει τη βάση χρόνου δειγματοληψίας για το σήμα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά διαίρεση. |
POSITION (Οριζόντια) |
Μετακινεί την κυματομορφή αριστερά και δεξιά για προεπισκόπηση των δειγμάτων τμημάτων με χρονικές σημάνσεις. |
VOLTS/DIV |
Κάθετη κλίμακα. Μεγεθύνει και σμικρύνει την κυματομορφή για να προσαρμόσει το μέγεθος του πλάτους του σήματος. |
POSITION (Κάθετη) |
Μετακινεί την κυματομορφή πάνω και κάτω στην οθόνη. |
Στοιχεία ελέγχου ενεργοποίησης
Ελεγχος |
Λειτουργία |
|---|---|
ΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟ |
Δεν χρησιμοποιείται ενεργοποίηση. Οι κυματομορφές εμφανίζονται χωρίς συγχρονισμό σε ένα συγκεκριμένο σημείο ενός σήματος. |
ΑΥΤΟ |
Προσαρμόζει αυτόματα τη σκανδάλη για να καταγράφει και να εμφανίζει μια σταθερή κυματομορφή. |
ΚΑΝΟΝΑΣ |
Περιμένει να συμβεί ένα συμβάν ενεργοποίησης πριν καταγράψει τη συγκεκριμένη κυματομορφή. |
ΑΝΕΒΟΛΗ ΑΚΡΗ |
Καταγράφει την κυματομορφή όταν το σήμα εισόδου μεταβαίνει από χαμηλότερη σε υψηλότερη τάση. |
ΑΚΡΗ ΠΤΩΣΗΣ |
Καταγράφει την κυματομορφή όταν το σήμα εισόδου μεταβαίνει από υψηλότερη σε χαμηλότερη τάση. |
Για να ελέγξετε τον παλμογράφο, μπορείτε να τοποθετήσετε τον αισθητήρα γείωσης στη σύνδεση γείωσης ενός κυκλώματος και τον αισθητήρα σήματος στον κόμβο από τον οποίο προσπαθείτε να συλλάβετε το σήμα. Βεβαιωθείτε ότι το κύκλωμα χρησιμοποιεί λιγότερο από 3,3 V.
Εάν δεν έχετε κύκλωμα για να ελέγξετε τον παλμογράφο, μπορείτε να δείτε τα δοκιμαστικά σήματα στην πλακέτα Pico: απλά συνδέστε τον αισθητήρα σήματος στον ακροδέκτη GP22 του Pico και τον ακροδέκτη γείωσης σε έναν ακροδέκτη GND στην πλακέτα.
Εάν ο παλμογράφος εμφανίζει τετραγωνικό κύμα 1 kHz με κύκλο λειτουργίας 50%, ο παλμογράφος Raspberry Pi Pico λειτουργεί όπως προβλέπεται και είναι έτοιμος να χρησιμοποιηθεί για τα ηλεκτρονικά σας έργα!
Περιορισμοί
Το έργο Scoppy αναπτύχθηκε για να παρέχει σε αρχάριους ηλεκτρονικούς και χομπίστες έναν παλμογράφο και λογικό αναλυτή χαμηλού κόστους για να μαθαίνουν και να δημιουργούν έργα χαμηλής συχνότητας. Αυτό που επιτρέπει σε αυτόν τον παλμογράφο να είναι εξαιρετικά φθηνός είναι η χρήση ενός smartphone που έχουν ήδη οι περισσότεροι άνθρωποι και ενός μικροελεγκτή $4.
Φυσικά, ένας μεγάλος περιοριστικός παράγοντας για αυτόν τον παλμογράφο είναι το Raspberry Pi Pico, το οποίο μπορεί να χειριστεί μόνο έως και 3,3 V σε συχνότητες 200 kHz με ρυθμό δειγματοληψίας 500 kS/s. Αυτό περιορίζει τον παλμογράφο μόνο σε ηλεκτρονικά έργα χαμηλής ισχύος και χαμηλής συχνότητας. Όσον αφορά τον λογικό αναλυτή, περιορίζεται σε οκτώ κανάλια, το καθένα με μέγιστο ρυθμό δειγματοληψίας 25 MS/s.
Αλλά ακόμα και με αυτούς τους περιορισμούς, υπάρχουν πολλά έργα που μπορείτε να κάνετε και ελπίζουμε να μάθετε από αυτά χρησιμοποιώντας αυτόν τον φθηνό και εύκολο στη συναρμολόγηση παλμογράφο Pico.