Осциллограф на ардуино своими руками. Самодельный осциллограф на Arduino: подробное руководство по созданию

Как сделать осциллограф на Arduino своими руками. Какие компоненты потребуются для сборки. Как настроить и использовать самодельный осциллограф на базе Arduino. Каковы основные характеристики и ограничения такого прибора.

Что такое осциллограф на Arduino и зачем он нужен

Осциллограф — это измерительный прибор, который позволяет наблюдать и анализировать форму электрических сигналов. Профессиональные осциллографы стоят дорого, но с помощью Arduino можно сделать простой и недорогой осциллограф своими руками.

Основные преимущества самодельного осциллографа на Arduino:

• Низкая стоимость — всего около $10-20 за базовую версию
• Компактные размеры — помещается в кармане
• Возможность модификации и добавления новых функций
• Хороший инструмент для обучения и понимания принципов работы осциллографов

Такой прибор подойдет для базовой диагностики электронных схем, анализа низкочастотных сигналов до 1 кГц, измерения напряжения в диапазоне 0-5В.

Необходимые компоненты для сборки осциллографа на Arduino

Для создания простейшего осциллографа на Arduino понадобятся следующие компоненты:

• Плата Arduino (UNO, Nano или Pro Mini)
• OLED или TFT дисплей
• Макетная плата
• Соединительные провода
• Щупы для подключения к исследуемой схеме
• Операционный усилитель LM358 (опционально)

Также потребуется компьютер для программирования Arduino и USB-кабель. Общая стоимость компонентов составит $10-20 в зависимости от выбранных модулей.

Пошаговая инструкция по сборке осциллографа на Arduino

Процесс сборки осциллографа на Arduino включает следующие основные этапы:

1. Подключение дисплея к Arduino по SPI или I2C интерфейсу
2. Установка необходимых библиотек для работы с дисплеем
3. Загрузка скетча осциллографа в Arduino
4. Подключение щупов к аналоговым входам Arduino
5. Настройка параметров осциллографа в коде

Для улучшения характеристик можно добавить операционный усилитель на входе для расширения диапазона измеряемых напряжений.

Программное обеспечение для осциллографа на Arduino

Для работы осциллографа на Arduino требуется специальный скетч, который выполняет следующие функции:

• Оцифровка входного сигнала с помощью АЦП
• Обработка и масштабирование данных
• Отрисовка осциллограммы на дисплее
• Вычисление параметров сигнала (частота, амплитуда)
• Управление настройками осциллографа

Готовые скетчи можно найти в интернете, но лучше разобраться в коде и адаптировать его под свои задачи. Это позволит лучше понять принципы работы осциллографа.

Основные характеристики самодельного осциллографа на Arduino

Типичные параметры простого осциллографа на Arduino:

• Полоса пропускания: до 1 кГц
• Частота дискретизации: 10-20 кГц
• Диапазон входных напряжений: 0-5В
• Разрешение АЦП: 10 бит (1024 уровня)
• Количество каналов: 1-3
• Размер экрана: 128×64 или 240×320 пикселей

Эти характеристики позволяют анализировать низкочастотные сигналы в электронных схемах. Для более точных измерений нужен профессиональный осциллограф.

Применение самодельного осциллографа на Arduino

Осциллограф на Arduino можно использовать для следующих задач:

• Отладка цифровых и аналоговых схем
• Анализ формы низкочастотных сигналов
• Измерение частоты и амплитуды сигналов до 1 кГц
• Проверка работы датчиков и исполнительных устройств
• Обучение основам электроники и схемотехники

Это отличный инструмент для начинающих радиолюбителей и студентов технических специальностей. Он поможет лучше понять принципы работы с сигналами.

Ограничения и недостатки осциллографа на Arduino

При использовании самодельного осциллографа на Arduino следует учитывать его ограничения:

• Низкая частота дискретизации — не подходит для высокочастотных сигналов
• Небольшой диапазон входных напряжений 0-5В
• Отсутствие защиты входов от перегрузки
• Низкое разрешение и малый размер экрана
• Ограниченный набор функций по сравнению с профессиональными приборами

Для серьезных измерений лучше использовать полноценный цифровой осциллограф. Самодельный прибор подходит только для базовой диагностики.

Советы по улучшению характеристик осциллографа на Arduino

Чтобы улучшить параметры самодельного осциллографа, можно применить следующие приемы:

• Использовать более быстрый микроконтроллер, например ESP32
• Добавить входной усилитель для расширения диапазона напряжений
• Применить внешний АЦП с более высокой частотой дискретизации
• Установить большой TFT-дисплей с высоким разрешением
• Оптимизировать код для увеличения скорости обработки данных

Эти модификации позволят создать более функциональный прибор, приближенный по возможностям к недорогим цифровым осциллографам.

Трёхканальный цифровой осциллограф на базе Ардуино

Цифровые осциллографы используются любителями электроники и это одна из привычных вещей, находящихся за их рабочими столами. Но покупка готового решения может влететь в копеечку, поэтому я решил, что соберу собственный осциллоскоп своими руками. Этот базовый проект поможет вам повысить свои навыки и в итоге у вас будет свой самодельный неплохой прибор, который облегчит вам жизнь.

Ардуино – замечательная вещь, работающая на 8-битных микроконтроллерах, которые имеют цифровые выходы, SPI, линии I2S, последовательную связь, ADC и т.д. Таким образом, использование в этом проекте Ардуино – хорошая идея.

Шаг 1: Необходимые материалы

Я хотел, чтобы всё оставалось простым и дешевым, поэтому вам понадобятся:

• Ноутбук x1
• Ардуино x 1 (UNO,PRO MINI, NANO –подойдёт любой , кроме MEGA)
• Кабели со штекерами x 2
• Макетная плата x 1
• Клипсы аллигаторы x 2
• Кабель джек папа-папа на 3. 5 мм x 1
• Источник аудио, или другого сигнала, чью форму вы хотите увидеть

Шаг 2: Код и программа осциллоскопа

После подключения, просто загрузите в него код из zip-архива. Этот код просто считывает напряжение на аналоговых пинах A0-A5 или A7 Ардуино (в зависимости от вашей платы), а затем конвертирует его в значение, варьирующееся от 0 до 1023. Далее это значение отправляется на компьютер через порт USB.

Пины A0-A5 или A7 (в зависимости от вашей платы) действуют в качестве 6 или 8 каналов осциллоскопа, но софт позволяет отобразить только три канала за раз.

После того, как вы открыли программу осциллоскопа вслед за загрузкой скетча, выберете нужные параметры baud rate (скорость передачи) и COM-порт, а затем откройте каналы.

Программа осциллоскопа спроектирована так, чтобы принимать значения с Ардуино и строить из них график, добавляя значения в линию, что предоставляет вам неплохие графики в виде волн, прямо как на осциллоскопе. Файлы

• Arduino oscilloscope. rar

Шаг 3: Принцип действий

1. Подключите Ардуино
2. Загрузите код
3. Пустите сигнал через пины A0 — A5 или A7 (в зависимости от вашей платы). Я выбрал сигнал, идущий от моего телефона через джек. Один конец провода был подключен к телефону, а на другом конце я подключил землю к GND Ардуино, а второй аллигатор был подключен к одному из аудиоканалов. (в моем случае правый канал аудиосигнала) .
4. Откройте программу осциллографа
5. Выберите COM-порт и baud rate
6. Откройте каналы и всё готово!

Шаг 4: Особенности

• Разрешение осциллоскопа: примерно 0.0049 Вольта (4.9мВ)
• Частота обновления: 1КГц
• Скорость передачи: 115200
• Диапазон напряжения: 0-5 Вольт
• Он может отображать одновременно 3 канала

Замечание: не превышайте на электронном осциллографе предел в 5 Вольт, или вы поджарите свой Ардуино.

Ограничения:

1. Напряжение нельзя превышать, оно находится в диапазоне 0-5 Вольт
2. Любой сигнал выше 1КГц не будет замечен Ардуино, либо же он будет определяться как мусорные значения (помехи)
3. Не пробуйте измерить сигналы AC, так как аналоговые пины не приспособлены для этого и в конце концов вы либо повредите Ардуино, либо засечёте позитивную половину

Шаг 5: Все готово!

Итак, я думаю, что было довольно просто сделать свой осциллограф на Ардуино. Надеюсь, вам всё понравилось.

Оглавление

• Шаг 1: Необходимые материалы
• Шаг 2: Код и программа осциллоскопа
• Шаг 3: Принцип действий
• Шаг 4: Особенности
• Шаг 5: Все готово!

Трёхканальный цифровой осциллограф на базе Ардуино

Цифровые осциллографы используются любителями электроники и это одна из привычных вещей, находящихся за их рабочими столами. Но покупка готового решения может влететь в копеечку, поэтому я решил, что соберу собственный осциллоскоп своими руками. Этот базовый проект поможет вам повысить свои навыки и в итоге у вас будет свой самодельный неплохой прибор, который облегчит вам жизнь.

Ардуино – замечательная вещь, работающая на 8-битных микроконтроллерах, которые имеют цифровые выходы, SPI, линии I2S, последовательную связь, ADC и т.

д. Таким образом, использование в этом проекте Ардуино – хорошая идея.

Шаг 1: Необходимые материалы

Я хотел, чтобы всё оставалось простым и дешевым, поэтому вам понадобятся:

• Ноутбук x1
• Ардуино x 1 (UNO,PRO MINI, NANO –подойдёт любой , кроме MEGA)
• Кабели со штекерами x 2
• Макетная плата x 1
• Клипсы аллигаторы x 2
• Кабель джек папа-папа на 3.5 мм x 1
• Источник аудио, или другого сигнала, чью форму вы хотите увидеть

Шаг 2: Код и программа осциллоскопа

После подключения, просто загрузите в него код из zip-архива. Этот код просто считывает напряжение на аналоговых пинах A0-A5 или A7 Ардуино (в зависимости от вашей платы), а затем конвертирует его в значение, варьирующееся от 0 до 1023. Далее это значение отправляется на компьютер через порт USB.

Пины A0-A5 или A7 (в зависимости от вашей платы) действуют в качестве 6 или 8 каналов осциллоскопа, но софт позволяет отобразить только три канала за раз.

После того, как вы открыли программу осциллоскопа вслед за загрузкой скетча, выберете нужные параметры baud rate (скорость передачи) и COM-порт, а затем откройте каналы.

Программа осциллоскопа спроектирована так, чтобы принимать значения с Ардуино и строить из них график, добавляя значения в линию, что предоставляет вам неплохие графики в виде волн, прямо как на осциллоскопе. Файлы

• Arduino oscilloscope.rar

Шаг 3: Принцип действий

1. Подключите Ардуино
2. Загрузите код
3. Пустите сигнал через пины A0 — A5 или A7 (в зависимости от вашей платы). Я выбрал сигнал, идущий от моего телефона через джек. Один конец провода был подключен к телефону, а на другом конце я подключил землю к GND Ардуино, а второй аллигатор был подключен к одному из аудиоканалов. (в моем случае правый канал аудиосигнала) .
4. Откройте программу осциллографа
5. Выберите COM-порт и baud rate
6. Откройте каналы и всё готово!

Шаг 4: Особенности

• Разрешение осциллоскопа: примерно 0. 0049 Вольта (4.9мВ)
• Частота обновления: 1КГц
• Скорость передачи: 115200
• Диапазон напряжения: 0-5 Вольт
• Он может отображать одновременно 3 канала

Замечание: не превышайте на электронном осциллографе предел в 5 Вольт, или вы поджарите свой Ардуино.

Ограничения:

1. Напряжение нельзя превышать, оно находится в диапазоне 0-5 Вольт
2. Любой сигнал выше 1КГц не будет замечен Ардуино, либо же он будет определяться как мусорные значения (помехи)
3. Не пробуйте измерить сигналы AC, так как аналоговые пины не приспособлены для этого и в конце концов вы либо повредите Ардуино, либо засечёте позитивную половину

Шаг 5: Все готово!

Итак, я думаю, что было довольно просто сделать свой осциллограф на Ардуино. Надеюсь, вам всё понравилось.

Оглавление

• Шаг 1: Необходимые материалы
• Шаг 2: Код и программа осциллоскопа
• Шаг 3: Принцип действий
• Шаг 4: Особенности
• Шаг 5: Все готово!

Сборка карманного осциллографа на Arduino

• по:
Том Нарди

Нет никаких сомнений в том, что осциллограф является обязательным элементом оборудования для хакера-электронщика. Это критически важная часть оборудования для обратного проектирования устройств и протоколов, и, к счастью для нас, они так же дешевы, как и прежде. Даже достаточно многофункциональный четырехканальный прицел, такой как Rigol DS1054Z, стоит примерно столько же, сколько смартфон среднего класса. Но если это все еще слишком богато на ваш вкус, и вы готовы немного сэкономить на функциях, вы можете получить функциональный цифровой осциллограф чуть дороже, чем мелочь в кармане.

Несмотря на то, что на рынке представлено несколько очень дешевых карманных цифровых запоминающих осциллографов (DSO), [Питер Балч] решил, что лучше будет раскрутить свою собственную версию, используя готовые компоненты. Это не только послужило поводом для глубокого погружения в некоторые интересные инженерные задачи, но и привело к тому, что цена стала даже ниже, чем у моделей «под ключ». Состоящий из немного большего, чем Arduino Nano и OLED-дисплей, стоимость составляет менее 10 долларов США за приличный DSO размером со спичечный коробок.

Но не великий . [Питер] очень откровенно говорит об ограничениях этого самодельного карманного прицела: он не может работать с очень высокой частотой дискретизации, а дисплей недостаточно большой, чтобы отображать что-то большее, чем основы. Но если вы проводите быструю и грязную диагностику в полевых условиях, это может быть все, что вам нужно. Тем более, что есть большая вероятность, что вы сможете собрать его из деталей из мусорной корзины.

Даже если вы не собираетесь создавать собственную версию прицела на базе Arduino, описанного [Питером], его статья по-прежнему полна увлекательных подробностей и теорий. Он объясняет, как его программный подход заключается в том, чтобы отключить все прерывания и поместить микроконтроллер в замкнутый цикл опроса, чтобы как можно быстрее считывать данные с АЦП. Потребовалось некоторое экспериментирование, чтобы найти правильное значение предделителя для тактовой частоты Atmega 16 МГц, но в конце концов он обнаружил, что может получить полезный (хотя и несколько шумный) выход с частотой дискретизации 1 мкс.

К сожалению, АЦП Arduino оставляет желать лучшего с точки зрения входного диапазона. Но с добавлением двойного операционного усилителя LM358 осциллограф Arduino получает некоторое усиление, поэтому он может улавливать сигналы в диапазоне мВ. Для полноты картины [Питер] включил в прошивку устройства некоторые полезные функции, такие как частотомер, прямоугольный источник сигнала и даже вольтметр. С добавлением корпуса, напечатанного на 3D-принтере, этот маленький гаджет может быть очень удобен в вашем мобильном наборе инструментов.

Если вы предпочитаете коммерческий подход, то собственная компания Hackaday [Дженни Лист] провела обзор ряда очень доступных моделей, таких как DSO Nano 3 и набор для сборки JYE Tech DSO150.

[Спасибо BaldPower за подсказку.]

Posted in Arduino Hacks, Tool HacksTagged arduino nano, самодельный осциллограф, dso, частотомер, генератор сигналов

Простой самодельный осциллограф с Arduino Uno и Mega — Блог — Проекты Arduino

Мой самодельный осциллограф, как я получил свой сигнал0007

— Скриншоты

— Видео

— Авторы и ссылки

 

Описания

 

сигнал, который я получил.

Я не могу позволить себе настоящий осциллограф, но я знал о старых осциллографах Arduino.

 

Перепробовав много разных версий кода и руководств, я не смог заставить работать ни одну из них, а всем учебникам и руководствам было 2-3 года.
Не уверен, что это IDE или само аппаратное обеспечение изменилось таким образом, что оно больше не работает.

 

Наконец-то я нашел работающий осциллограф на японском веб-сайте (ссылка ниже) и рабочую библиотеку TFT-экранов,

, что означает, что я мог читать различные полученные сигналы.

 

Ясно, что ограничения составляют 0-5 В, но это нормально, мне нужно было знать либо тип волны, либо частоту, и этого достаточно.
Он также показывает мне амплитуду, что является приятным бонусом.

 

Но больше всего мне нравится функция двух каналов. Я часто использую второй канал в качестве ориентира, чтобы

различать основной канал на экране.

Некоторые скриншоты . .

Это старый тест. Мега.

 

 

Видео на YouTube, которое я снял.

У вас нет прав на редактирование метаданных этого видео.

Редактировать носитель

Габаритные размеры Икс SmallMediumLargeCustom

Subject (обязательно) Краткое описаниеТеги (через запятую)Видимость видео в результатах поискаVisibleHidden

Родительский контент

Простой самодельный осциллограф с Arduino Uno и Mega

Плакат

Загрузить Предварительный просмотр

Кредиты и ссылки:

Моя компиляция библиотеки осциллографа и TFT (что вы видите на видео и изображениях):

https://dl.