Cerchi un oscilloscopio economico e facile da montare? Ecco una guida su come crearne uno usando un Raspberry Pi Pico.

Se ti piacciono i progetti di elettronica, è solo una questione di tempo prima che ti rendi conto di quanto possa essere utile un oscilloscopio. Tuttavia, gli oscilloscopi possono essere proibitivi per chi ha appena iniziato con il PWM e l'analisi della logica digitale.

La buona notizia è che puoi costruire il tuo oscilloscopio a 200kHz a basso costo con una scheda microcontroller Raspberry Pi Pico e il software Scoppy gratuito.

Cosa puoi fare con un oscilloscopio Pi Pico?

Il dispositivo che realizzerai è un oscilloscopio a bassa frequenza in grado di misurare tensioni fino a 3,3 V. Anche se non è molto, fintanto che il tuo progetto non va oltre il limite delle capacità di Pi Pico, puoi comunque usarlo oscilloscopio per progetti che coinvolgono modulazione di larghezza di impulso (PWM), caratterizzazione del sensore, analisi logica digitale e audio elettronica.

Sebbene sia principalmente un oscilloscopio, questo dispositivo fai-da-te è dotato anche di altre funzionalità come un analizzatore logico! Ciò significa che puoi anche usarlo come strumento di apprendimento per comprendere meglio il

instagram viewer
diversi protocolli di comunicazione e sperimentare con PWM ed elettronica a bassa potenza.

Di cosa avrai bisogno

Poiché ci sono molti modi per migliorare questo progetto, ti mostreremo semplicemente come realizzare l'oscilloscopio di base stesso. Ecco gli elementi di cui avrai bisogno:

Articolo

Quantità

Raspberry Pi Pico / Pico W

1

Smartphone Android (Android 6.0 e versioni successive)

1

Adattatore USB OTG

1

Cavo USB (da tipo A a micro-USB)

1

resistori da 1 kΩ

2

Resistenza da 100 kΩ

1

Tagliere

1

Ponticelli (maschio-maschio)

2

Puoi anche scambiare alcuni elementi in base alle tue preferenze. Puoi usare le clip a coccodrillo invece dei ponticelli se preferisci ritagliare le cose quando provi un circuito. È possibile utilizzare una scheda prototipi per saldare insieme tutti i componenti per creare un oscilloscopio più permanente. E se hai un Raspberry Pi Pico W, puoi usarlo sopra il normale Pi Pico.

Realizzare questo oscilloscopio Raspberry Pi Pico è molto semplice e prevede un processo in quattro fasi.

Passaggio 1: installa l'app Android Scopia

Innanzitutto, scarica e installa l'app Scoppy per il tuo telefono o tablet Android. Viene utilizzato per visualizzare la GUI dell'oscilloscopio.

Scaricamento:Scopia (gratuito)

Passaggio 2: installa il firmware Scoppy Pico

Scarica il firmware corretto per il tipo di Raspberry Pi Pico che intendi utilizzare: il normale Pico o il Pico W con connettività wireless.

Scaricamento:Scoppy Pi Pico (gratuito)

Scaricamento:Scoppy Pi Pico W (gratuito)

Una volta scaricato il relativo firmware, tieni premuto il pulsante BOOTSEL sul Pi Pico, quindi collegalo al computer con il cavo USB e rilascia il pulsante. Ciò dovrebbe far sì che il Pico venga rilevato come dispositivo USB di archiviazione di massa.

Ora copia il file .uf2 che hai appena scaricato e posizionalo sul dispositivo di archiviazione di massa del Pico. Durante il trasferimento, il LED integrato sul Pi Pico dovrebbe lampeggiare. Ciò indica che il file viene trasferito dal computer al tuo Pico

Passaggio 3: aggiungere un resistore di limitazione della corrente

Questo passaggio non è necessario per il funzionamento dell'oscilloscopio Pico, ma assicurerà che la scheda sia protetta nel caso in cui si verifichino tensioni superiori al limite di 3,3 V. Abbiamo deciso di aggiungere questo come parte della build di base.

Per un impianto temporaneo, fissa i pin GND, 3.3V e GP26 del Pico alla breadboard utilizzando connettori maschio dritti.

È possibile utilizzare i due ponticelli maschio-maschio come sonde, dove GND si collega a terra e il pin GP26 si collega all'uscita del segnale del circuito elettronico che si desidera testare.

Passaggio 4: collega Raspberry Pi Pico al dispositivo Android

È necessario un telefono o tablet Android per fornire una GUI (interfaccia utente grafica) per l'oscilloscopio Raspberry Pi Pico. Per connetterlo, dovrai utilizzare un dispositivo Android con Android 6.0 o versioni successive e con supporto USB OTG.

Dopo aver collegato lo smartphone alla scheda Pico configurata tramite USB, apri l'app Scoppy sul telefono e seleziona Permettere sul prompt che richiede il permesso di utilizzare il dispositivo USB con l'app Scoppy.

Congratulazioni! Hai configurato correttamente l'oscilloscopio basato su Pico.

Come usare Scopia

Ciò che distingue questo oscilloscopio da altri oscilloscopi precostruiti economici che puoi trovare online è la bellissima GUI che uno smartphone fornisce all'utente.

Sebbene l'interfaccia sia abbastanza intuitiva, potrebbe comunque intimidire le persone che imparano a usare un oscilloscopio. Per aggiornarti su come utilizzare le opzioni del menu Scoppy, ecco i controlli e le impostazioni principali che devi conoscere:

Controlli orizzontali e verticali

Controllo

Funzione

TEMPO/DIV

Scala orizzontale. Regola la base del tempo di campionamento per il segnale in millisecondi per divisione.

POSIZIONE (Orizzontale)

Sposta la forma d'onda a sinistra ea destra per visualizzare in anteprima le sezioni campionate con timestamp.

VOLT/DIV

Scala verticale. Ingrandisce e riduce la forma d'onda per regolare la dimensione dell'ampiezza del segnale.

POSIZIONE (Verticale)

Sposta la forma d'onda su e giù per lo schermo.

Controlli di attivazione

Controllo

Funzione

SPENTO

Non viene utilizzato alcun trigger; le forme d'onda vengono mostrate senza alcuna sincronizzazione con un punto specifico su un segnale.

AUTO

Regola automaticamente il trigger per acquisire e visualizzare una forma d'onda stabile.

NORMA

Attende che si verifichi un evento di trigger prima di acquisire la forma d'onda specifica.

BORDO ASCENSORE

Cattura la forma d'onda quando il segnale di ingresso passa da una tensione più bassa a una più alta.

BORDO DI CADUTA

Cattura la forma d'onda quando il segnale di ingresso passa dalla tensione più alta a quella più bassa.

Per testare l'oscilloscopio, puoi posizionare la sonda di terra sulla connessione di terra di un circuito e la sonda di segnale sul nodo da cui stai cercando di catturare il segnale. Assicurarsi che il circuito utilizzi meno di 3,3 V.

Se non si dispone di un circuito per testare l'oscilloscopio, è possibile visualizzare i segnali di test sulla scheda Pico: è sufficiente collegare la sonda di segnale al pin GP22 del Pico e la sonda di terra a un pin GND sulla scheda.

Se l'oscilloscopio mostra un'onda quadra da 1 kHz con un ciclo di lavoro del 50%, il tuo oscilloscopio Raspberry Pi Pico funziona come previsto ed è pronto per essere utilizzato per i tuoi progetti elettronici!

Limitazioni

Il progetto Scoppy è stato sviluppato per fornire ai principianti e agli appassionati di elettronica un oscilloscopio e un analizzatore logico a basso costo per imparare e creare progetti a bassa frequenza. Ciò che permette a questo oscilloscopio di essere ultra economico è l'uso di uno smartphone che la maggior parte delle persone già possiede e un microcontrollore da 4 dollari.

Ovviamente, un grande fattore limitante di questo oscilloscopio è il Raspberry Pi Pico, che può gestire solo fino a 3,3 V a frequenze di 200 kHz con una frequenza di campionamento di 500 kS/s. Ciò limita l'oscilloscopio solo a progetti elettronici a bassa potenza e bassa frequenza. Per quanto riguarda l'analizzatore logico, è limitato a otto canali, ciascuno con una frequenza di campionamento massima di 25 MS/s.

Ma anche con queste limitazioni, ci sono molti progetti che puoi fare e da cui, si spera, imparare utilizzando questo oscilloscopio basato su Pico economico e facile da assemblare.