Осциллограф из монитора компьютера в домашних условиях

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:

  • Плюсы: простота и дешевизна; минимальная затрата времени на осуществление этого проекта.
  • Минусы: низкое качество звукового тракта гаджета, существенно влияет на диапазон измеряемых частот; отсутствие защитных элементов, которые предохраняют смартфон и планшет от случайных подключений щупов к точкам повышенного напряжения электросхемы; большая погрешность при измерении сигнала, в случае дешёвого устройства.

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.

  • Устанавливаем на сигнальные линии USB порта согласующие резисторы на 68 Ом. Между землёй и сигнальными жилами устанавливаем керамические конденсаты для снижения помех. Их ёмкость должна быть 100 нФ. Такой же конденсатор и с такой же ёмкостью устанавливаем параллельно «электролиту» на 47 мкФ, который установлен по цепям питания +5 В и земля.
  • Устанавливаем стабилитроны на 3,6 В между сигнальными линиями и землёй. Светодиод индикации включения ставится последовательно с сопротивлением на 220–470 Ом. Резистор на 1,5–2,2 кОм определяет устройство операционной системы. Провода USB кабеля подпаиваются к плате по соответствующей распиновке кабеля.
  • После перезагрузки Windows нужно заново переткнуть осциллограф в USB порт. Необходимо также снять FUSE бит на 8 CKDIV 8. Каких-либо сторонних драйверов этот электронный прибор для своей работы не потребует. Аналогично клавиатуре и мышке он определяется тоже как Hid устройство. Хотя при первичном подключении осциллограф определяется как Easylogger. Четвёртая версия Usbscope и выше, обеспечивают поддержку 64 — битной операционной системы Windows. Для нормальной работы осциллографа на компьютере должен присутствовать Netframework и Oscilloscope — программа-осциллограф, показывающая сигнал, который подаётся на вход звуковой карты.
  • На практике этот гаджет нашёл своё применение не только в радиоэлектронике, но и для настроек автомобильных систем зажигания, определения расхода топлива и прочих нужд. Чтобы подключить его к измеряемой схеме нужно спаять два щупа. Для снижения уровня помех желательно использовать экранированный провод, а также тюльпаны или RCA разъём, которые обеспечивают быстрое подключение и отключение щупов от осциллографа. Один из щупов осциллографа для измерения оканчивается контактом в мультиметре для сигнальной жилы, а с помощью «крокодила» подключается к земле. На втором его щупе «крокодилы» разных цветов — для сигнальной жилы и земли.

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.

начинающий:
ну скажите как ИЗ МОНИТОРА СДЕЛАТЬ ОСЦИЛ без мк.

В далёких журналах «Радио» были статьи по «изготовлению» демонстрационных осциллографов из ТВ.
Дядя Фёдор, никто за Вас искать не будет, самому нужно постараться.
начинающий:
пока жду советов по рекорду и ростову решил заняться чем-то реально интересным тем более я знаю что здесь обязательно помогут

И тут ЖДУ, ну ну… с таким настроем могут и перестать помогать.

 

начинающий: Vlad_Petr: незнание того как устроен компьютерный монитор знаю только урывками, т.е. что мне тут УЖЕ рассказали Дядя Федор, может ты просто идейный халявщик??..

 

У меня есть 2 осцилла С1-49 и С1-77. Но нельзя сказать что они часто используются,
Для школы — это проблема хранения такой дорогостоящей аппаратуры
. К тому же — в полевых условиях ( на дому) их тоже тяжело таскать.
Поэтому если озадачиться приобретением осцилла, то лучший вариант — это купить переносный напоминающий по форме мультиметр ,
Лишать себя цифровых приборов ( без мк) — это нерационально, хотя бы потому, что детям все равно, по какому принципу формируется луч прибора. Осцилл — это прежде всего инструмент, а на роль учебного пособия можно найти самостоятельные узлы от этого сложного прибора. Например генератор или усилитель, или трубка, которые все сейчас просто выбрасывают в утиль по вышеописаным причинам.

 

начинающий: как ИЗ МОНИТОРА СДЕЛАТЬ ОСЦИЛ без мк.
Так
Alexey: АЦП-> формирователь VGA.
Можно на «логической» рассыпухе, лучше на ПЛИС.
Делать «анвлогово» из монитора- бред сивой кобылы.

 

Не заводите начинающего в тупик,ему нужно всего лишь отключить задающий кадровой(сделать включение через ключ),к ключу подключить усилитель (собраный),усилитель на видео вход(это будет синхронизация сигналом),а видео вход подать иследуемый сигнал,Таких схем валом в журналах» Радио».Не ленись,начинающий,шара еще никому знаний не добавила!

 

Да можно и «анвлогово», ни чего там сложного нет.

В детствте переделывал старый ч/б телевизор «Сигнал-2» в осциллограф — работал. С тех пор и питаю слабость к большим экранам осциллографов.

Сейчас же, на мониторе, ещё проще — два генератора для развёрток, да простой усилитель на аналоговый вход зелёного канала…

Для демонстрационного осциллографа достаточно увидеть форму сетевого напряжения — пара-тройка экспериментов с выпрямителем и дети будут в восторге. А что бы подержаться за входной щуп пальцами — будут выстраиваться в очередь...

 

Alexey: Делать «анвлогово» из монитора- бред сивой кобылы.
Как я люблю специалистов, с их обширными знаниями и чрезвычайной категоричностью!
Осциллограф из монитора делается примерно так. Запускаем на мониторе обе развёртки, то есть формируем обычный кадр, но луч при этом гасим. При совпадении значений входного напряжения и напряжения вертикальной развёртки формируем короткий импульс подсветки луча. В результате на экране формируется изображение процесса, даже при достаточно высоких частотах сигнала. И очень просто обеспечивается многоканальность. И никаких процессоров с логикой. Обычный стробоскопический метод.
Этому методу, вообще-то в обед сто лет. Мне его рассказал ещё в школе наш руководитель кружка, светлая ему память.

 

В продолжение поста Папа Карло.
Только монитор (или телевизор) надо повернуть на 90 градусов, горизонтальная развертка после этого станет вертикальной (частота десятки кГц), а вертикальная (десятки Гц) станет горизонтальной разверткой луча осциллографа. Получить линейно изменяющееся напряжение, пропорциональное току в отклоняющих катушках (частота десятки кГц), и стробировать измеряемый сигнал этим пилообразным сигналом в моменты возрастания напряжения пилы.

 

Папа Карло: Запускаем на мониторе обе развёртки, то есть формируем обычный кадр, но луч при этом гасим.
т.е. собрать генератор ~48КГц и ~60Гц и подать на V.sync и H.sync? или там есть какой-то свой генератор, ведь он показывает NO SIGNAL
Папа Карло: При совпадении значений входного напряжения и напряжения вертикальной развёртки
а можно здесь по подробней? пжл…
PS: вчера полдня искал что-либо в гугле на эту тему но все темы на форумах заканчивались предложениями где можно купить цифровой осциллограф поэтому, Папа Карло спасибо вам большое

 

То начинающий, все равно, если даже удастся сделать так, как предложил Папа Карло, то это будет всего лишь демонстрационный осциллограф, способный выводить на экран только сигналы звуковой частоты, без возможности в широких пределах изменять частоту развертки «луча» осциллографа.

Если монитор показывает NO SIGNAL, то в нем обе развертки работают, и где-то там внутри можно снять и импульсы с частотой кадров, и импульсы с частотой строк.

начинающий: или там есть какой-то свой генератор, ведь он показывает NO SIGNAL
Да, там есть свои генераторы, при работе с компьютером синхроимпульсы с видеокарты компьютера синхронизируют частоту и фазу этих своих генераторов в мониторе.