Red Pitaya и SmartScope превратят ваш смартфон или планшет в осциллограф
Lab-nation, Red Pitaya SmartScope Red Pitaya
Electronics Engineering Herald
Когда компания National Instruments разработала свой первый виртуальные прибор, она создала новый рынок и помогла многим разработчикам оценить возможности использования персонального компьютера в качестве платформы для испытаний и измерений. Доступность ПК для каждого разработчика стала в то время движущей силой рынка, позволившей превращать ПК или ноутбук в основу контрольно-измерительной платформы с недорогими аппаратными и программными средствами сбора данных. Теперь, помимо преуспевшей в этой области National Instruments, на рынке появилось множество других мелких компаний, предлагающих USB устройства сбора данных, которые называются USB/ПК осциллографы.
Но сегодня у большинства разработчиков электроники есть смартфоны, и для них было бы в порядке вещей использовать свой смартфон если не в качестве контрольно-измерительной платформы, то хотя бы для отображения полученных данных. Это открывает новое направление в развитии виртуальных приборов.
Аппаратура для сбора данных в сочетании с вычислительной платформой может быть сделана очень компактной, с размерами меньше кредитной карты.
Эта концепция породила два интересных виртуальных прибора, доступных сегодня на рынке. Речь идет о SmartScope компании LabNation и Red Pitaya. Оба проекта являются открытыми (open source), и разработаны на основе ПЛИС компании Xilinx. Отображаемую на мобильном телефоне частоту сигнала и амплитуду можно изменять с помощью обычного сенсорного интерфейса, благодаря чему отпадает необходимость во вращающихся ручках.
SmartScope компании LabNation
SmartScope стоит около 200 долларов США. В зависимости от имеющейся в комплекте дополнительной внешней периферии, цена может незначительно варьироваться как в меньшую, так и в большую сторону.
 |
 |
| SmartScope. |
SmartScope может получать питание через подключенный к смартфону кабель USB или через внешний источник питания USB. SmartScope может выполнять функции не только осциллографа, но также логического анализатора и генератора сигналов.
SmartScope поддерживает различные операционные системы, включая Linux, iOS, Android и Windows. Однако при подключении к любой из них могут возникнуть затруднения. SmartScope может быть распознан в случае, если вы установите джейлбрейк-патч на свое устройство iOS (iPhone и iPad). А в случае с Android вы должны проверить, поддерживает ли ваш телефон USB OTG. Но с большинством последних телефонов на базе Android таких проблем быть не должно. И все же, мы настоятельно рекомендуем вам уточнить детали на веб-сайте [1].
Red Pitaya
Red Pitaya стоит дороже, но зато не заставит вас испытывать неудобства, с которыми можно столкнуться, начиная работу с SmartScope. Хотя по большинству параметров прибор Red Pitaya схож со SmartScope, к нему предлагаются приложения для смартфонов, которые могут быть скачаны из облака для конкретного применения. Вы также можете разрабатывать и свои собственные приложения. Red Pitaya основана на ПЛИС Xilinx Zynq, а в SmartScope используется Spartan компании Xilinx. Использование современных ПЛИС делает реконфигурацию обоих устройств максимально простой. Программисты ПЛИС могут применить свои навыки для улучшения характеристик этих приборов.
 |
| Red Pitaya. (Фото Reichelt Elektronik). |
Red Pitaya работает как веб-сервер, доступ к которому можно получить с любого подключенного к Интернету компьютера или смартфона, введя IP-адрес в веб-браузере. Red Pitaya можно подключить к сети либо с помощью сетевого кабеля, либо через Wi-Fi. Для питания устройства, а также для соединения его с другой консолью, предусмотрен порт microUSB. Система поставляется с предустановленной ОС Linux, блоком питания, разъемами BNC и щупами. Благодаря наличию собственной конфигурации DHCP, настройка Red Pitaya не составляет труда. Имеется также возможность ручной настройки. На поставляемой с прибором карте SD имеется все необходимое программное обеспечение, однако не вызовет никаких затруднений и загрузка с собственной карты.
Список доступных в настоящее время приложений включает в себя осциллограф, генератор сигналов, анализатор спектра, LCR-метр и многое другое. Загружать их также просто, как и любые приложения для смартфонов; для этого нужно посетить сайт [2].
Также имеется возможность импортировать данные из MATLAB, или, наоборот, экспортировать их в MATLAB.
Радиолюбителям или студентам, которые хотят создать лабораторию на собственном столе и не нуждаются в полосе пропускания выше 50 МГц, дорогостоящие осциллографы лучше не приобретать.
Red Pitaya на $200 дороже, чем Smartscope, что составляет примерно 370-470 долларов США.
Характеристики SmartScope:
- Полоса пропускания: 45 МГц (–3 дБ)
- Частота дискретизации: 2 × 100 млн. выборок в секунду
- Количество каналов: 2
- Максимальная позиция предзапуска: 16×(полная шкала)
- Максимальная задержка запуска: полная шкала
- Максимальный масштаб по вертикали: 10 В/дел ±35 В
- Минимальный масштаб по вертикали: 20 мВ/дел
- Диапазон: ±35 В
- Вход синхронизации: открытый/закрытый
- Точность: 8 бит
- Входной импеданс: 1 МОм || 10 пФ
- Количество осциллограмм: 200 осциллограмм в секунду
- Задержка при передаче данных хосту: менее 10 мс
- Глубина выборки: до 4 млн. точек
- Внешняя синхронизация: есть
Для получения дополнительной информации посетите [3].
Характеристики Red Pitaya:
- Радиочастотные входы
- Количество каналов: 2
- Полоса пропускания: 50 МГц (–3 дБ)
- Частота дискретизации: 125 млн. выборок в секунду
- Разрядность АЦП: 14 бит
- Вход синхронизации: открытый
- Входной уровень шума: менее 119 дБм/Гц (D)
- Входной импеданс: 1 МОм || 10 пФ (A, B)
Более подробную информацию о Red Pitaya можно найти на странице [4].
Ссылки
Перевод: Mikhail R по заказу РадиоЛоцман
Источник
Android Bluetooth осциллограф
Это приложение тестировалось только с Samsung Galaxy GT-i5700 Spica (Android 2.1)
Как АЦП для двух входов в схеме используется PIC33FJ16GS504 Microchip (даташит и данные). Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838 (даташит).
Характеристики осциллографа:
— Время на деление: 5мкс, 10мкс, 20мкс, 50мкс, 100мкс, 200мкс, 500мкс, 1мс, 2мс, 5мс, 10мс, 20мс, 50мс.
— Вольт на деление: 10мВ, 20мВ, 50мВ, 100мВ, 200мВ, 500мВ, 1В, 2В, GND
— Аналоговый вход (зависит от предусилителя): от -8V до +8 V
Исходные коды для Bluetooth были взяты из Bluetooth чата http://developer.android.com. Этот пример состоит из трех файлов исходного кода Java. И я полностью скопировал «DeviceListActivity.java», который используется для поиска удаленных устройств Bluetooth. Я изменил «BluetoothChatService.java», удалив оттуда всё лишнее.
Для графического отображения форм сигнала я использовал SurfaceView, мне очень помогла статья как использовать canvas в android.
Остальная часть работы в основном заключалась в переносе моих предыдущих наработок для S60 на язык Java. Это было сложно, но тем не менее, это был хороший пример для изучения JAVA программирования.
Исходные коды и прошивки для Android и PIC можно скачать здесь.
Вот схема. В ней нет ничего особенного, всё основано на существующих схемах.
Возможно, я выбрал не самый хороший микроконтроллер для этой цели, т.к. остались незадействованные выводы. Но я смог купить только такой и тут самый хороший АЦП.
Источник
Бесплатный осциллограф в кармане
Речь пойдет о приложении для смартфонов и планшетов на платформе Android, имитирующее работу осциллографа.
Приложение будет полезным инструментом для тех, кто занимается звуковой техникой. Можно проверить работу оконечных каскадов УНЧ, оценить искажения сигнала.
Кроме того, этот осциллограф будет незаменимым помощником для школьников, изучающих физику. Приложение поможет закрепить знания, полученные по акустике, даст возможность поэкспериментировать со звуком.
Программа работает только на платформе Android, ссылку на скачивания с Play Market найдете в конце статьи. Приложение бесплатное, но в него встроена реклама. Впрочем реклама не мешает работе с приложением.
Приложение работает через микрофон вашего устройства, поэтому при установе нужно дать приложению право на использование микрофона. Иначе оно работать не будет.
Частотный диапазон будет зависеть от качества микрофона и звуковой карты вашего устройства.
Итак, вот вид экрана этого приложения. В центре показывается осциллограмма в реальном времени. Верхняя строка — переключение режимов работы осциллографа.
Поставив галочку 2Ch вы превратите его в двухканальный осциллограф. Впрочем, если на устройстве стоит монофонический микрофон, смысл в этой опции теряется.
Галочка Trig по идее разработчика, позволяет запускать запись с какого то определенного уровня сигнала. Но как на самом деле это работает я так и не понял.
Переключатель 1-2-4-8 управляет разверткой по горизонтали, по сути, это делитель частоты. Кроме того, при касании экрана пальцем, осциллограф переходит в режим Hold. Это удобно если нужно зафиксировать осциллограмму и сохранить в виде скриншота.
Источник
Осциллограф-приставка Hantek 6022BE: мобильное приложение и небольшой тест.
В дополнение к предыдущему обзору на осциллограф USB-приставку Hantek 6022BE на два канала с полосой 20МГц (до 48 Мвыб./с), и с поддержкой USB-OTG добавлю немного описания процесса калибровки и несколько тестов в мобильном приложении.
Осциллограф Hantek 6022BE компактный, удобный как для работе на столе, так и в мобильном варианте. Лично я в последнее время использую его даже не с ноутбуком — со смартфоном через OTG. 
Подключаю к смартфону, использую приложение HScope. 
Без осциллографа можно попробовать приложение в Demo-режиме (можете скачать HScope, посмотреть приложение в Демо). 
Перед началом работы рекомендую провести проверку щупов по встроенному генератору тестового сигнала и при необходимости провести компенсацию. 
В комплекте есть специальная пластиковая отвертка для подстройки щупа. 
Процесс проверки и компенсации щупов 
На генераторе присутствует сигнал (меандр 1кГц, 2В).
Сигнал должен выглядеть как меандр. 
Если есть перекомпенсация или недокомпенсация, то будут вот такие осциллограммы. 
Также, обратите внимание, в меню есть функция калибровки (в платной версии приложения). Щуп замыкается согласно картинке, производится его калибровка. 
Если что — вот модель щупов (PP-80 60MHz 1:10) 
После проверок можно начинать измерения))))
Устройство так увлекло меня, что приобрел платную версию программы HScope.
В информации выбираете Get Full version, затем внимательно выбираете модель своего устройства. 
Проверка сигнала с USB (5В) 
Подаю с генератора сигнал с определенной частотой для проверки.
60Гц 
125Гц 
250Гц 
800 Гц 
В программе HScope можно посмотреть спектр сигнала (переключаем на вкладку FFT) 
Есть несколько фильтров, но смысл не меняется. Генератор дает несколько гармоник, что хорошо видно. 
600Гц (Спектр) 
В приложение HScope есть режим мультиметра с логгированием напряжения. Лог экспортируется в *.csv. 
В полной версии приложения доступна разблокированная функция преобразования Фурье (отображение спектра сигнала).
Сигнал 4кГц 
Сигнал 2 кГц 
У некоторых сигналов видны гармоники (2я, 3я и т.п.) — можно оценить качество сигнала и источника.
Сигнал 1кГц 
Также становятся доступные математические функции. 
К сожалению, часть скриншотов не сохранилась.
В ближайшее время переделаю тесты на 1-10 МГц и добавлю.
Самая высокая частота из оставшихся тестовых сигналов 625кГц 
По опыту скажу, что синус видно до 4МГц, сложные сигналы хуже, в основном 500кГц. 2МГц (зависит от сигнала). Большой минус — пропадает синхронизация сложных сигналов на высоких частотах (особенность передачи данных по USB данной модели).
По работе с приложением — достаточно удобно, причем как сохранять лог сигнала, так и скриншоты. Осциллограф работает просто с выхода USB-OTG, без дополнительного питания.
Полезно будет приобрести либо щупы 1:100, либо дополнительно делитель 1:20.
Источник
