Prihláste sa k svojmu účtu, pokiaľ ho máte. Alebo kliknite tu pokiaľ ho ešte nemáte a prajete si ho vytvoriť - je to jednoduché a získate mnoho výhod.

DSO138 - stavebnica lacného digitálneho osciloskopu

DSO138 - stavebnica lacného digitálneho osciloskopu

V dnešnej digitálnej dobe a najmä pri opravách elektroniky je osciloskop ako merací prístroj už viac menej nevyhnutnosťou. Osciloskop však rozhodne nie je lacným kusom meracej techniky. JYE Tech sa pokúsil navrhnúť jeho najlacnejšiu "alternatívu". Za približne 15,00 € si tak môžete objednať stavebnicu modelu DSO138, miniatúrneho osciloskopu so šírkou pásma 200 kHz a citlivosťou 10 mv / div.

Na trhu je viacero "verzií"

Originál DSO138 bol navrhnutý spoločnosťou JYE Tech Ltd., čo propaguje ako výrobca aj na svojich stránkach. Na ich vlastnej stránke si táto spoločnosť sťažuje, že konkurencia tento návrh ukradla a uviedla na trh jeho presnú kópiu. Pred nedávnom bola ich stránka "hacknutá"a jej obsah bol značne poškodený - zrejme konkurencia. Výsledkom je, že si môžete objednať "DSO138" za veľmi rôzne ceny na viacerých čínskych stránkach. Ak si dáte námahu s vyhľadávaním, tak na internete nájdete stavebnicu uvedenú ako DSO138 za približne 15,00 EUR vrátane dopravy. Od rôznych čínskych dodávateľov je k dispozícii priehľadné akrylové puzdro za ceny od 7,50 EUR. Pokiaľ sa necítite na jeho "zloženie" potom si objednajte kompletne zostavenú a testovanú DPS za cca 20,00 €.

DPS DSO138

Na obrázku nižšie je zobrazený model DSO138, a v tomto prípade je to pôvodná verzia od JYE Tech. Bola kupovaná práve kvôli tomu, aby sme nerozoberali "napodobneninu", pri ktorej sa nebudeme môcť oprieť o údaje výrobcu a aby sme zachovali objektivitu pri posudzovaní. Kompletná elektronika je umiestnená na základnej doske plošných spojov len 117 mm x 76 mm. Vrchná doska PCB obsahuje iba farebný TFT displej o rozmere 50 mm x 38 mm. Vľavo vidíte tri miniatúrne posuvné spínače na nastavenie vstupného napätia. Na pravej strane sú štyri rovnako malé tlačidlá na ovládanie osciloskopu. Na ľavej hornej strane je vstupný konektor BNC na pripojenie vstupného signálu. Na pravej strane je štandardný napájací konektor, do ktorej musíte pripojiť stabilizované napätie 9 Vdc. Pri tvorbe "vlastnej" krabičky, sa preto podsúva možnosť integrovať vlastný akumulátor, ten oceníte najmä pri orientačných meraniach v teréne. S takýmto napájaním zrejme počítal už aj samotný výrobca, nakoľko vedľa napájacieho konektora je už osadený ďalší - dodatočný konektor, ktorý umožňuje pripojiť akumulátor. Ešte sa zdržíme na chvíľku pri pozícii napájacieho konektora a to konkétne na ľavej strane, kde je pozícia kontrolného signálu vo forme "padu". Tú vám rovnako odporúčam osadiť vhodným konektorom, anakoľko ho v budúcnosti budete učite využívať na občasnú kalibráciu tohoto osciloskopu. Pozície kontrolných bodov napätí "AV-, AV+, +3.3V, +5V" nepovažujem za nutné osadzovať konektorom, nakoľko slúži iba na kontrolu prítomnosti daných napätí.

DSO138

Pohľad na zostavený osciloskop DSO138.

Špecifikácie

Dôležitejšie ako vzhľad sú samozrejme špecifikácie. Preto v krátkosti:

  • Analógová šírka pásma: 200 kHz
  • Rýchlosť vzorky: 1 Msample / s
  • Rozlíšenie: 12 bitov
  • Počet vzoriek v pamäti: 1 024
  • Typ displeja: farebný 2,5-palcový TFT LCD
  • Rozlíšenie displeja: 320 x 240 pixlov
  • Citlivosť: 10 mV / div ~ 5 V / div
  • Vstupné napätie: 50 V max.
  • Vstupná impedancia: 1 MΩ, 20 pF
  • Vstupná väzby: GND ~ AC ~ DC
  • Nepresnosť numerických meraní: ± 5%
  • Časová základňa: 500 s / div ~ 10 us / div
  • Spúšťacie režimy: automatický, normálny, jednorazový
  • Typ spúšťača: klesajúca alebo stúpajúca hrana
  • Spúšťacia poloha: pevná na 50% vzoriek v pamäti
  • Napájacie napätie: 9 Vdc (možnosť napájania z akumulátora)
  • Napájací prúd: 120 mA
  • Rozmery DPS: 117 mm x 76 mm x 15 mm
  • Celkové rozmery: 130 mm x 90 mm x 30 mm
 

Stavebnica osciloskopu DSO138

Nemusíte spájkovať všetko
Ako vidíte na obrázku vyššie, DPS obsahuje veľa malých komponentov SMD. Pod zobrazovacou doskou je tiež subminiatúrny mikroprocesor a dva SMD čipy. Našťastie nemusíte tieto komponenty spájkovať na DPS, pretože súprava sa dodáva s už osadenými komponentmi procesora a SMD. Čo potrebujete prispájkovať, je zhrnuté na obrázku nižšie. "Zdatnejším" z vás, by to nemalo zabrať viac než pol hodiny. Začnite tak ako je zvykom, najmenšími komponentami - rezistory, diódy, keramické kondenzátory - tie prispájkujte čo najjbližšie k DPS a samozrejme si dajte pozor na polaritu komponentov - pokiaľ je uvedená.

Pohľad na dodávané komponenty, ktoré je nutné osadiť.

Manuál
Čínski výrobcovia sú nanešťastie stále preslávení svojimi veľmi zlými príručkami, alebo žiadnymi príručkami. To, ale neplatí pre DSO138. Stránky manuálus miniatúrnymi obrázkami objasňujú každý krok spájkovania a osadenia komponentov. Preto každý, kto vie spájkovať a dodrží uvedený postup, musí byť schopný dokončiť konštrukciu osciloskopu.

Nastavenie vstupných deličov
Po pripájkovaní všetkých komponentov a pripojení napájacieho zdroja 9 VDC by mal ociloskop za predpokladu, že ste osadili všetky komponenty správne nabehnúť. Teraz stačí iba upraviť hodnoty dvoch kapacitných trimrov napäťového deliča na vstupe tak, aby sa na obrazovke správne zobrazovalo napätie v obdĺžnikovom priebehu. Samozrejme ako zdroj tohoto signálu použijeme signál dodávaný osciloskopom, ktorý nájdete pri napájacom konektore + 9Vdc. Tento postup oživenia je tiež dobre opísaný a na PCB je tiež k dispozícii testovacie miesto zo signálom 1kHz. Toto nastavenie kapacitne kompenzuje vstupný zoslabovač, takže vysoké frekvencie sú tlmené rovnako ako nízke frekvencie.

Umiestnenie trimrov pre nastavenie deliča a zdroj obdĺžnikového signálu 1kHz.

Priebeh nastavenia napäťového deliča.

Kryt pre DSO138

Vyzerá to pekne. Balík sa skladá zo siedmich presne vyfrézovaných akrylových dosiek plus vrecka s rozpierkami, skrutkami a časťami, pomocou ktorých môžete ovládať spínače a tlačidlá aj po inštalácii DPS do krytu. Neexistuje však žiadna príručka, takže skôr, než bude zrejmé, ako sú časti, ktoré predlžujú hmatníky spínačov a tlačidiel, presne skonštruované, tak napriek tomu sme narazili na niekoľko problémov. Ale .... čo je horšie, je to, že veci "nesedia" presne. Napríklad musíte odrezať kolíky dvoch konektorov vedľa konektora USB, aby ste diely spojili. Navyše tri plastové časti, ktoré predlžujú tlačidlá spínačov nad predným panelom, nie sú presné. Musíte ich trošku obrúsiť, inak sa diely zasekávajú o spodnú stranu predného panela. Nanešťastie medzi tlačidlami, spínačmi a výrezmi pre tieto tlačidlá na prednom paneli je dosť málo miesta. Tlačidlá sa tak stávajú veľmi ťažko ovládateľné a tretia pozícia na prepínači sa často nedosiahne.

Práca s DSO138

Tlačidlá a prepínače
Na nasledujúcom obrázku sme zhrnuli funkciu siedmich ovládacích prvkov DSO138. Pomocou troch ľavých posuvných prepínačov nastavíte citlivosť a signálnu väzbu rozsahu. Dolným zo štyroch pravých tlačidiel sa posúvate cez funkcie, ktoré sú nastavené pomocou softvéru, ako je napríklad časová základňa, spúšťanie a či sa na obrazovke zobrazujú číselné údaje vstupného signálu. Nasledujúce dve tlačidlá znižujú alebo zvyšujú hodnotu funkcie. Horné tlačidlo zastaví obraz na obrazovke "HOLD" alebo nastaví rozsah na prevádzkový režim "RUNNING". Pomocou tlačidla "Reset" reštartujete softvér a osciloskop sa inicializuje. Na spodnom okraji dosky plošných spojov uvidíte niekoľko portov, ktoré vám umožňujú prístup k elektronike zariadenia a napríklad odovzdať aktualizáciu firmvéru:

  • Serial Wire Debug - SWD
  • USB port
  • Universal Asynchronous Receiver Transmitter - UART

Čo môžete s týmito portami urobiť, je vysvetlené v niekoľkých súboroch PDF, ktoré si môžete stiahnuť zo stránky výrobcu.

Ovládacie a nastavovacie prvky a body osciloskopu DSO138.

Atenuátor a vstupný zosilňovač
Väčšina osciloskopov má otočný prepínač, ktorý vám umožňuje nastaviť citlivosť zariadenia v známom poradí 1-2-5. Ale pravdu povediac, tento prepínač by stál viac ako celý DSO138, takže dizajnéri prišli s niečím iným. S dvoma trojpolohovými posuvnými prepínačmi môžete nastaviť citlivosť medzi 10 mV / div a 5,0 V / div. Horným prepínačom môžete zvoliť základnú citlivosť 1 V / div, 100 mV / div alebo 10 mV / div. Dolným prepínačom vynásobíte toto nastavenie 5, 2 alebo 1. Máte deväť nastavení citlivosti v rovnakom poradí 1 - 2 - 5 ako pri každom rozsahu. Ako sa to robí elektronicky, je znázornené na nasledujúcej schéme vstupného zosilňovača. Pomocou prepínača SW1A pripojíte vstup atenuátora k zemi, priamo do konektora BNC alebo cez kondenzátor 100 nF do konektora BNC.
Nasledujú tri paralelné RC siete, ktoré prepínajú časť vstupného napätia pomocou prepínača SW2A. Kondenzátory C2 až C7 zaisťujú, že vyššie frekvencie sú zoslabené v rovnakom rozsahu ako ich nižšie frekvencie. Potom nasleduje operačný zosilňovač TL084 pripojený ako buffer. Výstup je zakončený druhým deličom z rezistorov s veľmi nízkou impedanciou, ktorý sa stará o delenie 1-2-5. Prepínač S3A vyberie požadovaný pomer a privádza signál do druhého operačného zosilňovača, ktorý je pripojený ako inverzný zosilňovač s zosilňovacím faktorom asi desať.
Po prečítaní týchto pinov softvér vie, na ktoré pozície ste nastavili dva prepínače a na obrazovke sa môže zobraziť zodpovedajúca citlivosť.

Schéma vstupného deliča a zosilňovača.

Údaje na obrazovke
Okrem oscilogramu vstupného napätia softvér zobrazuje na malej obrazovke množstvo ďalších údajov.

Údaje na malej obrazovke DSO138.

Príliš veľa údajov na obrazovke?
Malá obrazovka je taká plná údajov, že na oscilogram vstupného signálu je len veľmi málo miesta. Je samozrejme dobré, že osciloskop dokáže zmerať takmer všetky údaje o napätí na vstupe, ale otázkou je, aké presné sú tieto údaje s takým lacným zariadením a koľko ich reálne potrebujete. Našťastie môžete ľahko odstrániť tieto údaje zo vstupného signálu z obrazovky. Pomocou dolného tlačidla vyberte funkciu "
Time base speed" (pozri ďalej) a stlačte tlačidlo "RUN/HOLD/OK" najmenej na dve sekundy. Číselné údaje zmiznú z obrazovky. Rovnakým spôsobom môžete tieto údaje znova zobraziť.

Konfigurácia osciloskopu pomocou tlačidiel

Po zapnutí DSO138 uvidíte okolo nastavenia časovej základne modrý štvorec. To znamená, že táto funkcia je aktívna a že môžete zvoliť požadovanú časovú základňu s dvoma tlačidlami "Next" a "Previous". Najrýchlejšie nastavenie je 10 µs / div, najpomalšie 500 s / div. Tento rozsah už poukazuje na prvé dôležité obmedzenie tohto osciloskopu. Je to typické LF zariadenie, dosť dobré na meranie v audio obvodoch, ale to je všetko, čo môžete od neho očakávať. Stlačením tlačidla "Selection" môžete prechádzať rôznymi funkciami:

  • Rýchlosť časovej záklane - Time base speed:

10 µs / div až 500 s / div

  • Spúšťací režim - Trigger mode:

AUTO, NORM a SING. V režime AUTO osciloskop automaticky odoberá vzorky vstupného signálu. V režime NORM  osciloskop začne odoberať vzorky iba od okamihu, keď sa dosiahnu spúšťacie podmienky. V režime SING (LE) osciloskop sa po odoberie vzoriek zastaví v okamihu, keď sa dosiahnu spúšťacie podmienky.

  • Spúšťacia hrana - Trigger edge:

Výber medzi stúpajúcou a klesajúcou hranou.

  • Spúšťacia úroveň - Trigger level:

Pomocou "Next" a "Previous" sa môžete pohybovať hore a dole fialovou šípkou napravo na obrazovke. Toto nastavuje hodnotu spúšťacieho napätia, v pravom hornom rohu vidíte číselnú hodnotu tohto napätia.

  • Časť pamäte na obrazovke - Part of the memory on screen:

Do pamäte je uložených 1 024 vzoriek. Na obrazovke sa nezobrazujú všetky. Pomocou tejto funkcie môžete vybrať, ktorá časť vzoriek sa zobrazí na obrazovke.

  • Nulová referencia - Zero reference:

Nastavuje umiestnenie ľavej svetlo modrej šípky. Zobrazuje nulovú referenciu vstupného napätia.

Uloženie a zobrazenie obrázkov
Osciloskop DSO138 má možnosť uložiť obraz obrazovky do vnútornej pamäte. Stlačte súčasne výber "
Selection" a "Next". Aktuálny obrázok na obrazovke sa uloží do pamäte. Môžete to vrátiť na obrazovku neskôr súčasným stlačením "Selection" a "Previous".

DSO138 na skúšobnom zapojení

Test sínusovej vlny 1: 1 Hz s rôznymi amplitúdami
Prvý test, signál sínus 1 kHz s hodnotou RMS 1 V, poskytuje celkom dobrý obraz a uspokojivú presnosť. DSO138 zobrazuje frekvenciu  999 Hz a napätie RMS je 0,96 V. V celku uspokojivé pre takéto lacné zariadenie! Pri vstupnom napätí 5 V a 2 V / div sa odstráni prvý nedostatok DSO138. Číselné údaje (1 000 kHz a 4,83 Vrms) sú stále pomerne presné, ale na obrázku je zreteľné skreslenie, pozri červené šípky. Než toto skreslenie zmizlo pri tomto nastavení, museli sme znížiť veľkosť napätia na 2,1 Vrms. Dokonca aj pri malom napätí iba 100 mV a 50 mV / div sa toto skreslenie bohužiaľ vyskytuje.


Test sínus 1 V, 5 V a 100 mV pri 1 kHz.

Test 2: 1 V obdĺžník pri rôznych frekvenciách
Pri 100 Hz je výsledok dobrý, aj keď v signáli je zreteľne nejaký kvantizačný šum. Pri 1 kHz sa uhly signálu začnú trochu zaokrúhliť. Pri 10 kHz sa výsledok stáva úplne neprijateľným! Je prítomné veľké skreslenie signálu, zatiaľ čo špecifikovaná analógová šírka pásma 200 kHz by mala predstavovať takýto bez skreslenia. Pozoruhodné je, že vo všetkých troch prípadoch sú číselné údaje merané správne.

Test obdĺžnik 100 Hz, 1 kHz a 10 kHz pri 1 V.

Test 3: 200 mV sínus s rôznymi frekvenciami
Na obrázkoch nižšie môžete vidieť výsledok sínusových signálov 2 kHz, 20 kHz a 200 kHz s konštantnou hodnotou RMS 200 mV. Tvrdenie výrobcu, že analógová šírka pásma je 200 kHz, je preto nezmysel. Okrem príliš malej analógovej šírky pásma je vzorkovacia frekvencia 1 Ms / s príliš nízka na to, aby bolo možné vzorkovať každú periódu signálu 200 kHz rovnakým spôsobom.

Test 200 mV sínusové signály 2 kHz, 20 kHz a 200 kHz.

Test 4: reprodukcia impulzov
V tomto teste sme zmerali úzky impulz s frekvenciou 3 kHz a pracovným cyklom 10%, pozri oscilogram vľavo. Samozrejme tu nie je veľa pulzov, takže môžete zvýšiť rýchlosť časovej základne na 10 µs / div. Teraz je pulz mimo obrázku. Pomocou funkcie „Časť pamäte na obrazovke“ môžete prechádzať vzorkami uloženými v pamäti, až kým sa v strede obrazovky neobjaví pulz (pravý oscilogram).


Zobrazenie úzkeho impulzu s frekvenciou 3 kHz.

Test 5: stabilita spúšťača
Dôležitým štandardom kvality pre každý osciloskop je spúšťanie signálov nepravidelného tvaru, aby sa na obrazovke objavil stabilný obraz. S  funkčným generátorom sme vytvorili niekoľko komplexných signálov a pripojili sme ich k DSO138 a k ďalšiemu referenčnému osciloskopu. K nášmu prekvapeniu nemal model DSO138 menšie problémy umiestniť na obrazovku stabilný obraz.


Test nepravidelne tvarovaných signálov.

Záver

Bude zrejmé, že osciloskop DSO138 nie je možné používať v profesionálnom nasadení, nakoľko sa viac menej dá nazvať slovom "hračka". Ovšem pre určité aplikácie môže byť tento osciloskop po uvedomení si jeho presnosti aj  užitočný. Ak sa občas hrávate s audio elektronikou a máte málo peňazí, DSO138 je pre vás vynikajúcou voľbou. Rovnako dobrou voľbou je aj vtedy, pokiaľ s elektronikou iba začínate a potrebuje sa oboznámiť so základmi meraní osciloskopom. V rámci zvukového spektra od 20 Hz do 20 kHz s malým vstupným napätím tento osciloskop funguje celkom správne.



     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki Button Seo servis Diallix.net VN-Experimenty