2023-11-23 15:35:42 [显示全部楼层]
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[项目] 树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器

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本帖最后由 RRoy 于 2023-11-23 15:35 编辑

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图1

示波器是每个电子系学生或业余爱好者的必备品,为了节省成本,我们可以使用手机等移动设备作为示波器。

由于不能把信号直接传输到手机上,可以用树莓派 Pico 来中转信号。使用 USB 接口来传输数据,这样能形成更好的波形。下面就跟着一起来完成这个项目吧!

注:本项目仅用于教育目的,只是一个让你深入了解树莓派 Pico 功能的项目,它只能测量较小的信号,因此并不建议将其用于商业目的。

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图2
项目特性
  • 200 kHz 带宽
  • 双通道支持
  • 500KS/s 采样率
  • 扫描速率:5 μs ~ 20 s
  • 精度:±10%
  • 板载 1kHz 波
  • 低功耗
  • USB 接口
组件清单
  • 智能手机(作为示波器的屏幕) × 1
  • 树莓派 Pico × 1
  • 1kΩ、100kΩ 电阻 × 1
  • 面包板、跳线和 USB 数据线 × 1
  • PCB 板和焊接设备(可选) × 1
  • OTG 线 × 1
树莓派 Pico 简介
树莓派 Pico 采用 RP2040 ARM Cortex-M0 双核处理器,频率可灵活调整至 133 MHz。它拥有 264 KB 静态随机存取存储器(SRAM),共提供了 26 个 GPIO 引脚,其中 3 个为模拟引脚。

此外,该微控制器还配备有 2 个UART、2 个 SPI、2 个 I2C 和 16 个 PWM 通道,并内置时钟和温度传感器。其供电电压范围为 1.8 V ~ 5.5 V。
引脚排列
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图3
刷写固件
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图4

首先,把树莓派 Pico 连上电脑,然后按住引导按钮开机。这时资源管理器会出现一个名为RPI-RP2的磁盘。你只需在 https://github.com/fhdm-dev/scpdl1/raw/master/a/v15/scoppy-pico-v15.uf2

下载固件(uf2 格式),并将其复制到树莓派 Pico 的磁盘中。当你看到板载指示灯开始闪烁,就表明完成了。
电路图
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图5

如图所示,GPIO26 是通道 1,而 GPIO27 是通道 2。向任意通道提供 0 ~ +3 V 信号,并将该信号的 GND 接到树莓派的 GND 接口上,再通过 USB 接口连接手机即可完成所有连接。

对于高电压,我们可以在通道引脚上添加一个100 kΩ 电阻。如果需要测量负电压和信号(例如 -3.3 V ~ +3.3 V),你可以使用 1.3 V 电阻在 3.3 V 和地之间组成电阻分压网络,这样就可以完美地完成相关工作了。
示波器屏幕
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图6

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图7

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图8

为了方便使用,我们提供了一个专用的 App 来显示树莓派 Pico 收到的波形和信号。我们把它命名为 Scoppy,每个人都可以免费使用它。通过此 App,你可以访问第一个通道,但第二个通道需要付费才能使用。

https://play.google.com/store/apps/details?id=xyz.fhdm.scoppy

这个 App 拥有易于使用的用户界面,我相信这一定能为分析波形带来便利。我们可以调整波在 X-Y 方向上的位置,也可以增加或减少每个区域的时间或电压。此 App 可以在安卓手机上运行,最低系统要求为 Android 5.0。
其他特性
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图9

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图10

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图11


树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图12

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图13

本 App 提供了一个占空比为 50% 的正弦 50Hz 演示信号,用于检查通道或进行校准。

此外,左下角显示信号的实时值,包括电压、频率、时间和占空比。

另外,本 App 还具有信号发生器和逻辑分析仪功能,这些功能为你免费提供。请注意,信号发生器仅支持 1.25MHz 频率范围内的正弦波和方波。
连接手机
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图14

由于树莓派 Pico 有 Micro USB 接口,而手机并没有标准 USB 接口,所以我们需要借助 OTG 线来连接树莓派和手机。连上后,选择“USB”作为信号的输入源。
示波器测试
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图15

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图16

树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图17

这里我测试一些信号,如图所示,它能显示高达 100MHz 的波形。借助这个 App,我们可以测量高达250KHz的信号的频率和占空比。

我们 DIY 的示波器虽然无法处理更高频率的信号,但出于成本考虑,我觉得它还是不错的。

若要了解更多细节,请查看本项目的 GitHub 页面:https://github.com/fhdm-dev/scoppy/
扩展板
树莓派 Pico + Scoppy + 安卓手机 = 一台200kHz 示波器图18

原文链接:https://www.instructables.com/Ra ... gital-Oscilloscope/

项目作者:sainisagar7294

译文首发于:趣无尽

转载请注明来源信息


drive-download-20231123T055129Z-001.zip

1.51 MB, 下载次数: 50

scoppy-pico-v8.uf2.zip

41.16 KB, 下载次数: 42

dbc0301  高级技匠

发表于 2023-11-23 19:45:25

说真的,人家这软件设计得确实还不错,但是开会员就没啥必要了,毕竟这个说是个示波器,但撑死就一个玩具,初学者学习一下原理还可以用用,但还是建议上正经的示波器学习
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许培享  中级技神

发表于 2023-11-28 12:31:26

学习学习
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JOVI  中级技师 来自手机

发表于 2023-11-28 23:29:28

学习了,谢谢分享
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大海986  初级技师

发表于 2023-11-29 11:55:45

学习了,学习了
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aYYSW8AepLLd  高级技师

发表于 2023-12-2 20:17:24

学习学习
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_深蓝_  中级技师 来自手机

发表于 2023-12-3 07:09:43

人家这软件设计得确实还不错,搞一个示波器,
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aYYSW8AepLLd  高级技师

发表于 2023-12-9 16:59:24

可以可以,之后尝试一下
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_深蓝_  中级技师

发表于 2023-12-9 21:07:24

这个好棒,值得尝试一下。
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_深蓝_  中级技师

发表于 2023-12-13 17:21:42

学习一下,正好有活动,哈哈
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