Hacer un osciloscopio de un solo canal usando Arduino

Hacer un osciloscopio de un solo canal usando Arduino

En esta interesante publicación, vamos a hacer un osciloscopio de un solo canal usando Arduino y una computadora personal, donde las formas de onda se mostrarán en la pantalla de la PC y la frecuencia y el período de tiempo de las ondas de entrada se mostrarán en la pantalla de 16 x 2. .

Introducción

Todos los entusiastas de la electrónica dijeron una vez: 'Tengo un sueño, un día compraré un osciloscopio', pero muchos todavía sueñan con tener un osciloscopio decente para sus proyectos y experimentos.

Como el osciloscopio es un equipo caro incluso para un modelo de nivel de entrada, lo consideramos una herramienta electrónica de lujo y podríamos detener nuestros experimentos y proyectos porque no podemos permitirnos uno.



Este proyecto podría ser un cambio de juego para muchos, los entusiastas de la electrónica no necesitan gastar toneladas de dinero en un osciloscopio para medir los parámetros básicos de una onda.

La idea propuesta tiene una funcionalidad muy limitada, así que no espere las funciones en un osciloscopio de gama alta estar presente en este proyecto. Obtenemos tres funcionalidades sólidas de este proyecto:

1) representación visual de la forma de onda en la pantalla de la computadora

2) medición de frecuencia de la onda de entrada

3) Medición del período de tiempo de la onda de entrada en microsegundos.

La frecuencia y el período de tiempo de la señal se mostrarán en la pantalla LCD de 16 x 2. Hay dos métodos para representar visualmente la forma de onda en la pantalla de la computadora que se describirán en una parte posterior del artículo.

Ahora, profundicemos en la parte técnica de la configuración.

La configuración propuesta consiste en arduino, que es el cerebro de nuestro proyecto como de costumbre, una pantalla LCD de 16 x 2, IC 7404, potenciómetro de 10K y una computadora, preferiblemente una máquina con Windows.

El arduino es el cerebro de la configuración y debemos elegir Arduino UNO o Arduino mega o Arduino nano para este proyecto, ya que otros modelos no tienen un convertidor USB a serie integrado, que es esencial para la comunicación entre Arduino y la computadora.

Si elegimos otros modelos de placa arduino, necesitamos un convertidor externo de USB a serie que podría complicar el proyecto.

Ilustración de la conexión de LCD a Arduino:

Pantalla LCD de osciloscopio de un solo canal

El circuito anterior se explica por sí mismo. Podemos encontrar una conexión similar entre la pantalla y arduino en otros proyectos basados ​​en LCD.

El potenciómetro de 10K se utiliza para ajustar el contraste de la pantalla LCD de 16 x 2, que el usuario debe configurar para una visualización óptima.

Osciloscopio de un solo canal con Arduino

La función del IC 7404 es eliminar cualquier señal de ruido de la entrada y alimentarla al pin de muestreo de frecuencia A0. El IC 7404 solo emite ondas rectangulares, lo cual es una gran ventaja para arduino, ya que arduino es más capaz de procesar señales digitales que señales analógicas.

Programa:

|_+_|

Una vez que completó la parte de hardware y cargó el código anterior. Es hora de trazar la forma de onda en la pantalla de la computadora. Esto se puede hacer de dos maneras, la más fácil y la más perezosa se describe a continuación.

Método 1:

• Conecte el cable de entrada al pin # 9 de arduino (modo de prueba).
• Abra el IDE de Arduino (debe ser 1.6.6 o versiones superiores)
• Vaya a la pestaña 'herramientas' y seleccione trazador de serie

Tan pronto como se abre el trazador en serie, puede ver la onda rectangular que se genera desde el pin # 9 de arduino, que se ilustra a continuación.

onda rectangular que se genera desde el pin # 9 de arduino

Presione el botón para mostrar las lecturas y también para actualizar las lecturas, la pantalla LCD debe mostrar alrededor de 490Hz en 'modo de prueba'.

Esquema del modo de prueba:

El modo de prueba es para verificar el funcionamiento correcto del osciloscopio. El pin # 9 está programado para dar una salida de 490Hz.

Método 2:

Este método es relativamente fácil, pero necesitamos descargar el software desde el enlace proporcionado: http://www.x-io.co.uk/downloads/Serial-Oscilloscope-v1.5.zip

Este software nos dará un poco más de control y características en comparación con el plotter serial de arduino. Podemos acercar y alejar la forma de onda generada, podemos configurar la funcionalidad de disparo, el control de desplazamiento sobre el eje vertical y horizontal, etc.

• Descargue el software y extráigalo.

• Ahora haga doble clic en la aplicación Serial Oscilloscope.

trazador serial de arduino

• Aparecerá una ventana como se ilustra a continuación y seleccionará la velocidad en baudios a 9600.

seleccione la velocidad en baudios a 9600.

• Ahora seleccione la pestaña “Puerto serie” y seleccione el puerto COM correcto que puede variar de computadora a computadora. Si selecciona el puerto COM correcto, puede ver las lecturas como se ilustra a continuación.

• Ahora seleccione la pestaña “osciloscopio” y seleccione “canales 1, 2 y 3” (primera opción).

Ahora seleccione la pestaña “osciloscopio” y seleccione “canales 1, 2 y 3” (primera opción). Forma de onda del osciloscopio de un solo canal con Arduino

• Puede ver la señal de prueba generada por Arduino como se ilustra a continuación.

Como puede ver, hay algunos botones de control en el software mediante los cuales puede analizar mejor la forma de onda.

NOTA:

La configuración propuesta tiene una gran desventaja:

El Arduino no puede mostrar la forma de onda de entrada en la pantalla de la computadora y la lectura de frecuencia / período de tiempo en la pantalla LCD simultáneamente. Para solucionar este problema, se proporciona un botón para leer / actualizar la frecuencia y el período de tiempo en la pantalla LCD.

Una vez que presione el botón, se mostrará la frecuencia y el período de tiempo en la pantalla LCD al mismo tiempo que la forma de onda se congelará en la pantalla de la computadora siempre que mantenga presionado el botón.

También puede considerar esto como una ventaja, ya que puede detener la frecuencia en el monitor de la computadora en cualquier momento y esto puede darle tiempo para analizar la forma de onda mostrada.

Prototipo del autor:

Imagen de prototipo para circuito de osciloscopio Arduino

Si tiene más preguntas con respecto a este sencillo circuito de osciloscopio Arduino de un solo canal, no dude en utilizar el cuadro de comentarios a continuación para expresar sus puntos de vista específicos.




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