Асцылограф з планшэта сваімі рукамі

Тэхналогіі не стаяць на месцы, і угнацца за імі не заўсёды проста. З'яўляюцца навінкі, у якіх хацелася б разабрацца больш дэталёва. Асабліва гэта тычыцца разнастайных электронных канструктараў, якія дазваляюць збіраць практычна любое простае прылада пакрокава. Зараз у іх ліку і платы Ардуино са сваімі клонамі, і кітайскія мікрапрацэсарныя кампутары, і гатовыя рашэнні, якія ідуць ужо з праграмным забеспячэннем на борце.

Аднак для працы з усім вышэйпералічаным спектрам цікавых навінак, роўна як і для рамонту лічбавай тэхнікі, патрабуецца дарагі высокадакладны інструмент. Сярод такога абсталявання - і асцылограф, які дазваляе счытваць частотныя паказанні і праводзіць дыягностыку. Часцяком яго кошт даволі высокая, і пачаткоўцы эксперыментатары не могуць дазволіць сабе такую дарагую куплю. Тут на дапамогу прыходзіць рашэнне, якое з'явілася на многіх радиолюбительских форумах амаль адразу пасля з'яўлення планшэтаў на сістэме Андроід. Яго сутнасць заключаецца ў тым, каб з мінімальнымі выдаткамі вырабіць асцылограф з планшэта, не ўносячы пры гэтым у свой гаджэт ніякіх дапрацовак небудзь мадыфікацый, а таксама выключаючы рызыкі яго пашкоджання.

Што такое асцылограф

Асцылограф - як прыбор для вымярэння і адсочвання частотных ваганняў у электрычнай сеткі - вядомы з сярэдзіны мінулага стагоддзя. Дадзенымі прыборамі камплектуюцца ўсе навучальныя і прафесійныя лабараторыі, паколькі выявіць некаторыя няспраўнасці або вырабіць дакладную наладу абсталявання можна толькі толькі з яго дапамогай. Ён можа выводзіць інфармацыю як на экран, так і на папяровую стужку. Паказанні дазваляюць убачыць форму сігналу, разлічыць яго частату і інтэнсіўнасць, а ў выніку вызначыць крыніца яго з'яўлення. Сучасныя асцылографы дазваляюць маляваць трохмерныя каляровыя частотныя графікі. Мы ж сёння спынімся на простым варыянце стандартнага двухканальнага асцылографа і рэалізуем яго з дапамогай прыстаўкі да смартфона або планшэта і адпаведнага праграмнага забеспячэння.

Самы просты варыянт стварэння кішэннага асцылографа

Калі замераць частата знаходзіцца ў дыяпазоне чутных чалавечым вухам частот, а ўзровень сігналу не перавышае стандартны мікрафоны, то сабраць асцылограф з планшэта на "Андроід" сваімі рукамі можна без якіх бы там ні было дадатковых модуляў. Для гэтага дастаткова разабраць любую гарнітуру, на якой павінен абавязкова прысутнічаць мікрафон. Калі падыходнай гарнітуры няма, то спатрэбіцца купіць гукавы штекер 3,5 мм абавязкова з чатырма кантактамі. Перад припаиванием мацаў удакладніце распиновку раздыма вашага гаджэта, бо іх бывае два выгляду. Мацы неабходна падключыць да пинам, адпаведным падключэнню мікрафона на вашым прыладзе.

Далей варта загрузіць з "Маркета" праграмнае забеспячэнне, здольнае замяраць частату на мікрафоны ўваход і маляваць графік на аснове атрыманага сігналу. Такіх варыянтаў даволі шмат. Таму пры жаданні будзе з чаго выбраць. Як і гаварылася раней, не спатрэбілася пераробка планшэта. Асцылограф будзе гатовы адразу ж пасля каліброўкі прыкладання.

Плюсы і мінусы вышэйпрыведзенай схемы

Да плюсаў такога рашэння адназначна можна аднесці прастату і таннасць зборкі. Старая гарнітура або адзін новы раз'ём практычна нічога не вартыя, а часу спатрэбіцца ўсяго некалькі хвілін.

Але ў гэтай схемы ёсць шэраг істотных недахопаў, а менавіта:

• Малы дыяпазон вымяраных частот (у залежнасці ад якасці гукавога гасцінца гаджэта вагаецца ў межах ад 30 Гц да 15 кГц).
• Адсутнасць абароны планшэта або смартфона (пры выпадковым падключэнні мацаў да ўчасткаў схемы з падвышанай напругай можна ў лепшым выпадку спаліць мікрасхему, якая адказвае за апрацоўку аудиосигнала на вашым гаджэце, а ў горшым - цалкам вывесці з ладу ваш смартфон або планшэт).
• На вельмі танных прыладах прысутнічае значная хібнасць ў вымярэнні сігналу, якая дасягае 10-15 працэнтаў. Для дакладнай налады абсталявання такая лічба недапушчальная.

Рэалізацыя абароны, экранавання сігналу і зніжэння хібнасці

Для таго каб часткова абараніць сваё прылада ад магчымага выхаду з ладу, а таксама стабілізаваць сігнал і пашырыць дыяпазон ўваходных высілкаў, можа выкарыстоўвацца схема простага асцылографа для планшэта, якая ўжо доўгі час паспяхова ўжываецца для зборкі прыбораў для кампутара. У ёй прымяняюцца танныя кампаненты, сярод якіх стабилитроны КС119А і два рэзістара на 10 і 100 кім. Стабилитроны і першы рэзістар падключаюцца паралельна, а другі, больш магутны, рэзістар выкарыстоўваецца на ўваходзе схемы, каб пашырыць максімальна магчымы дыяпазон высілкаў. У выніку знікае вялікая колькасць перашкод, а напружанне павышаецца да 12 В.

Само сабой, варта ўлічваць, што асцылограф з планшэта працуе ў першую чаргу са гукавымі імпульсамі. Таму варта паклапаціцца пра якасны экранаванні як самой схемы, так і мацаў. Пры жаданні падрабязную інструкцыю па зборцы дадзенай схемы можна знайсці на адным з тэматычных форумаў.

Праграмнае забеспячэнне

Для працы з падобнай схемай патрабуецца праграма, здольная маляваць графікі на падставе якое ўваходзіць гукавога сігналу. Знайсці яе ў "Маркеце" нескладана, варыянтаў шмат. Амаль усе яны мяркуюць дадатковую каліброўку, таму можна дамагчыся максімальна магчымай дакладнасці, і зрабіць прафесійны асцылограф з планшэта. У астатнім дадзеныя праграмы выконваюць па сутнасці адну і тую ж задачу, таму канчатковы выбар залежыць ад мэтавае функцыяналу і выгоды выкарыстання.

Самаробная прыстаўка з Bluetooth-модулем

Калі ж патрабуецца больш шырокі дыяпазон частот, то прыведзеных вышэй варыянтам абмежавацца не атрымаецца. Тут на дапамогу прыходзіць новы варыянт - асобны гаджэт, які ўяўляе сабой прыстаўку з аналягавай-лічбавым пераўтваральнікам, які забяспечвае перадачу сігналу ў лічбавым выглядзе. Аудиотракт смартфона або планшэта ў дадзеным выпадку ўжо не задзейнічаецца, а значыць, можна дасягнуць больш высокай дакладнасці вымярэнняў. Па сутнасці, на гэтым этапе яны ўяўляюць сабой толькі партатыўны дысплей, а ўся інфармацыя збіраецца ўжо асобным прыладай.

Сабраць асцылограф з планшэта на "Андроід" з бесправадным модулем можна самому. У сетцы ёсць прыклад, калі падобнае прылада яшчэ ў 2010 годзе рэалізоўвалася з дапамогай двухканальнага аналягавай-лічбавага пераўтваральніка, створанага на базе мікракантролера PIC33FJ16GS504, а ў якасці перадатчыка сігналу служыў Bluetooth-модуль LMX9838. Прылада атрымалася даволі функцыянальным, але складаным у зборцы, таму для пачаткоўцаў яго зрабіць будзе непасільнай задачай. Але, пры жаданні, знайсці падобны праект на тых жа радиолюбительских форумах не праблема.

Гатовыя варыянты прыставак з Bluetooth

Інжынеры не дрэмлюць, і, акрамя саматужных вырабаў, у крамах з'яўляецца ўсё больш прыставак, якія выконваюць функцыю асцылографа і якія перадаюць сігнал праз Bluetooth-канал на смартфон або планшэт. Асцылограф-прыстаўка да планшэта, якая падключаецца з дапамогай Bluetooth, часцяком мае наступныя асноўныя характарыстыкі:

• Мяжа вымяранай частоты: 1МГц.
• Напружанне на мацы: да 10 В.
• Радыус дзеяння: каля 10 м.

Гэтых характарыстык цалкам дастаткова для побытавага ўжывання, і ўсё ж у прафесійнай дзейнасці часам узнікаюць выпадкі, калі і гэтага дыяпазону катастрафічна не хапае, а рэалізаваць большы з марудлівым пратаколам Bluetooth папросту нерэальна. Які ж выхад можа быць у гэтай сітуацыі?

Асцылографы-прыстаўкі з перадачай дадзеных па Wi-Fi

Дадзены варыянт перадачы дадзеных істотна пашырае магчымасці вымяральнага прылады. Цяпер рынак асцылографаў з такім выглядам абмену інфармацыяй паміж прыстаўкай і планшэтам набірае абароты з прычыны сваёй запатрабаванасці. Такія асцылографы практычна не саступаюць прафесійным, паколькі без затрымкі перадаюць вымяраную інфармацыю на планшэт, які тут жа выводзіць яе ў выглядзе графіка на экран.

Кіраванне ажыццяўляецца праз простыя, інтуітыўна зразумелыя меню, якія капіююць наладкавыя элементы звычайных лабараторных прылад. Акрамя таго, падобнае абсталяванне дазваляе запісваць або трансляваць у рэжыме рэальнага часу ўсё, што адбываецца на экране, што можа стаць незаменным запамогай, калі трэба папрасіць парады ў больш дасведчанага майстра, які знаходзіцца ў іншым месцы.

Характарыстыкі асцылографа для рамонту планшэтаў ў выглядзе прыстаўкі з Wi-Fi падключэннем вырастаюць у некалькі разоў, у параўнанні з папярэднімі варыянтамі. Падобныя асцылографы маюць дыяпазон вымярэння да 50 МГц, пры гэтым іх можна мадыфікаваць з дапамогай разнастайных перахаднікоў. Часцяком у іх устаноўлены акумулятары для аўтаномнага харчавання, з мэтай максімальна разгрузіць працоўнае месца ад непатрэбных правадоў.

Самаробныя варыянты сучасных прыставак-асцылографаў

Само сабой, на форумах назіраецца ўсплёск разнастайных ідэй, з дапамогай якіх энтузіясты спрабуюць ажыццявіць сваю даўнюю мару - самастойна сабраць асцылограф з планшэта на "Андроід" з Wi-Fi-каналам. Адны мадэлі атрымліваюцца ўдалымі, іншыя няма. Тут ужо застаецца вам вырашаць, пакатаваць Ці таксама шчасця і зэканоміць некалькі даляраў, сабраўшы прыбор самастойна, ці ж набыць гатовы варыянт. Калі не ўпэўнены ў сваіх сілах, то лепш не рызыкаваць, каб потым не шкадаваць аб выдаткаваных марна сродках.

У адваротным выпадку - сардэчна запрашаем у адно з супольнасцяў радыёаматараў, у якім вам змогуць даць слушную параду. Магчыма, пасля менавіта па вашай схеме пачаткоўцы будуць збіраць свой першы ў жыцці асцылограф.

Праграмнае забеспячэнне для прыставак

Часцяком разам з пакупных Асцылограф-прыстаўкамі пастаўляецца дыск з праграмай, якую можна ўсталяваць на свой планшэт ці смартфон. Калі такога дыска ў камплекце няма, то ўважліва вывучыце інструкцыю да прылады - хутчэй за ўсё, у ёй ёсць назвы праграм, сумяшчальных з прыстаўкай і змешчаных у краме прыкладанняў.

Таксама некаторыя з падобных прыбораў могуць працаваць не толькі з прыладамі пад кіраваннем аперацыйнай сістэмы "Андроід", але таксама і з больш дарагімі «яблычнымі» девайсам. У такім выпадку праграма будзе адназначна знаходзіцца ў AppStore, паколькі іншы варыянт ўстаноўкі не прадугледжаны. Зрабіўшы асцылограф з планшэта, не забудзьцеся праверыць дакладнасць паказанняў і, пры неабходнасці, адкалібраваць прыбор.

USB-асцылографы

Калі ў вас няма партатыўнага прылады накшталт планшэта, але маецца ноўтбук або кампутар, не варта хвалявацца. З іх таксама можна зрабіць выдатны вымяральны прыбор. Самым простым варыянтам будзе падключэнне мацаў да мікрафоны ўваход кампутара па такім жа прынцыпе, як апісвалася ў пачатку артыкула.

Аднак, улічваючы яго абмежаванні, гэты варыянт падыдзе далёка не ўсім. У такім выпадку можа выкарыстоўвацца USB-асцылограф, які забяспечыць такія ж характарыстыкі, як і прыстаўка з перадачай сігналу па Wi-Fi. Варта адзначыць, што такія прыборы часам працуюць з некаторымі планшэтамі, якія падтрымліваюць тэхналогію падлучэння вонкавых прылад OTG. Само сабой, ЮСБ-асцылограф таксама спрабуюць зрабіць самастойна, прычым даволі паспяхова. Прынамсі, менавіта гэтай паробкі прысвечана вялікая колькасць тым на форумах.