用树莓派Pico和安卓手机DIY示波器
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示波器与“Scoppy”一起工作,这是一款适用于手机或平板电脑的安卓应用程序,还有一个树莓派Pico和一些电子元件。该应用程序可在谷歌Play商店(链接如下)。有一个只有一个频道的有广告的免费版本,也有一个有两个频道的无广告的高级版本,价格约为3欧元。Android设备可以通过USB-OTG电缆或Wi-Fi连接到树莓派Pico,当使用支持Wi-Fi的变体树莓派Pico W时。“Scoppy”利用嵌入Pi Pico的RP2040微控制器的三个模拟输入中的两个。这些操作的采样率为每秒500千次,分辨率为12位。然而,开发人员已经设法将采样率提高到每秒2兆样本。这使得Scoppy可以很好地显示高达约600千赫兹的正弦信号。方波和锯齿波信号在大约100千赫兹的范围内看起来仍然很好。
模拟前端
RP2040的adc工作电压范围为0 ~ 3.3伏。负电压和高于3.3伏的电压无法测量,甚至会损坏芯片。因此,需要一个模拟前端——一个将测量电压放大或衰减到0到3.3伏的允许范围的电路。虽然Scoppy的创建者在他们的网站上提供了一个,但它已经有一段时间没有可用了。我也无法找到一个免费的电路图,所以我开发了自己的前端。它提供三种输入电压范围,可通过应用程序选择:-330至330毫伏,-3.3至3.3伏和-33至33伏。探头可以通过两个BNC插座连接。为了校准和测试,有一个简单的信号发生器,能够产生高达1.25兆赫的方波信号,以及脉冲宽度调制的1 khz正弦信号。还包括一个8通道逻辑分析仪,每秒运行高达2500万个样本。在选择组件时,我确保尽可能多地使用通孔技术(THT)组件。对于少数SMD组件,有在线可用的适配器板,允许它们被焊接到。这使得在面包板或perfboard上组装前端变得容易。
一步一步的说明
从固件上传站点下载其中一个固件文件。有两个固件文件:scoppy-pico-v18。uf2用于没有WLAN的Raspberry Pi Pico和scoppy-picow-v18。uf2用于带WLAN的Pi Pico。
•按下RPi Pico上的按钮,用micro-USB电缆将其连接到计算机上。然后将其链接为USB驱动器。
•将适当的固件文件复制到该驱动器。然后,RPi Pico将使用Scoppy固件重新启动。
•使用USB-OTG线连接手机。
•对于第一次测试,您已经可以将引脚29 (GPIO 22,信号发生器)连接到引脚31 (GPIO26/ADC0,模拟输入)。对于正弦波,你需要在引脚29和引脚31之间放一个1k的电阻,在引脚31和地(低通)之间放一个100nf的电容。
•组装电路(见附件)。然后连接手机,配置以下输入电压范围:—0(默认):-3.3V—3.3V—1:-0.33V—0.33V—2:-33V—33V,自动电压范围引脚数:2
•断开你的手机并重新连接。然后Pi Pico用新的设置重新启动。
本文编译自hackster.io