Уникальный в своем роде модуль, у которого стирается грань между игрушкой и серьёзным прибором, от которого не откажется ни один мастер. Несмотря на простоту и средние характеристики, соотношение цена/качество осцилографа не оставляет никаких сомнений в необходимости его приобретения!
Осциллограф собиран на одной печатной плате, на которой установлены радиокомпоненты, соединители и через pin-разъём прикреплен 2,4-дюймовый TFT экран. Электропитание осциллографа внешнее, через установленный на плате разъём типа DC005, напряжение питания DC +9 Вольт.
Характеристики осциллографа DSO138:
| Характеристика | Значение |
| Максимальна я частота дискретизации | 1 Msps |
| Полоса пропускания | 0-200 кГц |
| Диапазон чувствительности | 10mV/div - 5V/div |
| Максимальное входное напряжение (пробник 1х) | 50 В |
| Входное сопротивление/емкость | 1МОм/20пФ |
| Разрешение | 12 бит |
| Дисплей | TFT, 2.4”, 320х240 |
| Длина записи | 1024 точек |
| Горизонтальная развертка | 500s/Div -- 10us/Div |
| Синхронизация | Авто, Норм, Одиночный |
| Диапазон синхронизации | 50% |
| Напряжение питания | 9 VDC (8-12) |
| Потребляемый ток | 120 mА |
| Размеры | 117 x 76 x 15 мм |
| Вес | 70 г (без пробников ) |
Несмотря на «скромные» технические характеристики прибор достаточно хорош, что бы визуализировать сигналы в электрической схеме, что в ряде случаев может значительно сократить время настройки или ремонта электронных приборов с использованием мультиметра.
Комплектация
Радиоконструктор упакован в полиэтиленовый пакет с замком, внутри элементы по группам разложены в маленькие пакетики, TFT экран упакован в «пузырчатую» пленку. В комплекте должна быть инструкция по сборке, но иногда поставщик забывает ее положить, и тогда ее можно скачать в интернете на сайте производителя http://www.jyetech.com/Products/LcdScope/e138.php. Инструкция пошаговая и достаточно подробная, включает информацию по отладке, настройке и проверке собранного осциллографа. В комплекте есть также щуп- пробник 1:1. Необходимо сказать, что существует 2 варианта радиоконструктора, в одном случае на печатной плате установлены микросхемы и SMD- компоненты, а во втором - только микросхемы. Тогда в комплекте есть еще отдельная схема установки и перечень номиналов SMD – компонентов.
Если у Вас все-таки не оказалось инструкции, настоятельно рекомендуем ее скачать, это существенно облегчит Вам жизнь.
В инструкции на последовательных картинках даже предусмотрены места, где можно поставить галочку для контроля после установки элемента.
Печатная плата двусторонняя, присутствует маска с обозначением элементов, причем часть наименований полная, часть – только позиционный номер, поэтому схема необходима. Маркировка стойкая, не стирается, легкочитаемая.
Обратная сторона также закрыта маской.
На плате предустановлен микроконтроллер STM32F103C8. Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™-M3 ядре. Максимальная частота работы 72МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 ?s АЦП. Также на плате установлена микросхема TL084 – четыре операционных усилителя в одном корпусе и микросхема LM78L05, стабилизатор напряжения +5 В.
Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. по мере возможности разбиты на группы и упакованы в небольшие пакетики с защелкой. Выводные индуктивности, что бы не спутать с резисторами, лежат отдельно.
Сборка осциллографа
Важно: Перед сборкой желательно в силу Ваших возможностей и навыков проверить все радиокомпоненты на годность. Это может значительно сократить время дальнейшей наладки прибора!
Собирать удобней в соответствии с подробной инструкцией.
Начинаем, как обычно, с установки резисторов.
Все резисторы собраны отдельно в одном маленьком пакетике и при высыпании их на стол становиться понятно, что много резисторов разных номиналов. Если Вы уверены, что в совершенстве владеете знаниями в части цветовой маркировки резисторов, то можно разобрать их просто на кучки, если нет, то лучше взять мультиметр и промерить все сопротивления, тем или иным способом пометив их. Это позволит Вам быстро и безошибочно «набить» плату и спаять ее. Для этого достаточно каким- либо образом (канцелярским скотчем, самоклеющимися этикетками и т.д.) прикрепить резисторы на лист бумаги и поочередно проводя измерения сразу записывать их номинал рядом с резистором. Проверив все элементы и разобравшись с номиналами сопротивлений, можно приступать к монтажу.
Шаг 1. В первом шаге инструкции как раз и предлагается установить все сопротивления. Причем, все позиционные номера элементов в возрастающем порядке сопоставлены номиналам резисторов из комплекта конструктора. Одно маленькое неудобство – отверстия на плате большого диаметра, детали не держаться на своих местах и для того, что бы получить красивую ровную пайку элементов приходится хитрить. Один из методов – при пайке подкладывать под деталь кусочек тонкого неплавящегося материала и удалять его после остывания припоя. Это не дает радиоэлементу болтаться в больших отверстиях и получается красивое и ровное расположение деталей над платой.
Шаг 2. Устанавливаем индуктивности.
В конструкторе 2 вида выводных индуктивностей – малой мощности L1, L3, L4 100 мкГн (165 мА) и более мощная L2 1мГн (0,5 А). Они разные по конструкции и их невозможно перепутать. Их можно перепутать с резисторами, однако они лежат в отдельном пакетике и отличаются от резисторов цветом корпуса, как правило, резисторы имеют голубой или бежевый корпус , а корпуса индуктивностей как правило зеленого цвета.
Шаг 3. Установка диодов.
В схеме используются 2 типа диодов - диод Шотки 1N5819 и выпрямительный диод 1N4004. К сожалению, диоды представлены в одинаковых пластиковых корпусах типа DO-41 и различить их можно только по маркировке на корпусах. Маркировка на плате дана для диода 1N5819, для обоих диодов указана полярность установки – значок «+» у анода и белая полоса у катода. На диоде катод также отмечен белой полосой.
Шаг 4. Установка кварцевого резонатора.
Установка кварцевого резонатора не представляет никаких трудностей. Тем не менее, мы рекомендуем Вам вырезать из любого негорючего и не проводящего материала подложку под кварц, т.к. своим металлическим корпусом он вплотную ложится на проходящие под ним дорожки печатной платы, и хоть плата защищена маской, но лучше изолировать.
Шаг 5. Установка USB- разъема.
В комплекте осциллографа есть разъем мини-USB. В описании к осциллографу указывается, что разъем опционален и будет доступен в следующих версиях прошивки микроконтроллера. ПО крайней мере в прошивке .40 он пока еще не доступен. Тем не менее, в перспективе дальнейшего развития устройства его желательно впаять.
Шаг 6. Кнопки управления.
Управление осциллографом осуществляется в том числе и 5 кнопками: SW4-SW8, назначение которых указано на плате: SW4 – «ОК» , в обычном режиме позволяет «заморозить» изображение на дисплее, что будет сопровождаться появлением надписи «HOLD» в левом верхнем углу, которая сменит надпись «Running». В режиме установок кнопка работает как подтверждение выбранного режима.
Кнопка SW5 «+» увеличивает на один шаг значение параметра выбранного режима, а кнопка SW6 «-» уменьшает на один шаг этот параметр. Кнопка SW7 - «SEL» («Select») выбор изменяемого параметра, нажатие кнопки сопровождается выделением на дисплее символа изменяемого параметра. И, кнопка SW8 – «RESET», сброс, равнозначный отключению питания.
Шаг 7. Керамические конденсаторы.
Установка конденсаторов не представляет трудностей, главное не перепутать номиналы при монтаже. На плате указаны только позиционные номера конденсаторов, В пошаговой инструкции по сборке приводится соответствие позиционных номеров и номиналов конденсаторов.
Шаг 8. Установка светодиода.
На плате осциллографа устанавливается светодиод зеленого цвета, который индицирует состояние (работу) прибора. При включении питания светодиод моргает 2 раза, что соответствует загрузке микропрограммы, в дальнейшем светодиод моргает в зависимости от установленного режима синхронизации (Auto, Single, Norm). На печатной плате указана полярность установки светодиода, контактная площадка положительного вывода имеет квадратную форму. У светодиода положительный вывод более длинный, чем отрицательный.
Шаг 9. Установка pin-разъема внешнего питания.
Разъем необходимо установить отверстием ключа в сторону края печатной платы.
Шаг 10. Установка транзисторов.
В комплект радиокомпонентов входят транзисторы S8550 и S9014. Места установки транзисторов на плате обозначены как Q1 - S8550 и Q2 - S9014 соответственно. Мнемоническое изображение транзистора на плате поможет установить его правильно с соблюдением цоколевки, необходимо только аккуратно сформовать выводы.
Важно! В комплекте также находятся стабилизаторы 79L05 и 78L05, которые выполнены в таких же корпусах, как и транзисторы. Необходимо внимательно читать маркировку на корпусах компонентов!
Шаг 11. Установка стабилизаторов напряжения.
В комплект радиокомпонентов входят стабилизаторы 79L05 и 78L05. Места установки стабилизаторов на плате обозначены как U4 - 79L05 и U5 - 78L05 соответственно. Мнемоническое изображение корпуса стабилизатора на плате поможет установить его правильно с соблюдением цоколевки, необходимо только аккуратно сформовать выводы. Важно! В комплекте также находятся транзисторы S8550 и S9014, которые выполнены в таких же корпусах, как и стабилизаторы. Необходимо внимательно читать маркировку на корпусах компонентов!
Шаг 12. Установка конденсаторов переменной емкости.
Установить переменные конденсаторы С4 и С6 в соответствии с обозначением на печатной плате.
Шаг 13. Установка катушки индуктивности L2 и электролитических конденсаторов.
Некоторые трудности возникают при установке индуктивности L2 и электролитического конденсатора С24, т.к. в некоторых наборах габариты поставляемой катушки L2 великоваты, и ее не просто установить на свое место между R26 и С24.
При установке электролитических конденсаторов соблюдать полярность – на печатной плате положительный вывод конденсатора обозначен знаком «+» и контактная площадка имеет квадратную форму, а на корпусе конденсатора отрицательный вывод обозначен широкой белой полосой.
Шаг 14. Установка разъема питания.
Для подключения питания используется широко распространенный цилиндрический разъем типа DC005, обозначение по схеме J10.
Шаг 15. Установка pin- разъемов.
Паять pin-разъемы необходимо достаточно аккуратно, т.к. при незначительном перегреве pin-контакты расплавляют пластмассу корпуса и начинают двигаться, теряя соосность, что приводит к затруднению соединения разъемов. Облегчить пайку можно, если сначала впаять штыри («папы») разъемов, а для фиксации pin-контактов надеть на них ответную часть. Перегревать при этом конечно тоже не стоит, но паять удобней. Гнезда («мамы») паять проще, т.к. ответная часть имеет более развитой корпус и меньше подвержена деформациям при пайке.
Шаг 16. Установка движковых переключателей.
Для переключения режимов работы помимо кнопок также используются три движковых трехпозиционных переключателя SW1, SW12, SW3 типа 2P3T. Назначение переключателей: SW1 – выбор режима работы входа, SW2 , SW3 – переключатели чувствительности входа (масштаб по оси Напряжения). Более подробное описание переключателей приведено ниже.
Шаг 17. Установка ВЧ-разъема кабеля входного сигнала.
ВЧ-разъем типа BNC в конструктивном исполнении для монтажа на печатную плату обозначен на плате как J1. Разъем, при использовании осциллографа, будет испытывать механическое воздействие со стороны достаточно жесткого коаксиального кабеля щупа, поэтому необходимо хорошо пропаять контакты корпуса разъема.
Шаг 18. Осциллограф имеет встроенный генератор прямоугольного сигнала, который используемый для калибровки прибора. Для удобства использования необходимо припаять петельку-перемычку J2 (расположена рядом с катушкой индуктивности L2), за которую впоследствии цеплять «крокодил» щупа. Петельку можно сделать из откушенного вывода электролитического конденсатора, достаточного по толщине чтобы не деформироваться во время использования.
Шаг 19. Установить перемычку JP3.
После окончания пайки платы устанавливается перемычка JP3, соединяющая общий провод с проводником «физическая земля».
Шаг 20. И наконец, сборка модуля дисплея.
Изначально модуль дисплея уже собран, необходимо только припаять 40-контактный pin-разъем и 2 2-х контактных pin-разъема, выполняющих роль стоечек, поддерживающих модуль дисплея.
Монтаж практически закончен.
Прежде чем приступать к настройке и калибровке осциллографа, необходимо ХОРОШО промыть печатную плату от следов/остатков используемого флюса.
Далее, не присоединяя модуль дисплея необходимо подключить питание 9В (8-12 В) и измерить уровень напряжения в контрольной точке ТР22, значение напряжение должно составлять около +3,3 В.
Если значение измеренного напряжения равно 3,3 в, то надо запаять перемычку JP4, предварительно отключив питание от платы осциллографа. Все остальные перемычки (с обеих сторон печатной платы) остаются открытыми.
Включение осциллографа
Можно подключать дисплейный модуль и включать осциллограф.
Правильно собранный осциллограф начинает работать сразу. Однако, автор перед сборкой не осуществил «входной контроль» радиокомпанентов, впоследствии потратив некоторое количество времени на поиски причины неисправности осциллографа (оказалось, что одна из выводных индуктивностей 100 мкГн, попавшая на позицию L1, бракованная (при измерении мультиметром показывала «обрыв»).
При подаче напряжения на дисплее сначала появляется логотип компании на белом фоне и далее экран загрузки, быстро проскакивает информация о названии прибора и версии прошивки и появляется рабочий экран осциллографа.
Немного об органах управления прибором.
С левой стороны платы установлены 3 движковых переключателя (SW1-SW3).
Самый верхний, «CPL» предназначен для установки режима работы входа. Имеет 3 положения:
• GND – вход осциллографа заземлен;
• AC – режим работы без учета постоянной составляющей сигнала, режим измерения переменного тока или режим работы с закрытым входом;
• DC – режим работы с постоянным током или режим работы с открытым входом.
Средний переключатель SW2, «SEN1» - чувствительность по оси напряжения,:
• 1 V - одна клетка экрана соответствует 1 В напряжения сигнала;
• 0,1 V – соответственно, 0,1V на клетку;
• 10 mV – соответственно, 10 mV в одной клетке.
Нижний переключатель SW3, «SEN2» - множитель к переключателю чувствительности «SEN1», т.е. значение напряжения в одной масштабной клетке экрана осциллографа будет ровна значению переключателя «SEN1» умноженное на значение переключателя «SEN2», например:
• значение «SEN1» - «1 V»
• значение «SEN2» - «х2»
• значение напряжения в одной масштабной клетке экрана «1V» х «х2» = 2 B/клетка
В итоге, используя переключатель диапазона и переключатель множителя можно получить 9 фиксированных уровней чувствительности по напряжению от 10mВ до 5 Вольт на клетку экрана.
Справа от экрана расположены кнопки выбора режима работы и развертки экрана. Кнопки обозначены как SW4-SW8.
Кнопка SW4, «ОК» - кнопка подтверждения выбранного режима и удержания изображения экрана. При кратком нажатии на кнопку изображение на экране запоминается и удерживается до следующего нажатия на кнопку, а в левом верхнем углу экрана появляется надпись «Hold». При длительном нажатии на кнопку включается (выключается) режим вывода на экран цифровых параметров исследуемого сигнала;
Кнопка SW5, «+» - кнопка увеличения на один шаг выбранного параметра;
Кнопка SW6, «-» - кнопка уменьшения на один шаг выбранного параметра;
Кнопка SW7, «SEL» - выбор изменяемого режима, сопровождается выделением условного знака режима на экране осциллографа:
• управление временем развертки – изменение значения развертки кнопками SW5 и SW6 в диапазоне от 10 мкс до 500 сек;
• режим срабатывания триггера (синхронизация) - «AUTO»- Автоматический режим, сигнал выводится на экран постоянно, «NORM» - нормальный режим работы, сигнал выводится только в том случае, если уровень сигнала превышает заданный уровень срабатывания триггера, «SINGLE» - одиночный (ждущий) режим, изображение сигнала выводится по первому срабатыванию триггера;
• уровень срабатывания триггера,
• срабатывание триггера по переднему фронту или по спаду импульса;
• прокрутка изображения по горизонтали - изучение сигнала за пределами экрана;
• установка средней линии осциллограммы по вертикали (в том числе запоминание «0» уровня при начальной калибровке). Кнопка SW8, «RESET» , кнопка сброса (на уровне выключения питания).
НижнийОсциллограф умеет запоминать текущую осциллограмму в энергонезависимой памяти. Для этого нажмите одновременно «SEL» и «+». Чтобы вызвать на экран сохранённую в памяти осциллограмму, нажмите «SEL» и «-»
Калибровка прибора
Для калибровки прибора необходимо подключить кабель- щуп из комплекта поставки осциллографа к ВЧ- разъему и подсоединить зажим («крокодил») красного цвета к петельке, которую припаяли к выводу встроенного генератора прямоугольных импульсов (Шаг 18. Инструкции). Зажим черного цвета оставить неподключенным. Переключатель «CPL» установить в положение «AC» или «DC», «SEN1» установить в положение «0,1V», а «SEN2» в положение «Х5». С помощью кнопки «SEL» установить время развертки «0,2mS». На экране отобразится красивый прямоугольный сигнал частотой 1 кГц и амплитудой примерно 3,3 V (меандр). Если сигнал на осциллограмме не симметричен «0» линии по горизонту («съехал» вверх или вниз) необходимо кнопкой «SEL» выделить левую стрелку (при выделении она изменит цвет с зеленого на голубой) кнопками «=» и «+» выставить на нулевую линию и нажать и удерживать кнопку «ОК» 3 сек. Сигнал станет симметричным относительно «0».
Далее можно (в случае необходимости) отрегулировать форму фронта импульсов и убрать выброс на полке импульса. Для этого перевести переключатель «SEN1» в положение «0,1V» и конденсатором С4 (см. рисунок выше, «Шаг 12.») произвести регулировку формы импульса добиваясь более прямоугольного фронта. Далее, перевести переключатель в положение «1V» и произвести регулировку конденсатором С6. Важно: желательно регулировку конденсаторов проводить отверткой или другим подходящим предметом из непроводящего материала!
Цифровой осциллограф DSO 138 представляет интерес для радиолюбителей разного уровня. Поэтому в интернете много различных специализированных сайтов и форумов, где обсуждаются вопросы, связанные с работоспособностью и модификацией прибора, начиная от улучшения характеристик и заканчивая изменением прошивок. Также много информации и по моддингу прибора, по изготовлению корпусов, щупов-пробников и проч. Кстати, можно купить и готовый корпус к осциллографу, такой, как изображен на рисунке ниже.
Краткий видеообзор сборки осциллографа DSO138.
