Разработка USB осциллографа.

Измерительные приборы и все, что с ними связано
Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 873Сообщение Jamy
11 мар 2016, 04:14

https://www.youtube.com/watch?v=J8e_whpA0TI
ПредысторияПоказать
Не спеша буду выкладывать тут результаты по разработке простого USB осциллографа, который сможет работать на уже имеющемся ПО заводских приборов.

На данный момент есть рабочий макет, 2 канала частота до 20мГц

Частота сигнала 12мГц
0s8827093.png
Два канала
7684830.png
Суть такова, я уже писал о выборе цифрового осциллографа тыц но модели которые мне понравились весьма не дешевы, а модели в промежутке цен 70-120$(это если брать на Ali) реально имеют полосу около 10мГц на самом деле по реальным тестам, что считаю за такие деньги никуда не годится, а у нас в магазинах на них вообще цены заоблачны. Так же за последний год мне осциллограф понадобился всего пару раз, и то я обошелся логическим анализатором в итоге, но все же хотелось иметь не сложный прибор для радиолюбительства, что бы не таскать старый тяжелый осцилл , это меня и натолкнуло на изучение материала.
Теперь к сути, так как времени у меня не очень много, я всегда сначала изучаю долго материал в инете, а потом со знанием (как я думаю) дела приступаю к реализации, изучив несколько современных моделей бюджетных цифровых USB осциллографов я пришел к заключению, что такой аппарат весьма несложно повторить в домашних условиях за сумму около 20$.

Что хочу от помощников, знания по современным ацп и по схемам компенсаций/коррекций входной части осциллографа. В общем думаю справлюсь и сам, но с помощником оно же как в фильме формула любви

PS Покопав интернет, выяснил, что ничего похожего никто пока не повторял (в смысле клон),есть клон USBee AX Pro, но там софт полный отстой и совсем низкие характеристики(лично пробовал), и есть похожие разработки грамотных радиолюбителей, но со своим софтом, а он ужасно убогий, поэтому и идея моя сделать клон, что бы пользоваться фирменным софтом, надеюсь китайцы меня не осудят ))) Пока тесты на ПО Hantek, хочу попробовать еще запустить на ПО Instrustar , оно на порядок функциональнее.
Еще видеоПоказать
Схема ,платаПоказать
Скачать - схема, плата

Отрисован один канал, второй аналогичен.
oscill.gif
преобразователь
dc-dc.gif
ЗатратыПоказать
Кому интересна самостоятельная сборка клона вот цены, что вышли у меня, при условии что вам дойдут все посылки, плюс нужны весьма прямые руки что бы сделать плату с дорожками 0.3/0.2 мм. Поэтому большинству советую купить готовый в Китае.

Щупы 2шт - 6100 (100мГц) 7.11$
АЦП AD9288-40 (40мГц прекрасно работает на 48мспл) - 4.25$
Кипарис CY7C68013A (плата) - 4.78$
Операционники AD8065 - 4.78$
Преобразователь - a0505s-1w (в итоге выкинул сделал свой) 4$
Плата (фоторезист, текстолит, химия) - 2$
Остальные запчасти, регистр, мультиплексоры, стабилизаторы, пассив - 3$
Корпус Z50A - 2$
разъемы не считаю.
Итого - 31.92
Инструкция по прошивкеПоказать
Интересная статья о современных щупах осциллографов - ТЫЦ

---------------------------------------------------------------

alexr171
бывалый диод
Сообщения: 92
Зарегистрирован: 31 авг 2015, 09:38

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 881Сообщение alexr171
13 мар 2016, 19:14

Jamy , интересная тема , можно немного подробностей по железу?Импульсы на картинке нереально красивы , не пробовали посмотреть аналоговым осциллоскопом фронт , выброс и т.д.?
20МГц это полоса или частота дискретизации?

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 883Сообщение Jamy
13 мар 2016, 20:08

alexr171 писал(а):Jamy , интересная тема , можно немного подробностей по железу?Импульсы на картинке нереально красивы , не пробовали посмотреть аналоговым осциллоскопом фронт , выброс и т.д.?
20МГц это полоса или частота дискретизации?
Частота выборки для данной поделки как и у начальных моделей hantek и instrustar 48 Мсемплов , более менее можно анализировать аналоговый сигнал до 10мГц и более цифровой( прямоугольный) сигнал до 20мГц, но есть еще программная интерполяция, для моих цифровых нужд в принципе хватит, самое главное это всегда можно остановить сигнал для точного анализа, мне эта функция больше всего нужна
Когда подключу нормальный АЦП нарисую базовую схему.
На данный момент суть такова, все бюджетные осциллографы построены практически по одному типу, ,берется контроллер Cypress с высокоскоростным USB в нем используется два порта и на них два 8 битных высокоскоростных АЦП (или один сдвоенный) я и буду применять AD9288 (схемы hantek и instrustar идентичны и там и там 8 бит АЦП), еще один порт как правило управляет мультиплексорами на которых построены аттенюаторы, и сигналом старт для каждого канала АЦП
К контроллеру подключена eeprom в которой прошит pid/vid устройства, если мы подключаем контроллер без eeprom к USB то при помощи софта от Cypress можем залить нужную программу в RAM контроллера или прошить внешнюю пустую eeprom (своей памяти eeprom контроллер не имеет) но внешняя eeprom не используется для хранения кода программы, он всегда передается по USB. Это так общая теория для понимания.

Что сделал я, взял контроллер cypress, и в внешнюю eeprom прошил pid/vid от осциллографа hantek (долго искал значения) при подключении к USB и установке драйверов hantek , программа с компьютера передает в RAM контроллера управляющую программу для осциллографа, и ПО естественно считает, что подключен оригинальный hantek, так как АЦП скоростного у меня пока нет то с высокой точностью можно анализировать цифровые сигналы подавая их на старшие биты портов ( ну или на все 8 бит сразу) это так сказать высокоскоростной осциллограф нолей и единиц, а аналоговый сигнал я читаю пока при помощи платы ардуино, залив туда простую программу, ардуино читает своё АЦП от 0 до 1023 , делит его на 4 (0-255 , 8 бит) и значение передает с порта D на контроллер Cypress , получаем такое себе черепаший АЦП на 8 бит. Но для проверки идеи и корректности работы самое то.

Теперь ищу значения pid/vid осциллографа instrustar , что бы запустить его ПО оно мне нравится на много больше.
В итоге поставив 3-4 eeprom и переключая их можем спокойно получить два осциллографа hantek и instrustar и в придачу два анализатора saleae logic и usbee.
СпойлерПоказать
0s5241354.jpg
Пока собран на базе от китайского логического анализатора, я про него писал. В роли не быстрого АЦП пока ардуино белый провод щуп (ADC0), кстати очень как оказалась полезная плата и удобна при макетировании, если использовать не с родным софтом а codevision.
У меня есть хорошая моя пословица - все гениальное просто, потом :)

-------------------------------------------------------------

Поделка заработала с ПО instrustar
СпойлерПоказать
8702582.png
--------------------------------

alexr171
бывалый диод
Сообщения: 92
Зарегистрирован: 31 авг 2015, 09:38

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 926Сообщение alexr171
08 апр 2016, 19:22

Отличная кострукция вырисовывается .Себе ЛА заказал тлько неделю назад , пока не смогу попробовать,
Для желающих поэксперементировать возможно более подойдет такая плата:
0s3311136.jpg

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 927Сообщение Jamy
08 апр 2016, 19:34

alexr171,Да, для экспериментов плата хорошая, а то на моей контроллер в таком корпусе, что подпаиваюсь под микроскопом .  Я понемногу начну разводить плату осциллографа, со временем тоже пока туговато, но проект движется и многое уже решено, это главное !

-------------------------------------

Основные отличия hantek 6022be от instrustar isds205A, построены по одному принципу и на той же элементной базе,отличия:

hantek 6022be - нет встроенного делителя 1Х/10Х, входное напряжение +/- 4.5в , нет закрытого входа, упрощенный встроенный аттенюатор.

instrustar isds205A - встроенный делитель 1Х/10Х переключаемый реле, входное напряжение +/- 6в(1Х), +/- 60в(10Х) , закрытый и открытый вход переключаемый реле, более качественный аттенюатор построенный на AD8065 включенный в ее обратную связь.

----------------

Часть деталей уже есть, остальная часть едет, проект движется.
СпойлерПоказать
0s3655986.jpg
0765788.jpg
7743197.jpg
6592222.jpg
7374838.jpg


Щупы приехали, весьма качественные, китаец даже защитные колпачки положил, что бы в высоковольтных частях копаться.
-----------------------

Первый раз в жизни делал плату фоторезистом, и почти получилось, недомыл фоторезист в дорожках 0.3мм с зазорами 0.2мм , и вылезло это уже при травлении, спасти получилось но пришлось немного перетравить, в общем для первого раза нормально, учитывая что все сделал с одного захода. Запустил цифру, надеюсь скоро запущу полностью в двухканальном режиме.
СпойлерПоказать
2931949.jpg
6355644.jpg
....................

alexr171
бывалый диод
Сообщения: 92
Зарегистрирован: 31 авг 2015, 09:38

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1090Сообщение alexr171
07 июн 2016, 07:22

Как шаблон делали , сами или на фотовывод отдавали?На фото он выглядит достаточно контрастно.

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1091Сообщение Jamy
07 июн 2016, 10:08

alexr171 писал(а):Как шаблон делали , сами или на фотовывод отдавали?На фото он выглядит достаточно контрастно.
Делал сам, купил лист пленки, он был с бумажной подложкой что меня смутило (не самоклейка), продавец уверял, что для лазарника, когда я прогнал лист через принтер (без печати, так советуют в инете), подложку пожевало, а пленку совсем слегка покрутило, из чего я сделал вывод или качество такое или она для струйника, далее на маленьком кусочке распечатал тест, тонер плохо на пленке держался, так как рядом нигде больше пленки не купить решил попробовать на этой, распечатал два шаблона и совместил их на белой бумаге, сделал тестовый засвет, получилось не плохо, потом все тоже уже на полной плате, но так как с резистом никогда не работал, не домыл( недопроявил ?) его в самых тонких местах, он прикрывал тонким налетом медь из за чего плату травил катастрофически долго (более часа в хлорном, естественно под резистом подъело дорожки) потирая щеткой, если бы не нюансы с пленкой и неопытность было бы вообще идеально. Только в районе одного реле резист слез (пару контактов), не выгнал пузырек воздуха.
Учитывая все вышесказанное на плате нет ни одного обрыва дорожек.
СпойлерПоказать

тестовый засвет
0s7863491.jpg
9938539.jpg
2178564.jpg
Запустил !
СпойлерПоказать
0106364.jpg
3897338.jpg
------------------------

alexr171
бывалый диод
Сообщения: 92
Зарегистрирован: 31 авг 2015, 09:38

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1097Сообщение alexr171
08 июн 2016, 07:19

Jamy , спасибо.Очень хорошо получилось , как для первого раза работы с фоторезистом.

Аватара пользователя
dadigor
бывалый диод
Сообщения: 147
Зарегистрирован: 01 сен 2015, 13:35

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1104Сообщение dadigor
12 июн 2016, 18:11

Jamy, поздравляю с окончанием осциллографа, видел на ютубе, здорово!

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1105Сообщение Jamy
12 июн 2016, 18:41

alexr171, Я старался, спасибо
dadigor, Спасибо, осталось в корпус поставить.

Alex1988
попробовал ток
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 29 июн 2016, 11:10
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1124Сообщение Alex1988
29 июн 2016, 11:15

Интересная тема. Давно присматриваюсь к таким осциллам. Недавно собирал USBee Ax Pod. В общем неплохой ослик, но одноканальный и с простой входной частью, без аттенюаторов, что затрудняет измерение малых сигналов. Скажите а могли бы Вы выложить или скинуть схему, или печатную плату этого осциллографа?

ZuuM
бывалый диод
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 03 июл 2016, 22:21
Откуда: Кременчуг

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1129Сообщение ZuuM
03 июл 2016, 22:40

я уже не могу дождаться подправленной платы  , хоть пока заказал только CY7C68013

Alex1988
попробовал ток
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 29 июн 2016, 11:10
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1143Сообщение Alex1988
07 июл 2016, 09:22

Оо, схема и плата появились! Спасибо большое!

ZuuM
бывалый диод
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 03 июл 2016, 22:21
Откуда: Кременчуг

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1144Сообщение ZuuM
07 июл 2016, 10:26

Jamy, огромное спсибки.
немного подредактирую печатную плату под свои элементы (миниатюрные реле, бнц гнездо на плату, подстроечные конденсаторы сов. производства) и буду заказывать печатные платы с металлизацией.

Alex1988
попробовал ток
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 29 июн 2016, 11:10
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1145Сообщение Alex1988
07 июл 2016, 15:13

ZuuM писал(а):немного подредактирую печатную плату
Смотрите, там на плате не подтянут + питания реле. Не забудьте устранить. Больше вроде не нашел ошибок.

ZuuM
бывалый диод
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 03 июл 2016, 22:21
Откуда: Кременчуг

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1146Сообщение ZuuM
07 июл 2016, 17:15

Alex1988 писал(а):+ питания реле
да, заметил ,  спасибо за "контроль", потом платку сюда выложу.

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1147Сообщение Jamy
07 июл 2016, 17:16

Alex1988 писал(а):Смотрите, там на плате не подтянут + питания реле. Не забудьте устранить. Больше вроде не нашел ошибок.
Для этого сделаны контактные площадки около стабилизатора реле и около самих реле, для соединения проводом, дорожку решил не тянуть, так как провод будет лежать на металлизации и хорошо экранироваться.

PS Кому не лень можете развести вместо преобразователя 0505, преобразователь на кт503, я на коте схему кидал.Либо платку которая будет вставляться вместо 0505 (я у себя так сделал)
PPS Корпус подходит Z50A, на выходных думаю поставлю в него плату, будут фото.

ZuuM
бывалый диод
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 03 июл 2016, 22:21
Откуда: Кременчуг

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1151Сообщение ZuuM
09 июл 2016, 22:38

Jamy писал(а):преобразователь на кт503
я так и умаю сделать отдельным модулем, кто хочет - купит, а кто и сделает сам, схемка то не сложная получается
Jamy писал(а):Корпус подходит Z50A,
у меня есть бесхозный металлический корпус от модема, думаю туда втулить после сборки

Добавлено (09.07.2016, 22:38)
---------------------------------------------
а какое функциональное назначение jp1?

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1158Сообщение Jamy
10 июл 2016, 16:36

ZuuM писал(а):а какое функциональное назначение jp1?
Программирование 24С64 (24С128) при помощи софта кипариса, через USB
-------------------
Корпус Z50A

Изображение Изображение

Изображение

Кто заказывает щупы имейте в виду, они не защелкиваются на наших разъемах CP-50, нужно снимать металл как на фото, срезал алмазным зуботехническим бором, будьте осторожны, разъемы никелированы.

Изображение

--------

ZuuM
бывалый диод
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 03 июл 2016, 22:21
Откуда: Кременчуг

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1159Сообщение ZuuM
10 июл 2016, 19:05

Jamy писал(а):Программирование
я думал, что нужен вывод wp памяти
Jamy писал(а):они не защелкиваются на наших разъемах CP-50
я в этом случае пиляю ушки самого разьема, примерно 2/3 остается и спиливается надфилем за 30 секунд.
вот мой вариант подправленный под изготовление, может кто-то увидит недочеты или уще что-то

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1160Сообщение Jamy
10 июл 2016, 19:21

ZuuM писал(а):я в этом случае пиляю ушки самого разьема, примерно 2/3 остается
Тоже вариант, но я решил свои щупы один раз подрезать и можно ими пользоваться на любой нашей аппаратуре с CP-50.

Аватара пользователя
Disya
попробовал ток
Сообщения: 38
Зарегистрирован: 29 дек 2015, 20:33

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1161Сообщение Disya
11 июл 2016, 10:31

Jamy, Молодец!
Очень хотелось бы повторить, тем более что с фоторезистом работаю давно, и есть все необходимое. Да и два каннала иногда требуются. На моем oscill  при заявленной полосе КВО 15Мгц, меандр 8Мгц уже совсем неразборчив,но для мастерской вполне хватало, да и программа вполне удобная.
 Повторить Вашу разработку труда не составит, но, насколько я понимаю, нужна еще процедура программирования. Будет подробное описание?

Аватара пользователя
Jamy
бывалый диод
Сообщения: 1009
Зарегистрирован: 28 авг 2015, 23:39
Откуда: Харьков

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1162Сообщение Jamy
11 июл 2016, 11:25

Disya, Да, думаю сделаю видео по программированию кипариса, оно пригодится и при перепрошивке логических анализаторов.
Также обращаю внимание уважаемых участников, что проект преподносится как фантазия на тему..., приобретение навыков... Но ни как не копия заводского аппарата, так как мы чтим авторские права разработчиков

Аватара пользователя
Disya
попробовал ток
Сообщения: 38
Зарегистрирован: 29 дек 2015, 20:33

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1163Сообщение Disya
11 июл 2016, 14:28

Jamy писал(а):Кому не лень можете развести вместо преобразователя 0505, преобразователь на кт503, я на коте схему кидал.Либо платку которая будет вставляться вместо 0505 (я у себя так сделал)
Никак немогу найти.Дайте ссылочку пожалуйста.

ZuuM
бывалый диод
Сообщения: 124
Зарегистрирован: 03 июл 2016, 22:21
Откуда: Кременчуг

Разработка USB осциллографа.

Сообщение: # 1164Сообщение ZuuM
11 июл 2016, 15:18

Disya писал(а):немогу найти
3779038.jpg
насчет программирования кипариса неплохо расписано  http://ra3pkj.ru/page2.html

Ответить