Evo jednog interesantnog projekta u kome ćemo videti da je moguće napraviti osciloskop pomoću mikrokontrolera. Naravno, osciloskop je veoma skromnih mogućnosti i perforansi, ali je projekat sam po sebi veoma zanimljiv. Osciloskop je baziran na mikrokontroleru ATmega32. Maksimalna ulazna frekvencija za pravougaone signale je 7,7 kHz, dok je za sinusne i trougaone signale maksimalna ulazna frekvencija 1 kHz.
Za rad uređaja potreban je napon od 12 V. Za napajanje operacionog pojačavača potreban je napon od 8,2 V, dok je za displej i mikrokontroler potreban napon od 5 V. Ovi naponi se dobijaju na delu kola nnamenjenog napajanju. Osciloskop može da meri napone od -2,5 V do +2,5 V ili od 0 V do +5 V u zavisnosti od položaja prekidača S1 (AC ili DC ulaz). Pomoću prekidača S2 ulazni napon se deli sa 2 pa se opseg ulaznog napona udvostručuje. Takođe, korišćenjem sonde sa deljenjem 1:10 mogu se meriti skoro 10 puta viši naponi. Šema uređaja prikazana je na slici 1.
Slika 1. Električna šema uređaja
Kao što možete videti na šemi, ne postoji hardversko okidanje osciloskopa, već se okidanje vrši softverski, kroz sledeće korake:
- AVR uzima do 15000 semplova sa ADC-a i izračunava srednju vrednost talasnog signala. Broj semplova zavisi od trajanja pune periode.
- Počinje ponovno odabiranje, ali se sada svaki odbirak poredi sa prethodnim
- Ako je odbirak viši od prethodnog, tada signal opada. Tada program prelazi na tačku 4. Ako je obirak niži od prethodnog program ide u tačku 2
- Očitava se naredni odbirak i upoređuje se sa srednjom vrednošću, koja je izračunata u koraku 1.
- Proverava se da li je naredni odbirak viši od srednje vrednosti
- Ako jeste, početak talasnog signala je pronađen. Program sada smešta narednih 100 odbiraka u RAM. Odabira se 100 odbiraka, jer je na LCD displeju ostavljeno 100 piksela za prikazivanje signala.
- Vrši se ispisivanje sačuvanih 100 obiraka
- programski pokazivač počinje ponovo od tačke 1.
Indikacija frekvencije nije sasvim precizna. Frekvencija se računa tako što se meri vreme od “početka” periode (korak 4) pa do početka naredne. Izgled gotovog uređaja prikazan je na slici 2.
Slika 2. Izgled gotovog uređaja Potenciometar P1 ima ulogu u pomeranju signala duž horizontalne ose, dok se pomoću potenciometra P2 podešava kontrast displeja. Pomeranje prikaza signala po vertikalnoj osi se vrši pomoću tastera S8 i S4. Na ovaj način se lakše može očitavati napon signala. Jedan podeok po vertikalnoj osi predstavlja napon od 1 V. Minimalna frekvencija koja se može prikazati na displeju u inicijalnom stanju je 460Hz. Tasterima S7 i S3 signal se može “skupljati” odnosno “širiti” po horizontalnoj osi. Pomoću tastera S6 može se vršiti “zamrzavanje” displeja, tj. pomoću ovog tastera moguće je zaustaviti kretanje signala po displeju i analizirati neke karakteristične tačke signala.
Softver za mikrokontroler, šemu kao i izgled PCB-a možete preuzeti ovde.
