Xây dựng một máy hiện sóng với Raspberry Pi Pico

Nếu bạn đang thực hiện các dự án điện tử, vấn đề chỉ là thời gian trước khi bạn nhận ra mức độ hữu ích của máy hiện sóng. Tuy nhiên, máy hiện sóng có thể quá đắt đối với người mới bắt đầu với PWM và phân tích logic kỹ thuật số.

Tin vui là bạn có thể xây dựng máy hiện sóng 200kHz chi phí thấp của riêng mình với bo mạch vi điều khiển Raspberry Pi Pico và phần mềm Scoppy miễn phí.

Bạn có thể làm gì với Máy hiện sóng Pi Pico?

Thiết bị bạn sẽ tạo là một máy hiện sóng tần số thấp có thể đo điện áp lên tới 3,3V. Mặc dù điều này không nhiều, miễn là dự án của bạn không vượt quá giới hạn khả năng của Pi Pico, bạn vẫn có thể sử dụng máy hiện sóng này cho các dự án liên quan đến điều chế độ rộng xung (PWM), đặc tính cảm biến, phân tích logic kỹ thuật số và điện tử âm thanh.

Mặc dù chủ yếu là một máy hiện sóng, thiết bị DIY này cũng đi kèm với các chức năng khác như bộ phân tích logic! Điều này có nghĩa là bạn cũng có thể sử dụng nó như một công cụ học tập để hiểu rõ hơn về các giao thức truyền thông khác nhau và thử nghiệm với PWM và thiết bị điện tử công suất thấp.

Những gì bạn cần

Vì có rất nhiều cách để cải thiện dự án này, nên chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách tự tạo máy hiện sóng cơ bản. Dưới đây là những mục bạn sẽ cần:

Bạn cũng có thể trao đổi một số mặt hàng dựa trên sở thích của mình. Bạn có thể sử dụng kẹp cá sấu thay vì dây nhảy nếu bạn muốn kẹp mọi thứ khi thăm dò mạch điện. Bạn có thể sử dụng một protoboard để hàn tất cả các bộ phận lại với nhau để tạo ra một máy hiện sóng bền hơn. Và nếu bạn có Raspberry Pi Pico W, bạn có thể sử dụng nó trên Pi Pico thông thường.

Việc chế tạo máy hiện sóng Raspberry Pi Pico này rất đơn giản, bao gồm một quy trình gồm bốn bước.

Bước 1: Cài đặt ứng dụng Scoppy Android

Trước tiên, bạn sẽ muốn tải xuống và cài đặt ứng dụng Scoppy cho điện thoại hoặc máy tính bảng Android của mình. Điều này được sử dụng để hiển thị GUI dao động.

Tải xuống: Scoppy (Miễn phí)

Bước 2: Cài đặt chương trình cơ sở Scoppy Pico

Tải xuống chương trình cơ sở chính xác cho loại Raspberry Pi Pico bạn định sử dụng: Pico thông thường hoặc Pico W có kết nối không dây.

Tải xuống: Scoppy Pi Pico (Miễn phí)

Tải xuống: Scoppy Pi Pico W (Miễn phí)

Khi bạn đã tải xuống chương trình cơ sở có liên quan, hãy nhấn và giữ nút BOOTSEL trên Pi Pico, sau đó kết nối nó với máy tính của bạn bằng cáp USB và nhả nút. Điều này sẽ khiến Pico được phát hiện là thiết bị USB lưu trữ dung lượng lớn.

Bây giờ hãy sao chép tệp .uf2 mà bạn vừa tải xuống và đặt tệp đó vào thiết bị lưu trữ dung lượng lớn của Pico. Trong khi truyền, đèn LED tích hợp trên Pi Pico sẽ nhấp nháy. Điều này chỉ ra rằng tệp đang được chuyển từ máy tính sang Pico của bạn

Bước 3: Thêm điện trở giới hạn dòng điện

Bước này không cần thiết để máy hiện sóng Pico hoạt động, nhưng nó sẽ đảm bảo rằng bo mạch được bảo vệ trong trường hợp bạn thăm dò điện áp cao hơn giới hạn 3,3V. Chúng tôi đã quyết định thêm phần này như một phần của bản dựng cơ sở.

Đối với giàn khoan tạm thời, hãy gắn các chân GND, 3,3V và GP26 của Pico vào bảng mạch khung bằng cách sử dụng các đầu chân cắm đực thẳng.

Bạn có thể sử dụng hai dây nhảy nam-nam làm đầu dò, trong đó GND kết nối với mặt đất và chân GP26 kết nối với đầu ra tín hiệu của mạch điện tử mà bạn muốn kiểm tra.

Bước 4: Kết nối Raspberry Pi Pico với thiết bị Android

Cần có điện thoại hoặc máy tính bảng Android để cung cấp GUI (giao diện người dùng đồ họa) cho máy hiện sóng Raspberry Pi Pico. Để kết nối nó, bạn sẽ cần sử dụng thiết bị Android chạy trên Android 6.0 trở lên và có hỗ trợ USB OTG.

Sau khi bạn kết nối điện thoại thông minh của mình với bảng Pico được định cấu hình qua USB, hãy mở ứng dụng Scoppy trên điện thoại và chọn Cho phép trên lời nhắc yêu cầu quyền sử dụng thiết bị USB với ứng dụng Scoppy.

Chúc mừng! Bạn đã thiết lập thành công máy hiện sóng dựa trên Pico.

Cách sử dụng Scoppy

Điều làm cho máy hiện sóng này nổi bật so với các máy hiện sóng dựng sẵn giá rẻ khác mà bạn có thể tìm thấy trực tuyến là GUI đẹp mắt mà điện thoại thông minh cung cấp cho người dùng.

Mặc dù giao diện khá trực quan, nhưng nó vẫn có thể gây khó chịu cho những người học cách sử dụng máy hiện sóng. Để giúp bạn bắt kịp tốc độ sử dụng các tùy chọn menu Scoppy, đây là các cài đặt và điều khiển chính mà bạn cần biết:

Điều khiển ngang và dọc

Điều khiển kích hoạt

Để kiểm tra máy hiện sóng, bạn có thể đặt đầu dò nối đất vào đầu nối đất của một mạch và đặt đầu dò tín hiệu vào nút mà bạn đang cố thu tín hiệu. Đảm bảo rằng mạch đang sử dụng ít hơn 3,3V.

Nếu bạn không có mạch để kiểm tra máy hiện sóng, bạn có thể xem các tín hiệu kiểm tra trên bảng Pico: chỉ cần kết nối đầu dò tín hiệu với chân GP22 của Pico và đầu dò nối đất với chân GND trên bảng.

Nếu máy hiện sóng hiển thị sóng vuông 1kHz với chu kỳ làm việc 50%, thì máy hiện sóng Raspberry Pi Pico của bạn đang hoạt động như dự định và sẵn sàng sử dụng cho các dự án điện tử của bạn!

Hạn chế

Dự án Scoppy được phát triển để cung cấp cho những người mới làm quen với điện tử và những người yêu thích một máy hiện sóng chi phí thấp và máy phân tích logic để tìm hiểu và tạo các dự án tần số thấp. Điều cho phép máy hiện sóng này trở nên cực rẻ là việc sử dụng điện thoại thông minh mà hầu hết mọi người đã có và một bộ vi điều khiển 4 đô la.

Tất nhiên, một yếu tố hạn chế lớn về máy hiện sóng này là Raspberry Pi Pico, chỉ có thể xử lý tối đa 3,3V ở tần số 200kHz với tốc độ lấy mẫu là 500kS/s. Điều này giới hạn máy hiện sóng chỉ dành cho các dự án điện tử công suất thấp và tần số thấp. Đối với bộ phân tích logic, nó được giới hạn ở tám kênh, mỗi kênh có tốc độ lấy mẫu tối đa là 25MS/s.

Nhưng ngay cả với những hạn chế này, vẫn có nhiều dự án bạn có thể thực hiện và hy vọng học hỏi được bằng cách sử dụng máy hiện sóng dựa trên Pico rẻ tiền và dễ lắp ráp này.