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Thema: Mini – Oszilloskop

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Mini – Oszilloskop

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    Hallo alles zusammen,

    nach dem mich „nikolaus10“ in einem anderen Thread ersucht hat, ein paar Details zu meinem „Mini – Oszilloskop“ bekannt zu geben, habe ich mit gedacht, ich stell das Projekt hier vor.

    Ich habe mir vor ungefähr einem Jahr ein günstiges Grafik LCD gekauft, für welches ich, da nicht vorhanden, eine Library geschrieben habe, um Texte, Linien und einzelne Pixel ausgeben zu können.
    Ich weiterer folge dachte ich, es müsste doch möglich sein, ein kleines Oszilloskop damit aufzubauen.


    Elektronik:

    Zur Ansteuerung des Grafikdisplay verwende ich einen ATMeag8, welcher mit einem 16MHz Quarz getaktet wird, um möglichst schnell ein Analogsignal abtasten zu können.
    Die Schaltung hierfür ist im Prinzip dieselbe, wie schon das LCD selber benötigt (Schaltbare 15V Versorgung), welche ich lediglich um ein LC Filter erweitert habe, um Analogspannungen genauer Messen zu können.


    Software:

    Die Hauptaufgabe besteht darin, auf den, über den Trigger eingestellten, Spannungswert(unter Beachtung der eingestellten Triggerflanke) zu warten, 201 Samples des Analogsignals zu speichern, und diese auf dem LCD da zu stellen.
    Um das Signal Triggern zu können, wird gewartet, bis das Signal den gewünschten Spannungslevel erreicht hat, und die nächsten Samples der Spannung dem vorgegebenen Verlauf (fallend oder steigen) entsprechen (unter Berücksichtigung einer Toleranz). Die 201 Samples werden mittels internen ACD digitalisiert, und im RAM des ATMega8 zwischengespeichert. Nach jedem vollständigen Sampeln, wird die alte Kurve des LCDs gelöscht, und die neuen Werte dargestellt. Ein Einfaches löschen des Displayinhaltes ist nicht möglich, da ansonsten das Rasters sowie der Text flimmert.
    Mit den drei Tastern kann der Triggerlevel, die Triggerflanke, sowie die Abtastrate eingestellt werden, welche auf dem LCD dargestellt wird.
    Um dem Oszilloskop eine Zeitbasis zu geben, werden die AD Wandlungen mittels Timer 1 (Compare unit) gestartet, welche man ebenfalls über das Menü auswählen kann.
    Mit einem der drei Taster wählt man den Menüpunkt aus (kleiner schwarzer punkt vor dem Text) und mit den anderen zwei Tasten kann man in diesem Untermenü die jeweilige Funktion ausführen.
    Um die Oszilloskopbilder zu speichern, gibt es die Möglichkeit, dass jeweilig aktuelle Bild via UART an den PC zu schicken, auf welchen man das Bild als normales BMP File betrachten kann.

    Auf den Bildern ist die Lade- Endladekurve eines Kondensators zu sehn, welcher mit 4kHz umgeladen wurde.
    Die Maximal darstellbare Frequenz ist ungefähr 20kHz, wobei man bei einem solchen Signal nur mehrere Perioden ansehen kann.
    Weiters ist noch interessant, dass das Grafikdisplay bei Beleuchtung mittels Kamerablitz zufällige Streifen darstellt, was aber nicht weiter verwunderlich ist, da der LCD Kontroller mehr oder weniger „offen“ auf dem Flexprint verbunden ist, und Halbleiter für Lichtempfindlichkeit bekannt sind (Fotoeffekt).


    Bilder:

    Oszilloskop im Anfangsstadium (ohne Menü und Raster)
    Fertiges Oszilloskop
    Fehldarstellung durch Lichteinwirkung


    Quellkode:

    Quellkode Hauptfile (leider sehr spärlich kommentiert)


    Link:

    verwendetes Display



    In diesem Sinne, freu ich mich schon über eure Anregungen, und wünsche euch noch einen schönen Abend.


    Mit freundlichen Grüßen
    Roland
    Geändert von locked (14.08.2014 um 20:22 Uhr) Grund: Linkkorrektur
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  2. #2
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    Wow. Sieht gut aus. Besonders die kleinen Details wie Koordinatenkreuz, ... und seitliche Werte.

  3. #3
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    Danke Danke Danke

  4. #4
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    Sehr cool, und durchaus eine Überlegung wert, dieses vielleicht mal mit einem schnellen AD-Converter weiterzuentwickeln.
    Das Einzige, was mich bei diesen Displaytypen abschreckt, ist das Flexkabel - ich mag die nicht und scheinbar mögen die mich auch nicht
    Mein Hexapod im Detail auf www.vreal.de

  5. #5
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    Ich finde das sehr genial!
    Für kleine Messungen reicht so etwas ja völlig aus und so sparst du dir ein teures Oszi.
    Wie lange hast du denn mit basteln und programmieren dafür gebraucht?

  6. #6
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    Gefällt! Ist ein tragbares Gehäuse geplant?
    Gruß Thomas \/

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  7. #7
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    sieht sehr gut aus, gefällt mir gut, würde da noch ein Gehäuse für bauen wie T.J. schon gefragt gat.

    Mal eine Frage zu diesem Flexkabel, wie verarbeitet man sowas? gibt es da Buchsen, die man auf die Platine löten kann? Weil der Preis ist echt fair bei diesem Display und zum probieren ist es auch bestens geeignet

  8. #8
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    meistens ist sogar eine Buchse dabei! Ja, als Print einfach auf die Platine löten.
    Musst mal suchen als "Flexleitung Buchse"
    Gruß Thomas \/

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  9. #9
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    Sehr schönes Projekt! Aber vorsicht mit dem Blitzgerät. Ich habe ein ähnliches Display (128*64 vom gleichen Händler) mit Licht (Halogenlampe) ins Jenseits geschickt. Da war der Chip direkt auf dem Glas. Und weil ich es nicht glauben wollte, habe ich gleich noch ein weiteres Display "gelöffelt".

    Robert

  10. #10
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    Hallo,

    vielen Dank für euer Lob, freut mich.

    Bei dem LCD war die dazugehörende Printbuchse fürs den Anschluss des Flexprints dabei, allerdings habe ich das Display nicht bei Pollin gekauft.
    Aber trotzdem bleibt der ganze Aufbau eine heikle Angelegenheit, da, und das ist mir bereits passiert, der Flexprint bei nur sehr geringen mechanischer Belastung sofort dazu neigt, einzureißen.

    Also wie lange ich jetzt für die Programmierung gebraucht habe, kann ich nicht mehr genau sagen, aber so ungefähr eine Woche, wobei ich Täglich immer ein kleines Stück erweitert habe (inklusiver LCD Library).

    Ein Gehäuse habe ich eigentlich nicht in Planung, da man, um das Oszilloskop wirklich verwenden zu können, dieses um einen digital verstellbaren Eingangsverstärker ergänzen müsste, um Signale mit beliebiger Amplitude messen zu können. Da jetzt das zu messende Signal direkt auf einen AD Eingang des Mikrocontrollers geht, ist die maximal zulässige Spannung auf 2.56V begrenzt.

    Weiters eignet sich dieses Grafik LCD (abgesehen vom Preis) nicht wirklich für eigene Anwendungen, da die Pixel nicht Quadratisch sind, und somit die Darstellung etwas verzerrt wirkt. Weiters ist die Vertikale Auflösung des Displays auf 6 Bit begrenzt, obwohl der ADC des ATMega8 8 Bit könnte, wodurch die Darstellung des Signals etwas pixelig wirkt (speziell in Kombination mit den nicht quadratischen Pixeln)

    Dieses Display scheit etwas robuster zu sein, da es bis jetzt das Blitzen der Kamera überlebt hat

    Mit freundlichen Grüßen
    Roland
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