صنع راسم الذبذبات أحادي القناة باستخدام Arduino

صنع راسم الذبذبات أحادي القناة باستخدام Arduino

في هذا المنشور المثير للاهتمام ، سنقوم بصنع راسم ذبذبات بسيط أحادي القناة باستخدام Arduino وجهاز كمبيوتر شخصي ، حيث سيتم عرض أشكال الموجة على شاشة جهاز الكمبيوتر وسيتم عرض التردد والفترة الزمنية لموجات الإدخال على شاشة مقاس 16 × 2 .



مقدمة

قال كل عشاق الإلكترونيات ذات مرة 'لدي حلم ، في يوم من الأيام سأشتري راسم الذبذبات' ولكن لا يزال يحلم الكثيرون بامتلاك راسم الذبذبات المناسب لمشاريعهم وتجاربهم.

يعتبر مرسمة الذبذبات من المعدات باهظة الثمن حتى بالنسبة لطراز مستوى الدخول ، فنحن نعتبرها أداة إلكترونيات فاخرة وقد نوقف تجاربنا ومشاريعنا لأننا لا نستطيع تحمل تكلفة واحدة.





قد يكون هذا المشروع بمثابة تغيير لقواعد اللعبة بالنسبة للكثيرين ، فلا يحتاج عشاق الإلكترونيات إلى إنفاق أطنان من المال لشراء مرسمة الذبذبات لقياس المعلمات الأساسية للموجة.

تتمتع الفكرة المقترحة بوظائف محدودة للغاية ، لذا لا تتوقع الميزات الموجودة في ملف راسم الذبذبات الراقية لتكون حاضرا في هذا المشروع. نحصل على ثلاث وظائف قوية من هذا المشروع:



1) التمثيل المرئي لشكل الموجة على شاشة الكمبيوتر

2) قياس التردد لموجة الدخل

3) قياس الفترة الزمنية لموجة الإدخال بالميكروثانية.

سيتم عرض التردد والفترة الزمنية للإشارة على شاشة عرض LCD مقاس 16 × 2. هناك طريقتان لتمثيل شكل الموجة بشكل مرئي على شاشة الكمبيوتر والتي سيتم وصفها في جزء لاحق من المقالة.

دعنا الآن نتعمق في الجزء الفني من الإعداد.

يتكون الإعداد المقترح من اردوينو الذي يمثل العقل مشروعنا كالمعتاد ، وشاشة عرض 16 × 2 LCD ، و IC 7404 ، ومقياس جهد 10 كيلو بايت ، ويفضل أن يكون جهاز كمبيوتر يعمل بنظام windows.

اردوينو هو العقل المدبر للإعداد ويجب علينا اختيار Arduino UNO أو Arduino mega أو Arduino nano لهذا المشروع نظرًا لأن الطرز الأخرى لا تحتوي على محول USB إلى تسلسلي مدمج وهو أمر ضروري للتواصل بين Arduino والكمبيوتر.

إذا اخترنا نماذج أخرى من لوحة اردوينو ، فنحن بحاجة إلى محول USB خارجي إلى محول تسلسلي مما قد يعقد المشروع.

رسم توضيحي لشاشة LCD لاتصال Arduino:

شاشة LCD راسمة الذبذبات أحادية القناة

الدائرة المذكورة أعلاه تشرح نفسها بنفسها. يمكننا العثور على اتصال مماثل بين الشاشة واردوينو في مشاريع أخرى قائمة على شاشات الكريستال السائل.

يتم استخدام مقياس الجهد 10K لضبط تباين شاشة LCD مقاس 16 × 2 والتي يجب ضبطها بواسطة المستخدم للحصول على أفضل عرض.

راسم الذبذبات أحادي القناة باستخدام Arduino

تتمثل وظيفة IC 7404 في التخلص من أي إشارة ضوضاء من الدخل وتغذيتها إلى طرف أخذ عينات التردد A0. يخرج IC 7404 موجات مستطيلة فقط وهي ميزة رائعة لاردوينو ، حيث أن اردوينو أكثر قدرة على معالجة الإشارات الرقمية من الإشارات التناظرية.

برنامج:

//-----Program Developed by R.Girish-----//
#include
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2)
int X
int Y
float Time
float frequency
const int Freqinput = A0
const int oscInput = A1
int Switch = A2
const int test = 9
void setup()
{
Serial.begin(9600)
lcd.begin(16,2)
pinMode(Switch,INPUT)
pinMode(Freqinput,INPUT)
pinMode(oscInput,INPUT)
pinMode(test, OUTPUT)
analogWrite(test,127)
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press the button')
}
void loop()
{
if(digitalRead(Switch)==HIGH)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
X = pulseIn(Freqinput,HIGH)
Y = pulseIn(Freqinput,LOW)
Time = X+Y
frequency = 1000000/Time
if(frequency<=0)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('F=')
lcd.print('0.00 Hz')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('T=')
lcd.print('0.00 us')
}
else
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('F=')
lcd.print(frequency)
lcd.print('Hz')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('T=')
lcd.print(Time)
lcd.print(' us')
delay(500)
}
}
else
{
Serial.println(analogRead(oscInput))
}
}
//-----Program Developed by R.Girish-----//

بمجرد الانتهاء من جزء الجهاز وتحميل الكود أعلاه. حان الوقت لرسم شكل موجة على شاشة الكمبيوتر. يمكن القيام بذلك بطريقتين ، الطريقة الأسهل والأكثر كسلاً موضحة أدناه.

طريقة 1:

• قم بتوصيل سلك الإدخال بالدبوس رقم 9 من اردوينو (وضع الاختبار).
• افتح Arduino IDE (يجب أن يكون الإصدار 1.6.6 أو أعلى)
• انتقل إلى علامة التبويب 'أدوات' وحدد الراسمة التسلسلية

بمجرد فتح الرسام التسلسلي ، يمكنك رؤية الموجة المستطيلة التي تم إنشاؤها من دبوس اردوينو رقم 9 ، كما هو موضح أدناه.

موجة مستطيلة يتم إنشاؤها من دبوس اردوينو رقم 9

اضغط على زر الضغط لإظهار القراءات وأيضًا لتحديث قراءات شاشة LCD ، يجب أن تظهر حوالي 490 هرتز في 'وضع الاختبار'.

رسم تخطيطي لوضع الاختبار:

وضع الاختبار هو التحقق من الأداء السليم لجهاز الذبذبات. تم برمجة الدبوس رقم 9 لإعطاء خرج 490 هرتز.

الطريقة الثانية:

هذه الطريقة سهلة نسبيًا ولكننا نحتاج إلى تنزيل البرنامج من الرابط المحدد: http://www.x-io.co.uk/downloads/Serial-Oscilloscope-v1.5.zip

سوف يمنحنا هذا البرنامج المزيد من التحكم والميزات مقارنةً بالرسام التسلسلي لاردوينو. يمكننا تكبير وتصغير شكل الموجة الذي تم إنشاؤه ، ويمكننا ضبط وظائف الزناد ، وتعويض التحكم على المحور الرأسي والأفقي ، إلخ.

• تنزيل البرنامج واستخراجه.

• الآن انقر نقرًا مزدوجًا فوق تطبيق Serial Oscilloscope.

الراسمة التسلسلية لاردوينو

• ستظهر نافذة منبثقة كما هو موضح أدناه وتحديد معدل البث بالباود إلى 9600.

حدد معدل الباود إلى 9600.

• الآن حدد علامة التبويب 'المنفذ التسلسلي' وحدد منفذ COM الصحيح الذي يمكن أن يختلف من كمبيوتر إلى كمبيوتر. إذا قمت بتحديد منفذ COM الصحيح ، يمكنك مشاهدة القراءات كما هو موضح أدناه.

• حدد الآن علامة التبويب 'الذبذبات' وحدد 'القنوات 1 و 2 و 3' (الخيار الأول).

الآن حدد علامة التبويب الموجي من قناة واحدة راسم الذبذبات باستخدام Arduino

• يمكنك رؤية إشارة الاختبار التي تم إنشاؤها من Arduino كما هو موضح أدناه.

كما ترى ، هناك بعض أزرار التحكم في البرنامج والتي يمكنك من خلالها تحليل شكل الموجة بشكل أفضل.

ملاحظة:

الإعداد المقترح له عيب رئيسي واحد:

لا يمكن لـ Arduino إظهار شكل موجة الإدخال على شاشة الكمبيوتر وقراءة التردد / الفترة الزمنية على شاشة LCD في وقت واحد. للتغلب على هذه المشكلة ، يتم توفير زر ضغط لقراءة / تحديث التردد والفترة الزمنية على شاشة LCD.

بمجرد الضغط على الزر ، سيظهر التردد والفترة الزمنية على شاشة LCD في نفس الوقت الذي سيتجمد فيه الشكل الموجي على شاشة الكمبيوتر طالما استمر الضغط على زر الضغط.

يمكنك أيضًا اعتبار هذا ميزة حيث يمكنك إيقاف التردد على شاشة الكمبيوتر في أي لحظة وقد يمنحك هذا الوقت لتحليل شكل الموجة المعروض.

النموذج الأولي للمؤلف:

صورة النموذج الأولي لدائرة اردوينو راسم الذبذبات

إذا كان لديك أي استفسارات أخرى بخصوص دائرة Arduino oscilloscope أحادية القناة البسيطة ، فلا تتردد في استخدام مربع التعليق أدناه للتعبير عن آرائك المحددة




زوج من: مقياس تردد اردوينو باستخدام شاشة عرض 16 × 2 التالي: دائرة إرسال الإنترنت LiFi - نقل إشارة USB من خلال LED