Construire un oscilloscope avec Raspberry Pi Pico

Si vous souhaitez réaliser des projets électroniques, ce n'est qu'une question de temps avant de réaliser à quel point un oscilloscope peut être utile. Cependant, les oscilloscopes peuvent être d'un coût prohibitif pour quelqu'un qui débute avec l'analyse PWM et la logique numérique.

La bonne nouvelle est que vous pouvez créer votre propre oscilloscope 200 kHz à faible coût avec une carte microcontrôleur Raspberry Pi Pico et le logiciel Scoppy gratuit.

Que pouvez-vous faire avec un oscilloscope Pi Pico?

L'appareil que vous fabriquerez est un oscilloscope basse fréquence capable de mesurer des tensions allant jusqu'à 3,3 V. Bien que ce ne soit pas beaucoup, tant que votre projet ne dépasse pas la limite des capacités du Pi Pico, vous pouvez toujours l'utiliser. oscilloscope pour les projets impliquant la modulation de largeur d'impulsion (PWM), la caractérisation des capteurs, l'analyse logique numérique et l'audio électronique.

Bien qu'il s'agisse avant tout d'un oscilloscope, cet appareil de bricolage est également doté d'autres fonctionnalités telles qu'un analyseur logique! Cela signifie que vous pouvez également l'utiliser comme un outil d'apprentissage pour mieux comprendre le divers protocoles de communication et expérimentez le PWM et l'électronique basse consommation.

Ce dont vous aurez besoin

Puisqu'il existe de nombreuses façons d'améliorer ce projet, nous allons simplement vous montrer comment fabriquer l'oscilloscope de base lui-même. Voici les éléments dont vous aurez besoin :

Vous pouvez également échanger quelques articles en fonction de vos préférences. Vous pouvez utiliser des pinces crocodiles au lieu de fils de connexion si vous préférez couper des objets lorsque vous testez un circuit. Vous pouvez utiliser un protoboard pour souder tous les composants ensemble afin de créer un oscilloscope plus permanent. Et si vous avez un Framboise Pi Pico W, vous pouvez l'utiliser sur le Pi Pico ordinaire.

La fabrication de cet oscilloscope Raspberry Pi Pico est très simple, impliquant un processus en quatre étapes.

Étape 1: Installer l'application Scoppy Android

Tout d'abord, vous voudrez télécharger et installer l'application Scoppy pour votre téléphone ou votre tablette Android. Ceci est utilisé pour afficher l'interface graphique de l'oscilloscope.

Télécharger:Scoppy (Gratuit)

Étape 2: Installer le micrologiciel Scoppy Pico

Téléchargez le firmware correct pour le type de Raspberry Pi Pico que vous prévoyez d'utiliser: le Pico standard ou le Pico W avec connectivité sans fil.

Télécharger:Scoppy Pi Pico (Gratuit)

Télécharger:Scoppy Pi Pico W (Gratuit)

Une fois que vous avez téléchargé le firmware approprié, appuyez et maintenez le bouton BOOTSEL sur le Pi Pico, puis connectez-le à votre ordinateur avec le câble USB et relâchez le bouton. Cela devrait entraîner la détection du Pico en tant que périphérique USB de stockage de masse.

Copiez maintenant le fichier .uf2 que vous venez de télécharger et placez-le sur le périphérique de stockage de masse du Pico. Pendant le transfert, la LED intégrée sur le Pi Pico doit clignoter. Cela indique que le fichier est en cours de transfert de l'ordinateur vers votre Pico

Étape 3: ajouter une résistance de limitation de courant

Cette étape n'est pas nécessaire pour que l'oscilloscope Pico fonctionne, mais elle garantira que la carte est protégée au cas où vous sonderiez des tensions supérieures à la limite de 3,3 V. Nous avons décidé de l'ajouter dans le cadre de la construction de base.

Pour une plate-forme temporaire, fixez les broches GND, 3,3 V et GP26 du Pico à la planche à pain à l'aide d'embases à broches mâles droites.

Vous pouvez utiliser les deux fils de raccordement mâle-mâle comme sondes, où le GND se connecte à la terre et la broche GP26 se connecte à la sortie de signal du circuit électronique que vous souhaitez tester.

Étape 4: Connectez le Raspberry Pi Pico à l'appareil Android

Un téléphone ou une tablette Android est nécessaire pour fournir une GUI (interface utilisateur graphique) pour l'oscilloscope Raspberry Pi Pico. Pour le connecter, vous devrez utiliser un appareil Android fonctionnant sous Android 6.0 ou supérieur et prenant en charge USB OTG.

Une fois que vous avez connecté votre smartphone à la carte Pico configurée via USB, ouvrez l'application Scoppy sur le téléphone et sélectionnez Permettre à l'invite qui demande l'autorisation d'utiliser le périphérique USB avec l'application Scoppy.

Toutes nos félicitations! Vous avez configuré avec succès l'oscilloscope basé sur Pico.

Comment utiliser Scoppy

Ce qui distingue cet oscilloscope des autres oscilloscopes pré-construits bon marché que vous pouvez trouver en ligne, c'est la belle interface graphique qu'un smartphone fournit à l'utilisateur.

Bien que l'interface soit assez intuitive, elle peut toujours être intimidante pour les personnes qui apprennent à utiliser un oscilloscope. Pour vous familiariser avec l'utilisation des options du menu Scoppy, voici les principaux contrôles et paramètres que vous devez connaître :

Contrôles horizontaux et verticaux

Commandes de déclenchement

Pour tester l'oscilloscope, vous pouvez placer la sonde de masse sur la connexion de masse d'un circuit et la sonde de signal sur le nœud à partir duquel vous essayez de capturer le signal. Assurez-vous que le circuit utilise moins de 3,3 V.

Si vous n'avez pas de circuit pour tester l'oscilloscope, vous pouvez visualiser les signaux de test sur la carte Pico: connectez simplement la sonde de signal à la broche GP22 du Pico et la sonde de terre à une broche GND sur la carte.

Si l'oscilloscope affiche une onde carrée de 1 kHz avec un rapport cyclique de 50 %, votre oscilloscope Raspberry Pi Pico fonctionne comme prévu et est prêt à être utilisé pour vos projets électroniques !

Limites

Le projet Scoppy a été développé pour fournir aux novices en électronique et aux amateurs un oscilloscope et un analyseur logique à faible coût pour apprendre et créer des projets basse fréquence. Ce qui permet à cet oscilloscope d'être ultra bon marché, c'est l'utilisation d'un smartphone que la plupart des gens possèdent déjà et d'un microcontrôleur à 4 $.

Bien sûr, un facteur limitant important de cet oscilloscope est le Raspberry Pi Pico, qui ne peut gérer que jusqu'à 3,3 V à des fréquences de 200 kHz avec un taux d'échantillonnage de 500 kS/s. Cela limite l'oscilloscope aux seuls projets électroniques à faible puissance et basse fréquence. Quant à l'analyseur logique, il est limité à huit canaux, chacun avec un taux d'échantillonnage maximum de 25 MS/s.

Mais même avec ces limitations, il existe de nombreux projets que vous pouvez réaliser et, espérons-le, apprendre en utilisant cet oscilloscope basé sur Pico peu coûteux et facile à assembler.