ARDUINO DEM-KIT1

Zestaw elementów umożliwiających samodzielne złożenie czterech przyrządów warsztatowych dla elektronika: oscyloskopu cyfrowego, generatora funkcyjnego, analizatora widma oraz miernika częstotliwości - z wyświetlaczem LCD zamontowanym na płytce ARDUINO-DEM. Dodatkowo, z elementów z zestawu można złożyć: generator liczb do totalizatorów z Polski i ze świata, dwa rodzaje zegarów, stoper, wieczny kalendarz oraz miernik pojemności kondensatorów.

W skład zestawu wchodzi moduł ARDUINO-DEM, DIP-SWITCH, 3 szt. TACT-SWICH, 5 szt. rezystorów, kondensator i dławik. Zestaw jest przewidziany do montażu na płytce stykowej. Programy sterujące przetestowano z modułem ARDUINO-UNO.

Oscyloskop cyfrowy

Oscyloskop - to tak naprawdę płytka Arduino połączona z płytką ARDUINO-DEM. Wykorzystano tu dwa kanały analogowe z modułu Arduino A0 i A1. Wejście A0 służy do pomiaru napięć ze składową stałą, wejście A1 mierzy napięcia przemienne. Ze względu na "okno pomiarowe" procesora - amplituda napięcia nie może przekraczać 2,5V. Mając sondę pomiarową z dzielnikiem 1:10 - zakres pomiarowy napięcia zwiększy się do 50V. Moduł Arduino wyświetla wyniki pomiarów na wyświetlaczu LCD zamontowanym na płytce ARDUINO-DEM. Obie płytki są połączone przy pomocy 4-przewodowego łącza SPI. Funkcjami oscyloskopu steruje się przy pomocy dołączonego 8-pozycyjnego dip-switcha.

Funkcje styków dip-switcha:

1.  zmiana zakresu na 0 ~ 10 kHz
2.  zmiana zakresu na 0 ~ 1 kHz
3.  zmiana zakresu na 0 ~ 100 Hz
4.  zmiana zakresu na 0 ~ 10 Hz
5.  SHIFT - pozwala obejrzeć dalszą część przebiegu (ważne dla sygnałów nieokresowych)
6.  wolny
7.  ZOOM x2 (rozciąga 2-krotnie mierzony przebieg)
8.  zmiana kanału pomiarowego

Całość należy zmontować na płytce stykowej. Po zmontowaniu należy do modułu Arduino wgrać program Oscyloskop.ino dostarczany razem z zestawem. Program zgodnie z filozofią Arduino jest otwarty i można go dowolnie modyfikować.

Dane techniczne oscyloskopu:

• impedancja wejściowa: > 500 kΩ
• ilość kanałów: 2 (1 dla przebiegów ze składową stałą + 1 dla przebiegów przemiennych)
• pasmo mierzonych częstotliwości: do 10 kHz (pasmo akustyczne)
• zakres pomiaru napięcia: 1-kanał: 0 ~ 5V, 2-kanał: +/-2,5V
• maksymalna mierzona amplituda: 2,5V
• najmniejsze mierzone napięcie: 4,8 mV (wynika z rozdzielczości przetwornika ADC)
• automatyczny pomiar napięcia maksymalnego (Umax), amplitudy (Ampl) i składowej stałej (Udc)
• ilość zakresów pomiaru czasu: 4
• zakresy częstotliwości: 0 ~ 10 Hz, 0 ~ 100 Hz, 0 ~ 1 kHz, 0 ~ 10 kHz
• dodatkowe funkcje: SHIFT oraz ZOOM
• częstotliwość próbkowania: 96,8 kHz
• typ wyświetlacza: LCD graficzny
• rozdzielczość: 128 × 64

Generator funkcyjny

Często w warsztacie elektronika potrzebne jest źródło sygnału o pożądanym kształcie. Po dodaniu do płytki ARDUINO-UNO kilku elementów sterujących i filtra dolnoprzepustowego zamienimy ja w generator funkcyjny.
Do wyboru generowanych sygnałów mamy: przebieg sinusoidalny, prostokątny, piłokształtny i szum. Jest możliwość zdefiniowania własnej funkcji (wystarczy ułożyć tablicę z wartościami funkcji tworzącej pożądany kształt).
Generator może też posłużyć do celów dydaktycznych, jako przykład wykorzystania modulacji PWM do tworzenia sygnałów o dowolnym kształcie. Można go też wykorzystać do zobrazowania jak się zmienia widmo sygnału w zależności od jego kształtu w czasie.

Analizator widma

Ten program pozwala zobaczyć widmo częstotliwości sygnału akustycznego.
Pojedynczy ton jest teoretycznie zbudowany z pojedynczego sygnału sinusoidalnego (o określonej amplitudzie i częstotliwości), który na analizatorze jest widziany jako pojedynczy prążek. Sygnał akustyczny to złożenie milionów sinusoid o różnych amplitudach i częstotliwościach tworzących tzw. widmo częstotliwości. Widmo to można zobaczyć tylko analizatorem widma.
Analizator można wykorzystać do zbudowanego własnego wzmacniacza mocy AV, albo jako dodatkową przystawkę do posiadanego zestawu audio. Jako przyrząd warsztatowy, może służyć do sprawdzania jakości generowanych sygnałów oraz do badania pasma przenoszenia wzmacniaczy i filtrów. Może też posłużyć do celów dydaktycznych do zobrazowania czym jest widmo sygnału. Jako źródło można wykorzystać generator funkcyjny.

Miernik częstotliwości    

Przyrząd pomiarowy niezbędny w warsztacie elektronika. Częstościomierz mierzy częstotliwości w zakresie 1Hz ~ 1MHz. Można go rozbudować wg własnych oczekiwań.

Generator liczb chybił-trafił