Procurando um osciloscópio barato e fácil de montar? Aqui está um guia sobre como fazer um usando um Raspberry Pi Pico.

Se você gosta de fazer projetos eletrônicos, é apenas uma questão de tempo até perceber como um osciloscópio pode ser útil. No entanto, os osciloscópios podem ser proibitivamente caros para alguém que está começando com PWM e análise de lógica digital.

A boa notícia é que você pode construir seu próprio osciloscópio de 200kHz de baixo custo com uma placa microcontroladora Raspberry Pi Pico e o software Scoppy gratuito.

O que você pode fazer com um osciloscópio Pi Pico?

O dispositivo que você fará é um osciloscópio de baixa frequência que pode medir tensões de até 3,3 V. Embora isso não seja muito, desde que seu projeto não ultrapasse o limite das capacidades do Pi Pico, você ainda pode usar isso osciloscópio para projetos envolvendo modulação por largura de pulso (PWM), caracterização de sensor, análise de lógica digital e áudio eletrônicos.

Embora seja principalmente um osciloscópio, este dispositivo DIY também vem com outras funcionalidades, como um analisador lógico! Isso significa que você também pode usar isso como uma ferramenta de aprendizado para entender melhor o

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vários protocolos de comunicação e experimente PWM e eletrônicos de baixa potência.

O que você precisará

Como existem muitas maneiras de melhorar este projeto, simplesmente mostraremos como fazer o próprio osciloscópio básico. Aqui estão os itens que você vai precisar:

Item

Quantidade

Raspberry Pi Pico / Pico W

1

Smartphone Android (Android 6.0 e superior)

1

Adaptador USB OTG

1

Cabo USB (Tipo A para micro-USB)

1

resistores de 1 kΩ

2

resistor de 100 kΩ

1

Protoboard

1

Fios jumper (macho-macho)

2

Você também pode trocar alguns itens com base em sua preferência. Você pode usar clipes de crocodilo em vez de fios de jumper se preferir cortar coisas ao sondar um circuito. Você pode usar um protoboard para soldar todos os componentes juntos para fazer um osciloscópio mais permanente. E se você tiver um Raspberry Pi Pico W, você pode usar isso sobre o Pi Pico comum.

Fazer este osciloscópio Raspberry Pi Pico é muito simples, envolvendo um processo de quatro etapas.

Etapa 1: instale o aplicativo Scoppy para Android

Primeiro, você vai querer baixar e instalar o aplicativo Scoppy para o seu telefone ou tablet Android. Isso é usado para exibir a GUI do osciloscópio.

Download:Scoppy (Grátis)

Passo 2: Instale o Firmware Scoppy Pico

Baixe o firmware correto para o tipo de Raspberry Pi Pico que você planeja usar: o Pico normal ou o Pico W com conectividade sem fio.

Download:Scoppy Pi Pico (Grátis)

Download:Scoppy Pi Pico W (Grátis)

Depois de baixar o firmware relevante, pressione e segure o botão BOOTSEL no Pi Pico, conecte-o ao seu computador com o cabo USB e solte o botão. Isso deve fazer com que o Pico seja detectado como um dispositivo USB de armazenamento em massa.

Agora copie o arquivo .uf2 que você acabou de baixar e coloque-o no dispositivo de armazenamento em massa do Pico. Durante a transferência, o LED integrado no Pi Pico deve estar piscando. Isso indica que o arquivo está sendo transferido do computador para o seu Pico

Etapa 3: adicionar um resistor limitador de corrente

Esta etapa não é necessária para o funcionamento do osciloscópio Pico, mas garantirá que a placa esteja protegida caso você teste tensões superiores ao limite de 3,3V. Decidimos adicionar isso como parte da compilação base.

Para um equipamento temporário, prenda os pinos GND, 3.3V e GP26 do Pico na placa de ensaio usando cabeçotes de pino macho retos.

Você pode usar os dois fios jumper macho-macho como pontas de prova, onde o GND se conecta ao terra e o pino GP26 se conecta à saída de sinal do circuito eletrônico que você deseja testar.

Etapa 4: Conecte o Raspberry Pi Pico ao dispositivo Android

Um telefone ou tablet Android é necessário para fornecer uma GUI (interface gráfica do usuário) para o osciloscópio Raspberry Pi Pico. Para conectá-lo, você precisará usar um dispositivo Android com Android 6.0 ou superior e compatível com USB OTG.

Depois de conectar seu smartphone à placa Pico configurada via USB, abra o aplicativo Scoppy no telefone e selecione Permitir no prompt que solicita permissão para usar o dispositivo USB com o aplicativo Scoppy.

Parabéns! Você configurou com sucesso o osciloscópio baseado em Pico.

Como usar Scoppy

O que faz com que este osciloscópio se destaque de outros osciloscópios pré-construídos baratos que você pode encontrar online é a bela GUI que um smartphone fornece ao usuário.

Embora a interface seja bastante intuitiva, ainda pode ser intimidante para as pessoas que estão aprendendo a usar um osciloscópio. Para que você saiba como usar as opções do menu Scoppy, aqui estão os principais controles e configurações que você precisa conhecer:

Controles horizontais e verticais

Ao controle

Função

HORA/DIV

Escala horizontal. Ajusta a base de tempo de amostragem para o sinal em milissegundos por divisão.

POSIÇÃO (Horizontal)

Move a forma de onda para a esquerda e para a direita para visualizar as seções amostradas com carimbos de data/hora.

VOLTS/DIV

Escala vertical. Aumenta e diminui o zoom da forma de onda para ajustar o tamanho da amplitude do sinal.

POSIÇÃO (Vertical)

Move a forma de onda para cima e para baixo na tela.

Controles de gatilho

Ao controle

Função

DESLIGADO

Nenhum acionamento é usado; as formas de onda são mostradas sem qualquer sincronização para um ponto específico em um sinal.

AUTO

Ajusta automaticamente o gatilho para capturar e exibir uma forma de onda estável.

NORMA

Aguarda a ocorrência de um evento de disparo antes de capturar a forma de onda específica.

BORDA DE ASCENSÃO

Captura a forma de onda quando o sinal de entrada transita da tensão mais baixa para a mais alta.

BORDA DE QUEDA

Captura a forma de onda quando o sinal de entrada transita da tensão mais alta para a mais baixa.

Para testar o osciloscópio, você pode colocar a ponta de prova de aterramento na conexão de aterramento de um circuito e a ponta de prova de sinal no nó do qual está tentando capturar o sinal. Certifique-se de que o circuito esteja usando menos de 3,3V.

Se você não possui um circuito para testar o osciloscópio, pode visualizar os sinais de teste na placa do Pico: basta conectar a sonda de sinal ao pino GP22 do Pico e a sonda de aterramento a um pino GND na placa.

Se o osciloscópio mostrar uma onda quadrada de 1kHz com um ciclo de trabalho de 50%, seu osciloscópio Raspberry Pi Pico está funcionando conforme o esperado e está pronto para ser usado em seus projetos eletrônicos!

Limitações

O projeto Scoppy foi desenvolvido para fornecer aos novatos em eletrônica e amadores um osciloscópio e um analisador lógico de baixo custo para aprender e criar projetos de baixa frequência. O que permite que esse osciloscópio seja ultrabarato é o uso de um smartphone que a maioria das pessoas já possui e um microcontrolador de US$ 4.

Claro, um grande fator limitante sobre este osciloscópio é o Raspberry Pi Pico, que só pode lidar com até 3,3 V em frequências de 200 kHz com uma taxa de amostragem de 500 kS/s. Isso limita o osciloscópio apenas a projetos eletrônicos de baixa potência e baixa frequência. Quanto ao analisador lógico, ele é limitado a oito canais, cada um com uma taxa de amostragem máxima de 25MS/s.

Mas, mesmo com essas limitações, há muitos projetos que você pode fazer e, com sorte, aprender usando este osciloscópio baseado em Pico barato e fácil de montar.