PCScope on ohjelma ja mikrotietokoneen sarjaporttiin (COM1 tai COM2) liitettävä mittalaite. PCScope toimii digitaalisena muistioskilloskooppina sekä jännitemittarina.

HUOM! Windows versioille: Windows XP tai vanhempi.


1. Tekniset tiedot:

Jännitemittari:

 

Jännitealue:

Alue noin - 45V - +45V. Resoluutio: 12 bittinen A/D-muunnin.

Mittaukset:

Maksimi jännite, minimi jännite ja oskilloskoopin liipaisutason jännite. Painikkeet: MAKS, MIN ja LTASO.

Kalibrointi:

Nollapiste ja jännitenäyttö/oskilloskoopin pystyasteikko. Painike: SÄÄTÖ. Asetukset tallennetaan tiedostoon.

 

 

Oskilloskooppi:

 

Resoluutio:

12 bittinen AD-muunnin.

Näytteenottonopeus:

Riippu tietokoneen nopeudesta, tyypillisesti 7000 näytettä/s (386) - 15000 näytettä/s (Pentium).

Aaltomuotomuisti:

1000 näytettä (= mittausta). Kuvaruudulla esitettävä näytteiden lukumäärä riippuu vaaka-asteikon kertoimesta ja kalibroinnista.

Aaltomuotonäyttö:

Pysty-asteikko 8 jako-osaa ja vaaka-asteikko 10 jako-osaa. Pystyasteikko: Kertoimet 0.5, 1, 2, 5 tai 10 V/jako-osa.

Vaaka-asteikko:

Aika-asteikko. Kertoimet riippuvat vaaka-asteikon kalibroinnista, peruskalibrointi: 10ms, 5ms, 2.5ms, 1.0ms tai 0.5ms/jako-osa. Suurin kerroin: Aaltomuotonäytössä esitetään joka toinen näyte, maksimi 500 kappaletta (ei venytystä). Muut kertoimet:Aaltomuotonäytössä on 500, 250, 100 tai 50 näytettä tuhannesta (ei venytystä).

Kalibrointi:

Mikrotietokoneen nopeudesta riippuvien vaaka-asteikon kertoimien asetus. Painikkeet: SÄÄTÖ sekä ZOOMAUS. Asetukset tallennetaan tiedostoon.

Zoomaus:

Aaltomuodon venytys (+ ja -).

Muistin selailu:

Aaltomuotomuistin selailu (panorointi). Painike: PAIKKA. Toimii myös pysäytetylle kuvalle.

Liipaisu:

ON/EI: Valinta liipaisu käytössä/ei käytössä. REUNA: Liipaisureunan (polariteetti) valinta (+/-). TASO: Liipaisutason säätö (+ ja -).

Toiminta:

JATKUVA: Normaalitoiminta. KERTA: Kertaliipaisu. SEIS: Pysäytetty aaltomuoto.


2. Kytkentäkaavio

Kuva 1. PCScope


3. Toiminnasta

Piiri U4 (MAX187) on 12-bittinen analogia-digitaalimuunnin, jota PCSCOPE.EXE ohjelma lukee sarjamuodossa mikrotietokoneen portin COM1 tai COM2 kautta. Piirin tulojännitealue on 0 - 4.095V. Operaatiovahvistinkytkennän (U2) tarkoituksena on siirtää nollapiste (0V tulossa X1) vastaamaan jännitettä 2.048V piirin U4 tulossa (2). Vastukset R1 ja R2 määräävät tulon (X1) jännitealueen. Kytkennän tarvitsema käyttöjännite otetaan portista (COM1 tai COM2), tasasuunnataan (diodit D1,D2 ja D3) ja reguloidaan (U1 ja D4).

Ohjelman PCSCOPE.EXE toiminta

Jos liipaisu on käytössä (ON), ohjelma etsii sopivaa liipaisupistettä ja jos se löytyy (reuna ja taso täsmäävät), aloittaa tahdistetun näytteenoton. Liipaisupistettä etsitään maksimissaan 500 peräkkäisestä näytteestä. Jos liipaisupistettä ei löydy, aloitetaan varsinainen näytteenotto ilman tahdistusta. Lukee 1000 mittausta (näytettä) peräkkäin tietokoneen muistiin minkä jälkeen näyttää valitun jännitteen (MIN, MAKS tai LTASO) ja tulostaa aaltomuodon kuvaruudulle. Tarkistaa onko hiiren näppäintä painettu. Jos on, suorittaa toimenpiteen. Toistaa edellä olevaa rutiinia, kunnes ohjelmasta poistutaan (poikkeuksena pysäytetty kuva).

Kuva 2. Oskilloskoopin toiminta - näytteenotto.

Piiri MAX187 suorittaa näytteenoton (AD-muunnoksen) alle 10 mikrosekunnissa ja pystyy siirtämään mittaustietoja maksimissaan 75000 näytettä sekunnissa (75ks/s). Mikrotietokone kuitenkin rajoittaa tiedonsiirtonopeuden alle 20 ks/s, tyypillisesti 7ks/s (386) - 15ks/s (Pentium). Näytteenotto varaa tietokoneen resurssit lähes kokonaan. Ohjelma ei kiellä keskeytyksiä, joten sitä voidaan käyttää myös Windows ympäristössä. Epäsäännöllinen keskeytys (esim. hiiren liikuttaminen) näkyy aaltomuodossa.

4. Laitevaatimukset:

Tietokone:

Suositus: Pentium.

Liitäntäportti:

COM1 tai COM2.

Käyttöjärjestelmä:

Windows 95/98.


5. Kokoonpano

Komponentit sijoitetaan piirilevylle allaolevan kuvan mukaisesti. Ensimmäisenä kannattaa sijoittaa ja juottaa kaikki passiiviset komponentit (vastukset ja kondensaattorit) sekä diodit. Seuraavaksi sijoitetaan mikropiirit (U1-U4). Ennen juottamista on aina syytä tarkistaa, että komponentit ovat oikeinpäin. HUOM! Piirit U2, U3 ja U4 ovat herkkiä staattiselle sähkölle! Ennen komponenttien käsittelyä staattinen varaus voidaan purkaa koskettamalla (maadoitettua) metalliesinettä.

Kuva 3. Osasijoittelu.

Koestuskärki: Koestuskärki sijoitetaan komponenttipuolelle, kiinnitetään esimerkiksi johtimesta taivutetuilla silmukoilla (2 kpl) X1:een (4 täplää piirilevyllä) ja juotetaan.

Kotelointi:

Koteloinnin yksityiskohdat voi kukin suunnitella haluamallaan tavalla. Piirilevyn nurkissa on 4 kappaletta 2.5 mm reikiä kiinnitystä varten. Koteloon tehdään reiät koestuskärjelle ja maadoitusjohtimelle (X1&X2) toiseen sekä kaapelille (X3-X6) toiseen päätyyn. Kaapelin kiinnittämiseksi koteloon (vedonpoisto) voidaan käyttää esimerkiksi rakennussarjan mukana tulevaa nippusidettä. HUOM! Piirilevy on alunperin suunniteltu logiikkakynän koteloon sopivaksi. Kyseistä koteloa saa Yleiselektroniikka Oy:stä varastonumerolla 508-217 (RS-komponentit).

Kuva 4. Kotelointi

Maadoitusjohdin:

Juota hauenleuka noin 20 cm pitkän taipuisan ohuen johtimen päähän. Pujota johdin koteloon tekemästäsi reiästä ja juota liittimeen X2 (täplä).

Kaapelin tekeminen:

Kaapelina voi käyttää mitä tahansa taipuisaa 4-napaista ohutta kaapelia (esimerkiksi mikrofonikaapeli). Kaapelin tulisi olla suojattu, jotta laite ei lähetä häiriösäteilyä. Sarjakaapelin johtimet juotetaan suoraan piirilevylle liittimiin X3-X6 (täplät). Kaapelin toinen pää juotetaan 9-napaiseen D-liittimeen (naaras) seuraavasti:

Täplä

Signaali

D-liittimen nasta

X3

DTR

4

X4

RTS

7

X5

CTS

8

X6

GND

5

Kaapelin suojavaippa juotetaan suoraan D-liittimen runkoon. Piirilevyn puoleista päätä ei kytketä. Huom! D-liittimen numerointi löytyy liittimen rungosta.

6. Osaluettelo

KPL

TUNNUS

ARVO

SELITE

1

R1

1M

metallikalvovastus 1%

3

R2,R5,R6

47k

metallikalvovastus 1%

4

R3,R4,R7,R8

100k

metallikalvovastus 1%

1

R9

10k

metallikalvovastus 1%

1

R10

0

nollavastus (=hyppylanka)

4

C1,C2,C4,C5

4,7uF

tippatantaali 25V

2

C3,C8

0.1uF

kerko, 50V/63V

1

U1

LM2936Z-5.0

regulaattori

1

U2

LPC662 tai LMC6022

oper. vahvistin

1

U3

4049

CMOS-piiri

1

U4

MAX187BCPA

A/D-muunnin

3

D1,D2,D3

1N4148

diodi

1

D4

6.8V

zenerdiodi

Lisäksi tarvitaan: D-liitin (9-napainen naaras), D-liittimen kotelo, kaapeli (2m), koestuskärki (esim messinkinaula), pienoishauenleuka ja kotelo.


7. Asennus

PCScope kytketään sarjaporttiin COM1 tai COM2 (oletus) mikrotietokoneen ollessa virraton.

8. Ohjelman asennus ja käynnistys

1) Imuroi PCScope.Zip ja pura tiedostot esimerkiksi kansioon C:\PCScope.

2) Käynnistä ohjelma PCScope.exe.

9. Toiminnan testaus

Ohjelman käynnistämisen jälkeen säteen (vaakasuora keltainen viiva) tulisi olla aaltomuotonäytön keskellä, jännitemittarin näyttää noin 0V sekä kursorin (nuoli) liikkua hiirtä liikutettaessa. Kun pystyasteikon kerroin (V/DIV) muutetaan esim. 0.5V:ksi ja tartutaan kädellä koestuskärkeen, ruudulla tulisi näkyä 50Hz:n 'häiriösignaali' (verkkohurina). Laitteen toimivuutta voi testata myös mittaamalla pariston jännitettä molempiin suuntiin (positiivinen/negatiivinen).

Jos säde ei näy ja jännitemittari näyttää noin 45V, sarjaportin asetus on väärin (laite on asennettu toiseen porttiin COM1/COM2). Valitse oikea portti näpäyttämällä ruudun alalaidassa olevaa pitkää painiketta (vrt. myös kohta 10 - Muut).

Jos hiiri ei toimi, hiiriajuri ei ole käynnissä tai toimii virheellisesti.

Ongelmatapauksissa kannattaa tarkistaa seuraavat testauspisteet:

U1/VI: 8...9V *)

U1/VO: +5.0V

U4/2: +2.048V

U4/4: +4.096V

D3/Anodi: - 6...-9V *).

D4/Anodi: <-5V

*) Tietokonekohtaisesti jännite voi poiketa hieman näistä arvoista. Mittausten aikana ohjelman tulee olla toiminnassa.

Laitteen kalibrointi (vrt. kohta 10, SÄÄTÖ) suoritetaan vasta, kun laite toimii oikein.


10. Ohjelma ja käyttöohje

Ohjelman ja käyttöohjeen voit imuroida tästä: PCScope.Zip.

HUOMAUTUS! Kalibroinnit on suojattu salasanalla, joka on 2000.

 


Copyleft OH7KID