Projeto Osciloscopio OSHW e FOSS

[Djalma Toledo Rodrigues]

É a resolução satisfatória para Vizualizar, Imprimir, Fotos

72 Pixel por polegada, aliais.
Aproximadamente 3 linhas por milimetro de resolução.

Já editei e corrigi minha msg acima.

DJ

[rcakto]

entao aquele modelo de LCD da pro gasto?? ou vou precisar de procurar outro?? assim mesmo, ja que o minimo é os 72, qual adc eu devo usar para ele??? assim eu nao fico parado.. e de preferencia um como eu tinha comentado antes se possivel, assim agrada quase todo mundo...

[rcakto]

mais alguns materiais
http://www.circuitcellar.com/archives/v ... index.html
http://www.opencircuits.com/Oscilloscope
http://www.x-io.co.uk/node/4
http://groups.google.com/group/jye-tech ... opes/files
http://swik.net/oscilloscope

[mastk]

Opa Rcakto.

Se for fazer um osc, sugiro, menos resoluçao na entrada e mais velocidade na amostragem. Acho velocidade de amostragem, primordial, resoluçao da amostragem eh secundario, quando quero ver algo pequeno, parametrizo o osc, ao ponto desejado.

Se conseguir um DAC de 8 bits, que faca um giga amostra por segundo, vai ser muito interresante.

Se for algo, KS108 + MCU com ADC de DSP, fica bem simples, mas eh bem limitado. Se quiser usar ele para te dar apoio no LPC2478, acho que nao eh o caminho...

[mastk]

Opa Rcakto.

Se for fazer um osc, sugiro, menos resoluçao na entrada e mais velocidade na amostragem. Acho velocidade de amostragem, primordial, resoluçao da amostragem eh secundario, quando quero ver algo pequeno, parametrizo o osc, ao ponto desejado.

Se conseguir um DAC de 8 bits, que faca um giga amostra por segundo, vai ser muito interresante.

Se for algo, KS108 + MCU com ADC de DSP, fica bem simples, mas eh bem limitado. Se quiser usar ele para te dar apoio no LPC2478, acho que nao eh o caminho...

[rcakto]

Mastk,

1º- sou novo nesse mundo dos osciloscopio.. entao para se ter uma resolução eu tenho de olhar o que exatamente?? e velocidade na amostra??

até aonde eu sei tenho que procurar um ADC que tenha uma taxa de transferencia alta e que aceite um valor igual ou maior a frequencia que desejo por como limite a ser trabalhado...

2º- eu tava pensando em usar o LPC2368 que ta parado aqui em casa, mas nada impede de usar outro MCU, pois independente do mcu, eu irei usar um ADC externo para ter um melhor resultado...

Obs.: lembre-se que eu quero fazer esse projeto OPENSOURCE, entao não tem nada haver com o LPC2478 que eu tanto apurrinho na outra area... so espero que mais afrente alguem se anime em participar.. não estaria afim de entrar na empreitada comigo não XD~...

quem estiver afim meu msn ta no meu perfil.. vou tentar abrir ele todos os dias...

[rcakto]

OK... mudanca e MUITO problematica no projeto.. como a intenção e de um projeto de acesso facil a todos, não poderei usar o MCU que eu bem entender.. resolvi procurar algum lugar que venda o LPC2368 para ver se é de facil acesso e se tem um valor baixo... e o que eu descubro.. nao achei em lugar algum, com sorte achei na farnel mas não tem nem no exterior e o valor que estava la e um absurdo... R$ 58,72... so ai ja vai encarecer bastante o projeto...
vou tentar um pic ou algum da atmel... mas o problema e que talvez tenha perda significante na velocidade de processamento.... assim impossibilitando trabalhar com alguns ADCs... pelomenos os de 24BITs tenho certeza que pode ser discartados... e talvez pelo fato do MCU for de 8bits, nao de para trabalhar com componentes que trabalhem com 10bits....
me falaram que tanto o pic e atmel tem serie 32bits baratos... alguem se dispoe a ajudar na escolha do MCU?? estou muito desatualiza com relação aos microcontroladores atuais....

[MarcusPonce]

Acho que na grande maioria das aplicações já é suficiente um A/D de 8 bits pois são 256 níveis.
Seu usar display de 128 x 64 só daria para mostrar 64 níveis de uma vez, portanto dá até para providenciar um zoom na onda armazenada.
Se puder ser um display melhor de 320 x 240, mesmo assim está bom o A/D de 8 bits. Aliás, quantos mais bits você quiser mais problemas com ruídos consegue, devido ao próprio funcionamento do micro na mesma placa.

Se você quiser fazer um circuito simples e barato e também didático pode usar o A/D interno do micro, pois será bom para estudantes. A freq. max. será muito baixa para uso profissional, mas para estudantes serve bastante.

Mas pensando em ficar melhor, e como você já está pensado em A/D externo ao micro, eu sugiro usar um A/D e ler os dados usando o DMA de um micro. Como você já está se direcionando aos ARM eu sugiro ir neste caminho.
O ideal seria verificar nos micros com DMA aquele que consegue mais tranferências por segundo lendo de um bus externo para a RAM interna.
Outra verificação é se o DMA vai solicitar o próximo byte para o A/D ou se o A/D vai mandar o DMA request para o micro. Dependendo do micro, o DMA é de um jeito ou de outro. Se for do primeiro jeito é possível gerar o sinal de clock do conversor A/D FLASH a partir das solicitações do DMA, sendo 1 ciclo de clock por solicitação.

Veja que se o micro tiver bus externo de dados de 16 bits ou 32 bits, é possível segurar 2 ou 4 bytes do A/D juntos com latches e ler todas em um ciclo só do DMA, portanto permitindo um A/D 2 ou 4 vezes mais rápido que o DMA. Mas nesta arquitetura seria melhor mandar um DMA request para o micro cada vez que tiver as amostras novas.

[rcakto]

Marcus, eu realmente queria trabalhar com o LPC2368 que está aqui em casa parado, MAS como a intenção do projeto e reunir todos do forum, eu não posso estar escolhendo, sem contar que esse LPC ta em um valor meio alto... agora caso trabalhase com ARM mesmo qual voce recomendaria?? pode ser qualquer fabricante... freescale, ST, TI, nxp... tudo e bem vindo.. lembrando que o intuito e usar um chip com fins somente para o osciloscopio... entao não precisa de muita frescura, so os ADCs e SPI SSP I2C da vida com DMA como voce disse e se possivel memoria interna eu ainda não faco ideia de como trabalhar com memoria externa... entao nao poderia ajudar muito na parte do soft...

[rcakto]

Mastk, cade voce meu fi....

http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1002

se voce for assinante ou quem for ta ai uma materia sobre a relação de amostra x tempo real XD


Galera, mais um site para se entender melhor um osciloscopio...
http://www.controllerbrasil.com.br/inde ... -digitais/


e pessoal... se formos seguir a regra de Nyquist, tamo fu... mas ta ai o pq dos osciloscopios digitais serem abusurdamente caros....

[MarcusPonce]

Eu acho que a memória interna RAM já está suficiente para o projeto, e sendo a FLASH interna também ajuda bastante. Nada de complicar.

Exatamente qual micro vai depender do DMA dele e infelizmente o meu tempo está escasso para levantar os dados e comparar qual seria o melhor.

Possivelmente um LPC17xx, que existe em versões 100MHz e 120MHz. Este tem um GPDMA que pode ler os pinos de I/O (GPIO) e transferir para memória. Pelo menos é o que eu entendi lendo User Manual.
Mas acho que para conseguirmos o máximo de velocidade teríamos que armar o GPDMA para transferir um bloco de dados, digamos 1kbyte para exemplificar, disparar a transferência e imediatamente parar de rodar o firmware durante a transferência (não consegui achar agora no manual se posso programar uma prioridade suficientemente alta no GPDMA que pare o firmware automaticamente durante a transferência)
O clock do A/D teria que ser derivado do clock do ARM. Ou internamente com os timers ou externamente. Depende da velocidade máxima que o GPDMA dele consegue transferir as amostras.
Assim ficaria fácil garantir que o intervalo entre as amostras é constante, ou seja, o mínimo de jitter na amostragem.

Para amostragens mais lentas, o GPDMA pode ser ajustado para fazer uma transferência cada vez que um dos timers chega em match. Em outras palavras, programo um timer para dividir o clock do micro por um número inteiro. Este sinal resultado da divisão pode sair por um pino e cada ciclo dele gera uma transferência pelo GPDMA.

Enfim, temos que pensar bastante ainda.

[rcakto]

Marcus vlw pela ajuda, mas realmente existem muitos dados a serem analisados... um deles e que conversando com um professor meu de eletronica, ele me falo para procurar um ADC que tenha mpsp 2x maior que a frequencia de entrada, e que seu envio de dados seja via serial, pois existem varios microcontroladores que as seriais possuem buffer ( acredito que seja o DMA como voce tinha comentado) o que diminuiria o codigo final e como o proprio nucle ja faz o trabalho do buffer, sua aplicação ja processa mais rapido pois tem menos instruções a serem processadas aumentando o leque de MCUs que pode ser usado como nucleo na aplicação... e ele deu uma dica:" CASO seja possivel, tentar usar um LCD colorido que chegue quase ao nivel dos LCDs dos osciloscopios profissionais, assim posteriormente podem ser feitas melhorias como spectrograma." sendo que so fico houvindo falar desse danado mas nem faco ideia pra que serve... so sei que o pessoal que trabalha com radio amadores adora usar esse aparelho.

[MarcusPonce]

Quando pensei no LPC17xx estava pensando em usar um A/D muito rápido mesmo... O nosso limite é a velocidade para ler do A/D e colocar na memória. O limite final depende do DMA. Se for via serial também vai ser colocado na RAM pelo DMA.

Veja que se a comunicação for serial SPI e o A/D de 8 bits então vamos precisar de 8 ciclos de clock da comunicação serial para cada amostra de A/D. Só vale a pena fazer assim se o DMA não conseguir transferir mais rápido lendo os 8 bits em paralelo.
E veja que também acho possível segurar algumas amostras lado a lado com latches e o DMA transfere ao mesmo tempo, pois no LPC17xx o DMA é de 32bits. Com um latch podemos colocar 16 bits, 2 amostras para dentro de uma vez apenas. Com 3 latches podemos colocar 4 amostras de uma só vez. O problema vai ser o clock para sincronizar isso.

Buffer e DMA são coisas diferentes.

[msamsoniuk]

dah uma olhada nisso...eh a placa principal de um tektronix TD-210 com dois canais operando a 60MHz:



comecando lah no canto superior esquerdo e descendo tem uma FLASH AM29F010 de 128Kx8 e 120ns, uma EPROM AM27C040 de 512Kx8 e 150ns, um processador MC68EC000FN8 de 8MHz, um ADG322B da national e uma memoria DRAM 42S4260 de 256Kx16 e 60ns. ali em cima tem um oscilador de 60MHz e um 74HC4053 (que eh um mux/demux triplo de 2 canais). embaixo da tampa metalica tem apenas um ADG321C da national e um par de CIs de 6 pinos que pela disposicao devem ser ampops ou qq coisa assim, ficam exatamente alinhados com os dois canais de entrada. supostamente, este ADG321C eh um duplo ADC que opera a 1Gsample/s!

a PCB de 4 layers com e tem conectores para alimentacao, display e botoes. o resto tem que ir inferindo como funciona a partir destes poucos componentes. o MC68EC000 esta conectado diretamente nas memorias e no ADG332B, que por sua vez esta conectado a memoria DRAM e tambem ao conector do display LCD.

o display tem 12 sinais e o manual de servico descreve este conector como tendo 5 pinos de alimentacao, 4 de dados digitais e 3 de sincronismo, sendo um com um clock de 1.89MHz, outro com um hsync de 19.3kHz e finalmente um vsync de 75.5Hz. dividindo o primeiro pelo segundo e o segundo pelo terceiro vc tem 97 x 257. mas como sao 4 sinais em paralelo, totaliza entao 391x257. entao eu chutaria que esse display monocromatico tem tamanho de 320x200 ou 320x240 pixels.

o 68EC000 de 8MHz possui uma performance de pico da ordem de 2 MIPS. nao parece, mas isso eh mais que suficiente, visto que durante a decada de 80 era tipico maquinas com esse mesmo processador ostentarem displays com 1152x864 pixels.

bom, SE eu fosse fazer um osciloscopio, iria pela ideia da tektronix!

jah comecaria esquecendo o processador: ele nao parece importante. de fato, o que eh importante eh o ADC! e a dica vem justamente no tamanho do buffer de aquisicao do tektronix, que no fundo nao eh muito grande. eh soh pensar em quantas telas vc consegue rolar num TDS-210 apos o trigger. alem disso, quando a velocidade aumenta demais o bicho nem se aguenta para plotar imagens! entao a luz se acende: deve ser um ADC bufferizado. e aquela memoria DRAM nao eh muito rapida, e definitivamente nao para 1Gsample/s!

e procurando na national, olha soh o que eu encontro:

http://www.national.com/ds/DC/ADC08B200.pdf

calma, NAO eh o chipset do tektronix. mas eh um ADC de 200 Msample/s com buffer para 1Ksamples! isso significa que vc consegue fazer a aquisicao de uma janela de 1000 amostras em alta velocidade e entao parar para um processador muito mais lento ler os dados e processar. ah! entao matou neh? dah para usar um PIC e fazer um scope de 4 canais com 200 Msample/s? talvez. o tektronix ali esta atualizando o display a 75Hz, o que significa ler meros 75KB/s de cada canal e transformar isso em imagem. eu nao usaria um PIC para isso, mas tb nao eh a parte complicada.

alem do ADC canhao, o principal problema mesmo eh bolar o circuito de trigger! uma possibilidade eh deixar ele capturando continuamente e, se o evento de trigger ocorrer, desligar a captura continua, assim ele vai parar ao final do buffer. como o sinal provavelmente eh rapido demais, o trigger seria disparado atraves de um comparador rapido com um certo nivel de tensao controlado por um DAC. isso tem que ser hardware, pq a 200 Msample/s nao tem processador que de conta de analisar isso! e finalmente, outro pepino eh um circuito de atenuacao para poder espetar a ponta em qq lugar e o ADC nao vaporizar. e de quebra, tem que ser com bandwidth para 200Msample/s.

no fundo eh um negocio simples, porem para funcionar redondo daria um **** trampo pq trabalha com alta frequencia. e tem osciloscopio digital de 60MHz nacional por 1500 pratas!?! sera que vale tanto trampo assim para acertar um negocio complicado destes no braco?

[MarcusPonce]

Bom relatório da placa da Tek !
E legal este A/D com buffer interno também, do ponto de vista de simplificar é excelente !

Sobre valer a pena o trabalho, eu iria ainda mais longe: é possível comprar osciloscópios 2 canais x 60MHz por menos de US$250,00 FOB sem LCD, com interface USB para ver no PC.

Portanto não pode ser muito complexo mesmo.