NanoScope — компактный самодельный цифровой осциллограф на базе микроконтроллера RP2040. Предназначен для любителей, студентов и всех, кто работает с электроникой и хочет иметь простой инструмент для анализа сигналов.
- Рабочая полоса: уверенная работа с сигналами до 2–5 МГц
- Два канала для одновременного просмотра сигналов
- Регулируемый аттенюатор: 1x, 1/2x, 1/5x, 1/10x
- Аппаратный триггер для стабильного отображения периодических сигналов
- 8-битный АЦП AD9288BSTZ-100 (100 MSPS)
- Глубина буфера: 8096 отсчётов
- Питание: от USB или аккумулятора (до ~4 часов)
- Дисплей: встроенный LCD
- Микроконтроллер: RP2040 (133 МГц)
- Память: 16 Мб внешней флеш-памяти W25Q16JVUXIQ (QSPI)
| Компонент | Параметр |
|---|---|
| МК | RP2040, 133 МГц |
| АЦП | AD9288BSTZ-100, 8 бит, 100 MSPS |
| Память | W25Q16JVUXIQ, 16 Мб, QSPI |
| Полоса пропускания | до 5 МГц (реальная) |
| Входное сопротивление | ~500 кОм |
| Точность измерения напряжения | ≤ 1% |
| Дисплей | ЖК-дисплей |
| Питание | USB или Li-Ion аккумулятор (3.7 В) |
- Входной каскад: сигнал поступает через BNC-разъём, проходит через частотно-компенсированный аттенюатор с защитой от перенапряжения.
- Усиление: после аттенюации сигнал усиливается операционным усилителем для оптимального уровня на входе АЦП.
- Аттенюатор: программируемый, 4 ступени (1x, 1/2x, 1/5x, 1/10x), управление через микросхему 74HC4051D.
- Разделение сигнала:
- Основной путь — на АЦП AD9288BSTZ-100
- Второй путь — на аппаратный триггер
- Аппаратный триггер: работает по принципу ШИМ — ширина импульсов зависит от уровня напряжения, формируется логический сигнал для прерывания на RP2040.
- RP2040:
- Считывание данных с АЦП
- Управление мультиплексорами и демультиплексорами
- Контроль дисплея и обработка кнопок
- Расширение GPIO через сдвиговые регистры 74HC595D (3 пина → 16 выходов)
- Откройте проект на EasyEDA:
https://oshwlab.com/biosshot/ad9283-osclilloscope-pro - Экспортируйте Gerber-файлы и закажите плату
- Или используйте кнопку "Order PCB" прямо в EasyEDA
- Установите все элементы согласно схеме
- Особое внимание — полярным компонентам (конденсаторы, диоды, микросхемы)
- Хорошо пропаяйте BNC-разъёмы и разъём питания
- Проверьте отсутствие КЗ и обрывов
ОБЯЗАТЕЛЬНО замените .pio\libdeps\pico\TFT_eSPI\User_Setup.h на include\User_Setup.h
- Перейдите в раздел Releases на GitHub:
https://github.com/ShinoBIOS/NanoScope/releases - Скачайте файл
firmware.uf2 - Зажмите кнопку BOOT на плате
- Подключите устройство к компьютеру через USB
- Отпустите кнопку BOOT — устройство появится как флешка (RPI-RP2)
- Скиньте
firmware.uf2в этот диск — прошивка загрузится автоматически
- Установите VS Code с плагином PlatformIO
- Клонируйте репозиторий:
git clone https://github.com/ShinoBIOS/NanoScope.git
- Откройте папку в VS Code
- Нажмите "Build" — PlatformIO сам соберёт прошивку
- После сборки — "Upload" для прошивки через USB
- Для включения зажмите центральную кнопку на 2 сек
- Для выключения зажмите центральную кнопку на 2 сек, до появления надписи "Shutdown..."
- Управление:
- Кнопки: масштаб по времени/напряжению, триггер, выбор канала
- Регулируемый аттенюатор — автоматически подстраивается под сигнал
- На экране отображаются:
- Форма сигнала
- Частота, амплитуда, период
- Реальная полоса — 2–5 МГц
- При работе с высокочастотными сигналами может потребоваться калибровка переменных конденсаторов (U12, U15, U18, U22)
- Малые сигналы могут быть зашумлены
- Триггер базовый
- Входы защищены, но не предназначены для высокого напряжения
Приветствуются:
- Баг-репорты
- Обратная связь
- Фото ваших сборок
Примечание: NanoScope — это любительское устройство. Не предназначен для профессиональных измерений и критически важных задач.