Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]

USB Oszilloskop

2010-03-09T22:32:14Z

83.64.208.18: /* "Ich würde mein Oszi gerne dafür benutzen..." */

''von 0undNichtig''

Im Rahmen dieses Projektes entsteht ein Digitales Speicheroszilloskop mit USB-Anbindung. Das gesamte Ergebnis soll als OpenSource verfügbar gemacht werden.
Begonnen hat das ganze in diesem Forums-Beitrag: http://www.mikrocontroller.net/topic/56265
Eventuell wird es auch auf eine Mess/Steuer Box a la [http://www.eit.hs-karlsruhe.de/laborplatine/ Laborplatine] hinauslaufen oder sich näher an das [[Logic Analyzer-Projekt: Ideen zur Hardware|Logic Analyser Projekt]] annähern.

=Planung=
Bitte Planspiele auf der [[Diskussion:USB Oszilloskop|Diskussionsseite]] des Projektes durchführen!
==Alternative Projekte/Produkte==
Hier ist eine Liste von anderen Projekten, an denen man verschiedene Herangehensweise studieren kann.
Gesucht per www.nettz.de
*"build your own oscilloscope"
*"tv card" scope
*Oszilloskop selber bauen
*Oszi selbst bauen

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/mawin.htm#106

===Oszilloskop Programme===
*http://www.electronics-lab.com/downloads/pc/index.html (Liste abgearbeitet)
*http://www.tech-systems-labs.com/test-software.htm (Liste)
*http://www.aubraux.com/dsp/pcscope.php
*http://xoscope.sourceforge.net (LINUX, für Soundkarte und externe Geräte OsziFOX, Bitscope )
*http://www.zelscope.com/ (Soundkarte)
*http://infinitespectra.com (2 Soundkarten)
*http://www.electronics-lab.com/downloads/pc/002/index.html (BIP Electronics Lab Oscilloscope (Soundkarte))
*http://home.lanck.net/mf/oscil/ SB Oscillograph
*http://www.aubraux.com/dsp/ DspSee
*http://www.sillanumsoft.com/ Visual Analyser (+Freqzähler, Generator, Filter,..., sieht wirklich gut aus!)
*http://www.dsp4swls.de/oszi/oszi.html (+DSP)
*http://www.qsl.net/om3cph/sb/dcwithsb.htm#hardware
*http://www.microsysteme.de/osci/oszilloskop.htm
*http://www.geda.seul.org/tools/gtkwave/index.html (Datenaufzeichnungsviewer)

====kommerziell====
*http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?cc=DE&lc=ger&ckey=1476554&nid=-34095.806312.00&id=1476554 (VEE Pro)
*http://www.tek.com/Measurement/scopes/openchoice/ (OpenChoice)
*http://www.ni.com/signalexpress/ (SignalExpress)
*http://www.ni.com/labview/d/ (Labview)
*http://www.virtins.com/ (WIN+PocketPC)

===Hardware===

*http://www.pdamusician.com/lcscope (2 Kanaele, 1 MHz, guter Analog-Frontend, leicht nachbaubar; Firmware und PC-Software)
*USB Oszilloskop im Bau http://microweb.mi.funpic.de
*http://www.elektronik-projekt.de/thread.php?threadid=3509
*http://www.mikrocontroller.net/articles/Logic_Analyzer_Project
*http://www.mikrocontroller.net/topic/31376#new (qC 800Messungen)
*http://www.bitscope.com
*http://members.tripod.com/michaelgellis/scope.html (1986)
*http://www.geocities.com/celupenga/Display_LCD.html (Mini LCD, spanische Seite)
*http://hackedgadgets.com/2006/04/25/top-5-uses-for-a-dead-hard-drive/2/ (Laserprojektion mit geschlachteter Festplatte, Spielerei)
*http://www.electronics-lab.com/projects/pc/007/ (LPT, nur Logic Analyzer)
*http://kudelsko.free.fr/oscilloscope/sommaire.htm (RS232, USB, 30MHz, französische Seite)
*http://alternatezone.com/electronics/dsoamk3.htm (LPT 2MHz)
*http://www.geocities.com/lptscope/hw.html (LPT)
*http://www.nbb.cornell.edu/neurobio/land/STUDENTPROJ/1999to2000/gurnee/index.htm (Mini LCD+PC Anschluss, 2xAtmel 8515 + ADC)
*http://www.fpga4fun.com/digitalscope.html (200MHz)
*http://www.elexs.de/mikros/r8c15_2.htm (RS232 20 MHz 80KS)
*http://www.semis.demon.co.uk/Gameboy/DsoDemo/DsoDemo.htm GBDSO (Gameboy 1MS)
*http://www.avrfreaks.net/index.php?module=Freaks%20Academy&func=viewItem&item_id=428&item_type=project (Mini LCD)
*http://www.ixbat.de/index.php?page_id=92 (LA einfach)
*http://www.xess.com/projects/radjab_oscope.pdf (FPGA Beispiel Design)
*http://eletronicalivre.incubadora.fapesp.br/portal/english/oscilloscope/ (ISA Karte+Lazarus(Delphi), portugiesische Seite)
*http://alternatezone.com/electronics/pcla.htm (Logicanalyser,PLD)
*http://alternatezone.com/electronics/dsoamk3.htm (5MHz, 20MS LPT OHNE GAL,CPLD,FPGA!)
*http://www.cmccord.co.uk/FYP/final_report.htm (RS232, 4 Kanäle, PIC, +Hinweise für ähnliche Projekte)
*http://www.enetsystems.com/~lorenzo/scope/ (CPLD, italienisch)
*http://www.fpga4fun.com/digitalscope.html (100MHz 100MS, +gute Links)
*http://www.eix.co.uk/Ethernet/USB/ (500KHz, Simpel)

====kommerziell====
*http://www.jbtech.de (Liste)
*http://www.tiepie.nl (Handyscope)
*http://www.radioshack.com/graphics/uc/rsk/Support/ProductManuals/2200310_PM_EN.pdf ProbeScope
*http://po.labs.googlepages.com/usbosciloskop
*http://www.vellemanusa.com/us/enu/product/view/?id=350595 (Handgerät)
*http://www.vellemanusa.com/us/enu/product/view/?id=351206 (LPT)
*http://www.wuntronic.de/gage/85gc.htm (PCI,5GS)
*http://www.messtechnik-online.at/oszifox.html
*http://shop.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=15232 Cleverscope
*http://shop.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=15246 PCSU 1000
*http://www.pctestinstruments.com/deutsch/index.htm Logicanalyser, Test Generator(Sinus,Dreieck,Rechteck,Noise), Frequenzzähler, Spektrumanalysator, Logikanalysator

==Anforderungen==
*galvanische Trennung vom PC
*2 Kanäle mit freier Triggerwahl
*min. 10% Pretriggerspeicher
*Meßbereich ohne Teilertastkopf von +/-20V
*Kalibriert/testet sich selbst nach Aufbau.
* Interface zu Labview 6.1

==="Ich benutze mein Oszi für..."===
Du arbeitest bereits mit einem Oszi und genau das willst du natürlich auch mit diesem USB Oszilloskop alles tun:
==="Ich würde mein Oszi gerne dafür benutzen..."===
Du hast noch kein (geeignetes) Oszi für die folgenden Dinge:
*I²C analysieren ||
*SPI messen und protokollieren ||
*andere digitale Protokolle/Signalabläufe tracen (LCD,...) |||
*PC Bussysteme analysieren ||
*Linienverläufe als Vektorgrafik exportieren |
*komplette Ansteuer-/Messkurven durchfahren |
*Signalanalyse aller Art (Satelliten, Funk, ...) ||
*DDR Speichertiming debuggen |

==Wissen + Interessantes==
*http://www.cmccord.co.uk/FYP/final_report.htm (RS232, 4 Kanäle, PIC, +Hinweise für ähnliche Projekte)
*http://www.du.edu/~etuttle/electron/elect29.htm (Schaltungen für Oszi Funktionen)
*http://www.national.com/pf/AD/ADC081000.html (8-Bit, 1 GSPS A/D Converter)
*http://www.national.com/pf/AD/ADC08D1500.html (8-Bit, 1,5 GSPS A/D Converter)
*http://www.national.com/pf/AD/ADC083000.html (8-Bit, 3 GSPS A/D Converter)

E2V (former Atmel) Gigasample AD Converter
*http://www.e2v.com/products/ccd-and-cmos-imaging-and-semiconductors/broadband-data-converters.cfm

Maxim Gigasample AD Converter
*http://www.maxim-ic.com/products/data_converters/high_speed.cfm
===Bücher===
* "Meßdatenerfassung mit dem PC" 3-8007-1741-7: Veraltet (1986), Autor empfiehlt 8086, aber Grundlagen ganz gut dargestellt.

[[Category:Projekte|U]]
[[Category:USB]]
[[Category:Oszilloskope und Analyzer]]

433 MHz Funkübertragung

2009-11-20T13:17:06Z

83.64.208.18: /* \lambda/4 Antenne */

== Funkmodule ==

Maximale Sendeleistung üblicher Funkmodule: 10 mW. Bekannter Hersteller: Aurel (http://www.aurel.it), Bezugsquellen: Conrad und funkmodul.com. Sehr beliebt ist auch das [[RFM12]] von Pollin.

=== AM ===

Arbeiten mit On-Off-Keying, d.h. das HF-Signal wird zur Übertragung von 1/0 einfach an/abgeschaltet. Dies ist die einfachste (billigste) Lösung.

Statt AM wird dafür auch die Abkürzung ASK benutzt. Sie steht für "amplitude shift keying".

Dieses Verfahren wird gern in Funksteckdosen angewandt. Der Sender ist dabei ein Oszillator mit einem SAW-Resonator. Die Anschwingzeit liegt bei ca. 30µs.
Um diese Zeit wird ein "1"-Impuls verkürzt. Die Sendefrequenz hat eine Toleranz von ca. +/- 100 kHz. Ein Vorteil für den Batteriebetrieb besteht darin, dass der Sender nur beim Senden der Impulse Energie benötigt. In den Pausen ist der Sender abgeschaltet und spart Strom.
Der Empfänger ist als Pendelaudion aufgebaut. Dazu sind nur wenige Bauteile erforderlich. Die entstehende Störstrahlung erzwingt einen Mindestabstand von ca. 1 m zwischen zwei Empfängern.
Das Pendelaudion arbeitet als relativ breitbandiger Empfänger und verträgt sich deshalb gut mit dem SAW-Resonator, der relativ große Toleranzen der Sendefrequenz mit sich bringt.
Die Kombination beider Techniken bietet dann eine Reichweite von bis zu 30m innerhalb von Gebäuden, bzw. bis zu 300m außerhalb.

=== FM (FSK) ===

Teurer, und besser.

Besser bedeutet hier eine höhere Datenrate und eine größere Reichweite bei gleicher Sendeleistung. Der Bauteilaufwand und die Kosten sind jedoch größer als bei den einfachen AM-Baugruppen. Der Energiebedarf ist ebenfalls höher.

Der Grund liegt in der geringeren Bandbreite, auf die die Sendeenergie konzentriert wird. Der Sender arbeitet jedoch im Dauerbetrieb und benötigt deshalb zur Datenübertragung mehr Energie. Der Empfänger ist prinzipiell schmalbandiger und deshalb störunempfindlicher. Letztlich sorgt das für eine höhere Reichweite.

== Antennen und Antennenanpassung ==

=== <math>\lambda/4</math> Antenne ===
[[Bild:antenne_lambda4.jpg|thumb|128px|right|In der Praxis sieht diese z.B. so aus.]]

Die einfachste Antenne ist ein Draht der Länge <math>\lambda/4</math> (bei 433 MHz entspricht das 17 cm).
Zu beachten ist dabei, dass diese Antenne für eine optimale Wirkung eine leitfähige Grundfläche auf der die Antenne senkrecht steht, mit mindestens <math>\lambda/4</math> Radius benötigt. In der Praxis funktioniert die Antenne natürlich auch wenn weniger Fläche vorhanden ist, allerdings ist die Anpassung dann nicht ideal, was den Wirkungsgrad und somit die Reichweite beeinträchtigt.

=== <math>\lambda/4</math> Antenne aus Koaxkabel ===

[[Bild:Antenne kabel.jpg|thumb|128px|right|Um einen Gegenpol erweiterte <math>\lambda/4</math> Antenne.]]
Um diese für die Praxis meist zu große Grundplatte zu vermeiden, kann man eine einfache Antenne aus einem Stück Koaxkabel (z.B. RG58) bauen: Dazu isoliert man die obersten <math>\lambda/4</math> ab. Dies stellt die eigentliche <math>\lambda/4</math> Antenne dar. Die darunter liegende Abschirmung stellt den erforderlichen Gegenpol da. Da dieser eigentlich auch nur <math>\lambda/4</math> lang sein dürfte, ist diese Antenne nicht perfekt, stelle aber in der Praxis meist eine einfache, günstige und bessere Lösung dar, als eine <math>\lambda/4</math> Antenne mit viel zu kleiner Grundplatte. Zusätzlich hat man hier den Vorteil, dass die Zuleitung zur Antenne quasi schon integriert ist.

=== Planar Antenne ===

[[Bild:Antenne splatch.jpg|thumb|128px|right|Splatch Planar Antenne.]]
Eine weitere, sehr kompakte Lösung stellen Planar Antennen, wie hier auf dem Foto eine Splatch Antenne vom Hersteller LINX. Trotz der sehr kompakten Abmessungen erreichen diese Antennen ähnlich gute Werte wie eine <math>\lambda/4</math> Antenne. Ideal sind diese Antennen für die direkte Bestückung auf eine Platine. Dabei ist zu beachten, dass die Fläche unter der Antenne frei von leitfähigen Gegenständen ist. Die restliche Platine sollte aber eine Massefläche als Gegenpol haben. Auch freistehend ist diese Antenne eine kompakte Alternative zu <math>\lambda/4</math> Antennen.

=== Allgemeine Hinweise ===

Allgemeine Hinweise zur Anpassung, Vergleichstabellen verschiedener Antennenformen bei 433 MHz, ...:
* http://www.mikrocontroller.net/topic/41515
* http://www.mikrocontroller.net/topic/90702

== Codierung ==

Bei kurzen Reichweiten und geringen Datenraten kann man oft ohne Fehlerkorrektur auskommen. Um Fehler bei der Übertragung in gewissen Grenzen reparieren zu können verwendet man Kanalcodierung. Dabei wird in das Sendesignal Redundanz eingefügt, die am Empfänger zur Korrektur von Bitfehlern genutzt werden kann. Also: Nutzdatenrate wird kleiner, Zuverlässigkeit wird größer. Einfache und beliebte Codierungsverfahren sind z.B. BCH-Codes. Um darüber hinaus Fehler zuverlässig '''erkennen''' zu können, verwendet man eine Prüfsumme (z.B. [[CRC]]). Eine einfache Variante ist, die Übertragung einfach mehrmals zu wiederholen.

Durch lange Codes (>100 Bit für ein Datenbit) lassen sich auch mit billigen Funkmodulen große Reichweiten auf Kosten der Übertragungsrate erreichen, siehe Artikel [[Codierte Übertragung]].

[[Kategorie:Bauteile]]
[[Kategorie:Funk]]