Flea-Scope: ออสซิลโลสโคป USB และลอจิกอะนาไลเซอร์แบบโอเพนซอร์สราคา 18 ดอลลาร์ [PDF]
(rtestardi.github.io)- อุปกรณ์นี้รวมออสซิลโลสโคป 18 Msps, ลอจิกอะนาไลเซอร์สัญญาณผสม และตัวกำเนิดสัญญาณในตัวไว้บนบอร์ดเดียว ในราคา 18 ดอลลาร์ ตามราคาของ Elecrow ใช้เป็นเครื่องมือวัดราคาประหยัดสำหรับงานทดลองและการศึกษาได้
- ควบคุมผ่าน WebUSB/Web Serial บนเบราว์เซอร์ที่ใช้ Chromium โดยไม่ต้องมีแอปแยก และทดสอบแล้วบน Windows, macOS, Linux, ChromeOS และ Android
- อินพุตแอนะล็อกใช้ ADC 12-bit ให้ sampling สูงสุด 18 Msps และแบนด์วิดท์ใช้งานได้ราว 4 MHz ส่วนอินพุตดิจิทัล 9 ช่องจะถูก sample พร้อมกับอินพุตแอนะล็อก
- เว็บ UI จัดการ trigger, delayed capture, การวัด และการ calibration ได้ โดย waveform ที่ใช้ DAC ส่งออกได้สูงสุด 40 kHz และ square wave ส่งออกได้สูงสุด 4 MHz
- เพื่อให้ราคาต่ำ จึงอาศัยชิ้นส่วนที่ไม่แม่นยำสูงและการ calibration ทำให้มีข้อจำกัดด้านความแม่นยำของแรงดัน, noise, AC coupling, USB ground และความเข้ากันได้กับเบราว์เซอร์มือถือบางรุ่น
องค์ประกอบพื้นฐานของบอร์ดเครื่องมือวัด USB ราคา 18 ดอลลาร์
- Flea-Scope เป็นบอร์ดราคาประหยัดที่รวม USB oscilloscope, ลอจิกอะนาไลเซอร์สัญญาณผสม และตัวกำเนิด waveform ในตัว
- ราคาที่ระบุไว้คือ 18 ดอลลาร์ ตาม Elecrow
- การควบคุมทำผ่านเว็บเพจ ไม่ใช่การติดตั้งแอปแยก
- ใช้ WebUSB API หรือ Web Serial API บนเบราว์เซอร์ที่ใช้ Chromium
- รองรับการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ แท็บเล็ต และโทรศัพท์มือถือ
- ผู้ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์ด้วยสายข้อมูล micro-USB จากนั้นเปิด
flea-scope.htmlแล้วเลือกอุปกรณ์ USB หรือ serial port ที่Start Connect - บน Ubuntu Linux ต้องรัน
sudo adduser user dialout,sudo adduser root dialoutแล้วออกจากระบบก่อนใช้งาน
สเปกฮาร์ดแวร์เครื่องมือวัด
- อินพุตแอนะล็อกมี 1 ช่อง และรองรับการ sampling สูงสุด 18 Msps ด้วย ADC 12-bit
- แบนด์วิดท์แอนะล็อกที่ใช้งานได้ราว 4 MHz
- มีคอนเนกเตอร์ BNC ขนาดเต็ม
- input impedance คือ 1 Mohm, 14 pF
- เมื่อใช้โพรบ x1: -6V~+6V, ความละเอียด 10 mV
- เมื่อใช้โพรบ x10: -60V~+60V, ความละเอียด 100 mV
- รองรับ DC coupling หรือ digital AC coupling
- อินพุตลอจิกอะนาไลเซอร์ดิจิทัลมี 9 ช่อง และถูก sample พร้อมกับอินพุตแอนะล็อก
- เข้ากันได้กับระดับลอจิก 3.3V หรือ 5V
- โหมด trigger รองรับ auto, level, rise, fall
- ช่วง delayed trigger/capture คือ 0us~1s
- สามารถใช้ขา
trigger outเพื่อให้ Flea-Scope หลายตัวทำงานร่วมกันและจัดการช่องสัญญาณได้มากขึ้น
- เป้าหมายความแม่นยำทั้งแรงดันและ timing อยู่ที่ระดับ 2%
- ขนาดบอร์ดคือ 1" x 3" หรือ 2.54cm x 7.62cm
การสร้าง waveform และการวัดผ่านเว็บ UI
- เอาต์พุต waveform ทดสอบทำงานได้สองแบบ
- arbitrary waveform ที่ใช้ DAC สามารถสร้าง sine, triangle, ekg waveform ได้สูงสุด 40 kHz
- square wave สร้างได้สูงสุด 4 MHz
- waveform ที่ใช้ DAC จะวนซ้ำ 100 จุด ต่อหนึ่งคาบ
- ที่ arbitrary waveform 40 kHz นั้น DAC จะสร้างจุดด้วยความเร็ว 4 Msps
- ในสถานะเริ่มต้น ขา
wave outจะส่งออก sine wave 1 kHz - เว็บ UI มีพื้นที่แสดงผลแอนะล็อกและพื้นที่แสดงผลดิจิทัล
- แสดงค่าเฉลี่ย, peak-to-peak และแรงดัน RMS
- ฟังก์ชัน
measureใช้วัดเวลา·แรงดันของจุดเดียว หรือความต่างเวลา·ความต่างแรงดัน·ความถี่ระหว่างสองจุดได้
- ปุ่ม
pause,resume,singleใช้หยุดการ capture ซ้ำ หรือทำ single trigger capture
Trigger และสเกลเวลา·แรงดัน
- สเกลแนวนอนตั้งได้ในช่วง 0.5us/div~100ms/div
- พื้นที่แสดงผลทั้งหมดประกอบด้วย 10 division
- capture sample ประมาณ 1000 จุดจากซ้ายไปขวาของหน้าจอ และ capture sample เพิ่มอีกประมาณ 1000 จุดนอกด้านขวา ซึ่งดูได้ด้วยการเลื่อน
- ในช่วงสเกลแนวนอนที่เร็วที่สุดคือ 2.5us/div หรือต่ำกว่า จะแสดง sample ที่ capture แบบขยายในแนวนอน
- ในกรณีนี้จำนวน sample ที่เห็นต่อ division อาจอยู่ที่ประมาณ 50, 20 หรือ 10 จุด แทนที่จะเป็นประมาณ 100 จุด
- trigger แอนะล็อกทำงานด้วยการผสมผสานระหว่างเส้นแรงดันที่กำหนดกับโหมด
auto,level,rise,fallautoจะ trigger อัตโนมัติหากไม่มี trigger ภายใน 100ms เพื่อไม่ให้หน้าจอว่างriseและfallทำงานตามการเปลี่ยนระดับแรงดันหลังผ่าน digital filtering 3 sample
- trigger ดิจิทัลใช้โดยตั้งค่าบิต
b0~b8เป็น0,1หรือ don't care- ปุ่ม
clearจะคืนค่าบิต trigger ดิจิทัลทั้งหมดเป็น don't care และกลับไปใช้ trigger แอนะล็อก
- ปุ่ม
- delayed capture จะรอเป็นเวลาที่กำหนดหลัง trigger แล้วจึง capture sample
- เวลาระบุเป็นมิลลิวินาทีด้วย suffix
mและเป็นไมโครวินาทีด้วย suffixu - delay สูงสุดคือ 1 วินาที
- เวลาระบุเป็นมิลลิวินาทีด้วย suffix
การ calibration และช่วงอินพุต
- ก่อนใช้งานต้อง calibrate Flea-Scope และโพรบ
- โหมดโพรบ x1 และ x10 มีค่าการ calibration แยกกัน
- ค่าการ calibration จะถูกบันทึกถาวรใน MCU flash
- หากใช้คำสั่ง
newหรือclear flashค่าการ calibration จะถูกลบ
- การ calibration ทำโดยเชื่อมต่อ 0V และ 3.3V ตามลำดับ แล้วกด
cal_zero,cal_3v3- ต้องทำซ้ำในโหมด x1 และโหมด x10 แยกกัน
- การชดเชยโพรบ x10 สามารถปรับโดยใช้เอาต์พุต square wave 1 kHz ของ Flea-Scope
- โหมดสัญญาณเลือกได้ระหว่าง unipolar, bipolar และ digital AC coupling
- ค่าเริ่มต้นคือ unipolar ซึ่งแสดงแรงดันบวกเทียบกับ USB ground
acแสดงสัญญาณโดยอ้างอิงจากแรงดันเฉลี่ยแบบดิจิทัล
- สเกลแนวตั้งค่าเริ่มต้นคือ 0V~3.3V และเลือกช่วง full scale 0.5V~6.6V ได้ใน UI
- การลดช่วงแสดงผลแนวตั้งไม่ได้เพิ่มความละเอียดของการ capture แอนะล็อก
- ในช่วงแสดงผล 0.33V หรือต่ำกว่า จะแสดง sample ที่ capture แบบขยายในแนวตั้ง
ข้อจำกัดและข้อควรระวังของการออกแบบราคาประหยัด
- Flea-Scope มีเป้าหมายเป็นอุปกรณ์ราคาถูกและ “ดีพอ” จึงอาศัย ชิ้นส่วนที่ไม่แม่นยำสูง และการ calibration
- ADC ทำงานในโหมด 12-bit และมีช่วงแรงดันอินพุตเพียงช่วงเดียว
- ความละเอียดแนวตั้งตามทฤษฎีอยู่ที่ประมาณ 4 mV
- noise floor อยู่ที่ประมาณ +/-10~15 mV
- หากต้องใช้ AC coupling จริง หรือ DC offset เกินช่วงอินพุตของ ADC สามารถทำได้ด้วย ตัวเก็บประจุ 0.1uF ภายนอก
- trigger delay ต่ำกว่า 1us
- หากใช้พีซีปลั๊ก 3 ขาแบบเก่า หรือกังวลเรื่อง ground loop แนะนำให้ใช้ full-speed USB isolator เพื่อแยกสาย ground ของโพรบออสซิลโลสโคปออกจาก PC ground
- arbitrary waveform generator ที่ใช้ DAC อาจเกิด noise โดยเฉพาะที่ความถี่สูง เนื่องจากความเร็ว conversion 1 Msps และไม่มี double-buffer
แบนด์วิดท์และความเข้ากันได้กับแพลตฟอร์ม
- ในการทดสอบ square wave 1 MHz แสดง signal fidelity ในระดับที่คาดหวังได้สำหรับออสซิลโลสโคป sampling 18 Msps
- ในการทดสอบ 4 MHz แม้จะยังสูงกว่า cutoff แบนด์วิดท์แอนะล็อกทั่วไปของออสซิลโลสโคปที่ -3 dB, 70.7% แต่ข้อจำกัด Nyquist จำกัด signal fidelity
- ทดสอบแล้วบน Windows, macOS, Linux, ChromeOS และ Android
- เบราว์เซอร์ที่ทดสอบคือ Google Chrome และ Microsoft Edge
- บน macOS หากเลือก Web Serial แทน WebUSB ในเว็บเพจ
manualอาจได้ประสิทธิภาพดีกว่า
- ข้อมูล WebUSB และ Web Serial ดูได้ที่ WebUSB และ Web Serial ตามลำดับ
- iPhone และ iPad ยังใช้งานกับ Flea-Scope ไม่ได้ เพราะไม่ได้เปิดเผยอุปกรณ์ USB ให้ WebUSB หรือ Web Serial ผ่าน JavaScript ในเบราว์เซอร์
- โทรศัพท์ Samsung บางรุ่นยึดอุปกรณ์ USB ไว้ด้วย serial driver แต่หลังจากนั้นไม่ได้เปิดเผยให้เบราว์เซอร์ผ่าน Web Serial ทำให้ JavaScript เข้าถึงไม่ได้
- ใน firmware v2.27j สามารถบังคับให้เปิดเผย non-CDC/ACM USB endpoint ได้โดยต่อขา
a0ลง ground ตอนจ่ายไฟ - จากนั้นใช้วิธีเลี่ยงโดยคลิก
USBแทนCommในเว็บเพจmanual
- ใน firmware v2.27j สามารถบังคับให้เปิดเผย non-CDC/ACM USB endpoint ได้โดยต่อขา
Deep Dive Interactive Mode และการโปรแกรมใหม่
- หากเปิด
stickos-basic.htmlแทนflea-scope.htmlจะเชื่อมต่อโดยตรงเข้ากับสภาพแวดล้อม StickOS BASIC ที่รันอยู่บน MCU ผ่าน terminal- เนื่องจากเปิด Flea-Scope ได้เพียงเว็บเพจเดียวในเวลาเดียวกัน จึงต้องปิดหน้าต่าง
flea-scope.htmlเดิมก่อน
- เนื่องจากเปิด Flea-Scope ได้เพียงเว็บเพจเดียวในเวลาเดียวกัน จึงต้องปิดหน้าต่าง
- StickOS BASIC เป็นสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมแบบ interactive ภายใน MCU
- รวม program editor, compiler แบบ line-by-line, interactive debugger, edit-and-continue, performance profiler และ flash filesystem
- MCU คือ 120 MHz PIC32MK0512GPK064
- ประสิทธิภาพ BASIC อยู่ที่ระดับ 150,000 บรรทัดต่อวินาที
- ใน deep-dive interactive mode สามารถตั้งค่าขา I/O อเนกประสงค์ 18 ขาแบบ interactive ได้
- digital input/output
- analog input/output PWM
- frequency output
- servo output PWM
- I2C master
- SPI master
- UART input/output
- ใช้คำสั่ง
hostname hostnameเพื่อตั้งชื่อสำหรับแยกแยะ Flea-Scope หลายตัวบน USB และเว็บ UI- หลังเปลี่ยน hostname ต้องรีเซ็ตด้วยปุ่ม MCLR
- หากใช้คอนเนกเตอร์ ICSP 6 พิน จะสามารถโปรแกรมบอร์ดใหม่โดยตรงด้วยภาษา C ผ่าน Microchip Pickit 3, Pickit 4, Snap programmer และ MPLAB X
- เริ่มต้นได้จาก GitHub repository
hello - หลังทำงานเสร็จ สามารถกลับมาใช้ firmware ของ Flea-Scope ได้ด้วย
board/pic32.X.27*.production.hexใน repository StickOS2
- เริ่มต้นได้จาก GitHub repository
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
ถ้าคิดจากราคาแล้ว อุปกรณ์เล็ก ๆ ชิ้นนี้ยอดเยี่ยมมาก
คิดว่าควรแก้ชื่อโพสต์ให้สื่อถึงความสามารถ ฟังก์ชัน/เครื่องกำเนิดรูปคลื่น ด้วย ไม่ใช่แค่ “More” เฉย ๆ
เลยดูเหมือนว่าความคิดเห็นส่วนใหญ่จะโฟกัสแค่ส่วนออสซิลโลสโคป
ถ้าใครเคยทำงานอิเล็กทรอนิกส์มาบ้างก็น่าจะรู้ว่าโต๊ะทำงานทั่วไปมักประกอบด้วยออสซิลโลสโคป, ลอจิกอะนาไลเซอร์, เครื่องกำเนิดรูปคลื่น, ดิจิทัลมัลติมิเตอร์ และมักมีแหล่งจ่ายไฟ DC 12V
ไฮบริด signal scope/generator ราคา 18 ดอลลาร์ตัวนี้ดูเหมือนจะทำหน้าที่ส่วนใหญ่เหล่านี้ได้ และข้อดีมากอีกอย่างคือทุกอย่างรวมอยู่ในเครื่องเดียว เลยไม่ต้องมาปรับซิงก์แยกกัน
ถ้าจัดเป็นอุปกรณ์แยกชิ้นแบบโต๊ะทำงานอิเล็กทรอนิกส์ยุคเก่าของ HP/Agilent/Keysight ก็หมดเงินได้ง่าย ๆ หลายหมื่นดอลลาร์
แบบสมัยใหม่ก็มี Digilent Discovery Pro ซีรีส์ 3000/4000/5000 ที่อธิบายว่าเป็น “All-In-One High-Speed Mixed Signal Oscilloscope, Function Generator, Power Supply, and DMM” และราคาก็อยู่ระดับหลายพันดอลลาร์
ส่วน Digilent Discovery ซีรีส์ 1/2/3 ที่ถูกกว่าก็ยังประมาณ 400 ดอลลาร์ แต่แบนด์วิดท์และทรัพยากรค่อนข้างจำกัด จึงน่าเอามาเทียบกับ Flea-Scope มากกว่า
[1] Digilent Analog Discovery 3 vs. Digilent Pro ADP2230 [video]:
https://youtu.be/yr9SGxiBAnI
อุปกรณ์นี้มีความสามารถที่ทั้งแปลก น่าสนใจ และมีประโยชน์หลายอย่าง จนมีจุดเด่นที่อยากใส่ในชื่อเยอะเกินไป
แก้ไข: เสียดายที่ตอนนี้ดูเหมือนจะเปลี่ยนชื่อโพสต์ไม่ได้แล้ว
ผมมาเอง
มีคอมเมนต์หนึ่งด้านล่างที่ค่อนข้างทำให้เข้าใจผิดอยู่บ้าง มันไม่ใช่ 100Msps แต่เป็น 18Msps ดังนั้นถ้าจะเอาความเที่ยงตรงพอเหมาะ ก็ถือว่าเหมาะกับสัญญาณราว 1MHz หรือต่ำกว่า
ใช้ PIC32 ไม่ใช่ STM32 และ ADC เป็น 12 บิต แต่เพราะ noise floor ทำให้ในการใช้งานจริงใกล้เคียง 10~11 บิตมากกว่า
ถึงอย่างนั้น การที่ทำ digital capture และสร้างรูปคลื่นได้พร้อมกันก็ยังเจ๋งอยู่ แต่โดยรวมแล้วมันเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างเรียบง่าย
เป้าหมายคืออยากให้ทุกโต๊ะในห้องเรียนที่มีคอมพิวเตอร์หรือแท็บเล็ตหรือ Chromebook อยู่แล้ว มีอุปกรณ์นี้วางไว้และ “ใช้งานได้เลย”
สิ่งที่ผมชอบที่สุดคือ การเข้าถึงผ่าน JavaScript ใช้แค่หน้าเว็บก็พอ ไม่ต้องติดตั้งซอฟต์แวร์หรือพึ่ง app store
ถ้าอยากลงลึกกับการทดลองในชั้นเรียนมากขึ้น ก็สามารถใช้หน้าเว็บ “deep dive” แยกต่างหากที่มี UI แบบบรรทัดคำสั่ง ล็อกอินแบบโต้ตอบได้ และควบคุมทุกพินด้วยการเขียนโปรแกรมผ่าน BASIC
ยังตั้งค่าให้บอร์ดรันโปรแกรม BASIC อัตโนมัติเมื่อเปิดเครื่องได้ด้วย
ใช้สวิตช์ 4 ตัว, LED 4 ดวง, buzzer และโค้ดราว 100 บรรทัด ก็ทำเกม “Simon” ได้ และถ้าใช้ thermocouple, op-amp และ solid-state relay ก็ทำตัวควบคุมอุณหภูมิเตาปิ้งสำหรับรีโฟลว์บัดกรีได้ด้วย ซึ่งต้นแบบก็ทำแบบนั้นจริง
ข้อดีคือฝั่งโฮสต์ยังได้การเข้าถึงผ่าน JavaScript แบบฟรี ๆ อยู่เหมือนเดิม และ BASIC ก็สื่อสารกับคอมพิวเตอร์โฮสต์ได้โดยตรง เช่น สั่งรัน Python หรือ PowerShell ได้
ตัวอย่างอยู่ที่นี่: https://rtestardi.github.io/pages/
งานด้านยานยนต์ก็น่าสนุกเหมือนกัน Flea-Scope ทำให้หยิบแค่มือถือหรือแท็บเล็ตขึ้นมาวัดเซ็นเซอร์เพลาข้อเหวี่ยงได้ง่าย ถ้าไม่มี ก็ต้องดูแค่ผังวินิจฉัยแล้วเดาเปลี่ยนอะไหล่
ใบอนุญาตทั้งหมดเป็นโอเพนซอร์ส ทุกคนสามารถทำซ้ำและขายได้
BASIC ภายในมีสิทธิบัตร แต่ซอฟต์แวร์บิลด์ที่ผมสร้าง ทดสอบ และปล่อยออกมานั้นมีไลเซนส์ถาวร
ตามทฤษฎีแล้วจะทำสโคปโดยไม่มี BASIC ก็ได้ มันไม่จำเป็น ยกเว้นตอนใช้บอร์ดในโหมด “deep dive” สำหรับโปรแกรมด้วย BASIC
ถ้าสนใจ ผมเคยคิดคอนเซปต์ Mosquito-Scope ไว้เหมือนกัน เป็นอุปกรณ์ที่ยังอิง dsPIC33A ซึ่งใหม่มาก มี 2 แชนเนลและเลือก input gain ได้ เพื่อจัดการกับสัญญาณระดับต่ำกว่ามิลลิโวลต์ โดย dsPIC33A จริง ๆ แล้วทั้งถูกและเร็วกว่า PIC32MK
-- Rich
แต่มีเงื่อนไขว่าควรปรับปรุงอินเทอร์เฟซให้จัดการหลายสโคปพร้อมกันได้ดีขึ้นสักหน่อย
แบบนั้นจะรักษาฟอร์มแฟกเตอร์ขนาดเล็กไว้ได้และหลีกเลี่ยงการประนีประนอมด้านการออกแบบด้วย
เห็นได้ชัดว่าคิดเรื่ององค์ประกอบที่จำเป็นต่อความสำเร็จไว้เยอะมาก
ไม่มีอะไรทดแทนการที่นักเรียนแต่ละคนมีสภาพแวดล้อมทดลองของตัวเองได้ดีเท่า
ตอนที่ผมได้ใช้ออสซิลโลสโคปครั้งแรก ทั้งห้องต้องแชร์สโคป Tek 7k ซีรีส์ตัวมหึมาที่ถือว่าหรูที่สุดในยุคนั้นอยู่เครื่องเดียว เราได้เรียนพื้นฐานก็จริง แต่กว่าจะใช้มันได้อย่างเป็นประโยชน์จริง ๆ ก็ตอนที่ผมมีสโคปของตัวเองซึ่งความสามารถน้อยกว่ามาก
อนึ่ง ถ้าคุณเพิ่งมาอยู่ที่นี่ ขอแจ้งไว้ก่อนว่าในที่นี้เวลาใครโพสต์อะไรแนว “ฉันสร้างสิ่งนี้ขึ้นมา” ก็มักจะมีคอมเมนต์แบบจับปัญหาเล็กน้อยมาขยายเป็นข้อผิดพลาดใหญ่ บอกว่าถ้าเป็นตัวเองจะทำได้ดีกว่ามาก หรือถามว่าซื้อของถูกกว่าจาก Alibaba ได้แล้วจะสร้างเองทำไม
แน่นอนว่าจะต้องมีคนบอกด้วยว่าควรเขียนด้วย Rust ซึ่งก็ไม่ต้องไปสนใจมัน
พอใจกับlogic analyzerตัวนี้ที่ซื้อจาก Amazon ในราคาประมาณ 13 ดอลลาร์ซึ่งใกล้เคียงกัน
จ่ายค่าหัววัดมากกว่าตัว analyzer เสียอีก หัววัดราคา 24 ดอลลาร์ ;-)
ใช้ SigRock/PulseView ในการรัน และมันถูกมองว่าเป็นโคลนที่เข้ากันได้
น่าทึ่งที่ของราคาถูกขนาดนี้สามารถดูสัญญาณที่มีความกว้างระดับหลายสิบ นาโนวินาทีได้
[1] https://www.amazon.com/dp/B077LSG5P2
[2] https://www.amazon.com/dp/B0CLB63GL3
[3] https://sigrok.org/wiki/PulseView
มันหลุดการเชื่อมต่อบ่อย และยังมีปัญหากับการ enumerate อุปกรณ์ด้วย ยังไม่ได้ลอง sigrok
ถ้ายกและดึงหลาย GPIO pin ขึ้นลงก่อนและหลังช่วงสำคัญของโค้ด ก็สามารถดูผลลัพธ์ใน SigRock ได้
เวลาใช้ USB oscilloscope ต้องระวังเรื่องground loop
USB scope ราคาถูกส่วนใหญ่แชร์กราวด์กับ PC ผ่านพอร์ต USB
ถ้าวัดวงจรแรงดันสูง เช่น ไฟบ้านหรือ switching power supply อาจเกิดความต่างศักย์ที่อันตราย ทำให้คอมพิวเตอร์เสียหายหรือแย่กว่านั้น
บาง scope มีอินพุตแบบแยกฉนวน แต่ถ้าไม่มี ก็ควรใช้ differential probe หรือ isolation transformer
ไม่อย่างนั้นคุณอาจได้ไปดีบัก USB controller ที่ไหม้ในโน้ตบุ๊กแทนที่จะดีบักวงจร
ถึงขั้นเห็นควันออกมาจากช่องระบายอากาศช่องหนึ่ง แต่คอมพิวเตอร์ส่วนที่เหลือรอด
ให้ความรู้สึกเหมือนเวทมนตร์
เอาไว้เทียบกัน USB scope ราคา 2 ดอลลาร์หน้าตาแบบนี้ รองรับ 800ksps และมีช่วงแรงดัน 2 ช่วง: https://files.catbox.moe/0t0dq3.jpg
โปรเจ็กต์แบบนี้คงเหมือนผู้กอบกู้เมื่อ 20~30 ปีก่อน ตอนที่แม้แต่ออสซิลโลสโคปพื้นฐานยังแพงพอๆ กับรถมือสองคันหนึ่ง
ทุกวันนี้ออสซิลโลสโคปที่ดีพอสมควรพร้อมแบนด์วิดท์ 200MHz, อินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ดี, และจอแสดงผลที่ตอบสนองไว ขายกันที่ 300 ดอลลาร์ อย่างพวก Siglent, Rigol, UNI-T
เพราะงั้นข้อดีของการลงมือทำของที่ด้อยกว่ามากด้วยตัวเองจึงไม่ได้มากเท่าเมื่อก่อน
ออสซิลโลสโคปเป็นอุปกรณ์ที่ใช้แก้ปัญหาให้กับงานออกแบบอื่นทั้งหมด จึงควรเป็นของที่เชื่อถือได้ ใช้ง่าย และแม่นยำ
แน่นอนว่าการทำแล้วปล่อยเป็นโปรเจ็กต์สนุกๆ แบบสายกี๊กก็ยังมีคุณค่า แค่ควรเป็นหลังจากที่มีออสซิลโลสโคปจริงๆอยู่แล้ว
ถ้าคุณเพิ่งเริ่มสะสมอุปกรณ์ ก็ควรยอมจ่ายเพิ่มเพื่อตัวเองหน่อย อุปกรณ์อย่างอื่นไม่ได้สำคัญถึงตายเท่านี้
300 ดอลลาร์ถือว่าสูงพอสมควรเมื่อเทียบกับค่าแรงขั้นต่ำทั่วโลก[1] และในประเทศอย่างของผม ราคามีโอกาสเพิ่มเป็นสองเท่าได้ด้วยซ้ำ
ยิ่งไปกว่านั้น คนที่น่าจะใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์นี้ได้ดีจริงๆ เช่น นักเรียนมัธยม มักมีเงินใช้จ่ายน้อยกว่านั้นมาก
และยิ่งเป็นเช่นนั้นเมื่อคิดถึงผลพลอยได้จากการลงมือสร้างเองและเรียนรู้ว่ามันทำงานอย่างไร
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_minimum_wage
ถ้ายังไม่รู้แน่ชัดว่าจะเอาไปใช้อะไร ผมคงไม่จ่าย 300 ดอลลาร์ แต่ 20 ดอลลาร์นั้นง่าย และ 2 ดอลลาร์ก็เป็นการซื้อแบบหุนหันได้เลย
มันมี 12-bit ADC front-end, หน้าจอสัมผัสที่ใช้งานได้จริง, และการควบคุมระยะไกลที่ง่ายมากผ่านการเชื่อมต่อเครือข่าย เพียงแต่การดู IP address ด้วยหน้าจอสัมผัสอย่างเดียวค่อนข้างยุ่งยากนิดหน่อย
ใช้ไฟเข้าผ่าน USB-C จึงสามารถรันจาก power bank ได้ถ้าต้องการ
มี decoder สำคัญอย่าง I2C, SPI, UART ให้มาในตัวฟรีทั้งหมด
รองรับ VESA mount ทำให้ผมติดมันกับแขนจับจอและได้พื้นที่โต๊ะคืนมา ซึ่งดีมากจริงๆ
และยังแฮ็กรุ่นล่างรุ่นหนึ่งให้อัปเกรดเป็นรุ่น 250MHz ได้ง่ายมากด้วย :D
ผมมองว่ากำแพงการเริ่มต้นต่ำคือองค์ประกอบหลักของเป้าหมายนั้นในแทบทุกมิติ
[0]: https://www.youtube.com/watch?v=sbRXDkHS_V0
ถ้าเป็นคนทำงานสายอาชีพคอปกขาวในสหรัฐฯ ก็อาจใช่
แต่สำหรับคนส่วนใหญ่ของโลก ความต่างระหว่าง300 ดอลลาร์กับ 18 ดอลลาร์นั้นใหญ่มาก
แก้ไข: ใบอนุญาตประกอบด้วย ARR, public domain และ MIT
https://github.com/rtestardi/StickOS2/blob/main/license.txt
https://github.com/rtestardi/usbte/blob/master/LICENSE
การเรียกสิ่งนี้ว่า FOSS นั้นไม่ถูกต้องโดยสิ้นเชิง
บางส่วนเป็นสงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด บางส่วนเป็น public domain และบางส่วนใช้ได้เฉพาะแบบไม่ใช่เชิงพาณิชย์
public domain ไม่ใช่โอเพนซอร์ส และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ใช่ free ในความหมายของเสรี
ข้อจำกัดการใช้งานเชิงพาณิชย์ก็ไม่ใช่ซอฟต์แวร์เสรีเช่นกัน
อย่างดีที่สุด โปรเจ็กต์นี้อาจเรียกได้ว่าเป็นการเปิดเผยซอร์สเพียงบางส่วน (source-available)
สามารถแนะนำอุปกรณ์นี้ให้กับคนที่เพิ่งเริ่มเรียนอิเล็กทรอนิกส์ได้
ฉันได้มาหนึ่งตัวจาก Hackerbox 102[1] และคิดว่ามันคุ้มค่าดีเมื่อเทียบราคากับแบนด์วิดท์
เวลาคุยกับเพื่อนวิศวกรก็ได้ปฏิกิริยาตามคาดแบบ “ก็มันเป็นแค่ของเล่นนี่นา” และแน่นอนว่ามันมีข้อจำกัดเยอะ
แต่ถึงจะมีข้อจำกัด ก็ยังมีโอกาสมากมายในการสอนหัวข้ออย่าง อิเล็กทรอนิกส์แอนะล็อก ที่การได้เห็นสัญญาณด้วยตาตัวเองคือวิธีเรียนรู้ที่ดีที่สุด
คนที่เริ่มต้นใหม่ ๆ มักยังไม่รู้ด้วยซ้ำว่าทำไมถึงต้องมีออสซิลโลสโคป ดังนั้นนี่จึงเป็นวิธีที่ค่อนข้างดีในการแนะนำเครื่องมือนี้โดยไม่ทำให้ต้องเจอกับเส้นโค้งการเรียนรู้ที่สูงจากฟีเจอร์ที่ยังไม่ได้ใช้ในปีแรกของการเรียน :-)
ต่อให้ภายหลังจะไปเลือกอุปกรณ์ตั้งโต๊ะชั้นดีสักตัว อย่างน้อยก็จะไม่ใช่ในสภาพที่ไม่รู้เลยว่าฟังก์ชันของออสซิลโลสโคปทำอะไร
เพราะงั้นถ้าราคา 20 ดอลลาร์ ฉันมองว่าคุ้มค่า และก็เคยแนะนำให้คนที่เพิ่งเริ่มเรียนอะไรแบบนี้อยู่เสมอ
[1] https://hackerboxes.com/collections/past-hackerboxes/products/hackerbox-0102-flea-scope และคู่มือทดลอง https://www.instructables.com/HackerBox-0102-Flea-Scope/
นึกถึง EspoTek Labrador ที่อยู่ในช่วงราคาใกล้เคียงกัน
https://espotek.com/labrador/
สถาปัตยกรรมไฮบริด FPGA/MCU สำหรับ USB streaming ของ Flea-Scope ดูฉลาดดี วิธีใช้ FPGA pipelining จัดการการจับสัญญาณที่ 100MS/s แล้วให้ STM32 รับหน้าที่แปลงโปรโตคอล ดูคุ้มต้นทุนดี
แต่ความละเอียด ADC 8 บิตและการไม่มีวงจรป้องกันอินพุต ทำให้สัญญาณที่ไม่ถูกลดทอนมีความเสี่ยงเมื่อเทียบกับ front-end 1MΩ//20pF และการหนีบแรงดันเกินของ Rigol
เครื่องมือวิเคราะห์ด้วย Python ที่ใช้ NumPy/SciPy แทน DSP ในตัวสำหรับ FFT เป็นการแบ่งภาระทรัพยากรที่เท่มาก และดูเหมือนว่าอีกไม่นานคงได้เห็น Jupyter ด้วย
นอกจากนี้ก็ไม่ได้ใกล้ 100Msps เลย แต่มีแค่ 18Msps เท่านั้น และสเปกระบุว่าเป็น 12 บิต
เลยสงสัยว่าคอมเมนต์นี้เขียนด้วยความช่วยเหลือจาก AI หรือกำลังพูดถึงอุปกรณ์อีกตัวอยู่กันแน่