Publié le 25 juillet 2015 - par

Oscilloscope et analyseur logique sur Raspberry Pi

vm205_250pxParmi les nouveautés récemment mises en ligne par TxRobotic, mon attention a été retenue par cette carte d’extension qui transforme un Raspberry Pi en oscilloscope et en analyseur logique.
Destinée (mécaniquement) à être montée sur un Raspberry Pi Model B, la carte VM205 transforme le RasPi en oscillo et en analyseur logique 10 voies.

Oscilloscope et analyseur logique sur Raspberry Pi

log_analyzer_updateTous les réglages de l’oscilloscope sont disponibles directement sur l’écran. Un simple clic suffit pour changer la sensibilité de l’entrée ou la vitesse de balayage. Le déclenchement est possible sur front montant ou descendant.

La carte VM205

vm205vm205_np1vm205_npLa carte possède les mêmes dimensions que le Raspberry Pi Model B et vient se connecter sur le port d’extension GPIO à 26 points.

Un connecteur placé sur le dessus de la carte donne accès aux entrées oscilloscope et analyseur logique.

Caractéristiques

Oscilloscope

  • fréquence d’échantillonnage max. : 1MS/s
  • bande passante de l’amplificateur d’entrée : 200kHz (-3dB)
  • mesures jusqu’à : 100kHz
  • impédance d’entrée : 100kohm // 20pF
  • tension d’entrée max. : 30Vp (CA + CC)
  • couplage d’entrée : CA+CC
  • résolution AD : 8 bits
  • durée d’enregistrement : 800 échantillons
  • modes de fonctionnement : Run, Single (continu, acquisition unique)
  • niveau de déclenchement réglable : sur 254 valeurs
  • plage de la base de temps : en 15 pas, de 5µs/division à 200ms/division
  • plage de la sensibilité d’entrée : en 6 pas, de 100mV/division à 5 V/division
  • sensibilité d’entrée : résolution de l’afficheur de 3mV
  • marqueurs pour le temps et la tension
  • affichage de fréquence (via des marqueurs)

Analyseur logique

  • nombre de canaux : 10
  • durée d’enregistrement : 10×800 échantillons
  • fréquence d’échantillonnage max.: 1MS/s
  • tension d’entrée max : 5VCC

VM205_fiche

Montage sur le Raspberry Pi

vm205_montagevm205_np2La carte est solidarisée au RasPi grâce à deux entretoises (fournies) et à des vis.

vm205_connexionLe connecteur (à droite de l’image ci-dessus) est fourni équipé de ses fils.

Programme

Le programme à installer sur le Raspberry Pi est disponible en téléchargement. Consultez le lien dans les Sources en bas de l’article pour vérifier si une nouvelle version existe.

vm205_src_pi_rev10 disponible en téléchargement sur framboise314.

La carte utilise le bus SPI, il faudra veiller à ce que celui-ci soit activé dans raspi-config.

Vous trouverez dans la documentation (page 5) les informations nécessaires pour interroger directement la carte depuis vos propres programmes et exploiter vous-même les données capturées !

 Combien ça coûte ?

La carte est disponible chez TxRobotic pour 45,90€

Conclusion

 Cette carte permet de disposer d’un oscilloscope à moindre coût. Cela peut vous intéresser si vous ne souhaitez pas investir dans un scope haut de gamme et réutiliser un ancien Raspberry Pi Model B que vous aviez mis sur la touche 😉 . Une seule voie et une bande passante limitée à 200 KHz permettent déjà un bon nombre d’interventions, en particulier dans le domaine de la BF et l’ensemble devrait permettre de réaliser un petit oscillo portable.

Sources

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

7 réflexions au sujet de « Oscilloscope et analyseur logique sur Raspberry Pi »

  1. Denis Brion

    J’espère que cet oscilloscope offre des réductions. En effet, pour un prix à peine supérieur, on trouve le minioscilloscope de gabotronics à 50US$ -disponible chez lextronic- http://www.gabotronics.com/development-boards/xmega-xprotolab.htm
    Il offre des fonctionnalités différentes :
    2Ms/s au lieu de 1;
    2 voies simultanées; analyse spectrale;
    générateur de formes d’ondes intégré -exploite le DMA de son processeur-
    est autonome (a son propre écran et ses propres boutons, sans passer par un écran externe -qui peut être cher, sur un RPi-
    Le choix d’une liaison série de gabotronics est un choix qui garantit la possibilité de connecter à tout ordinateur muni d’un écran -reserves avec le RPi- et d’une jonction série -via l’USB : le RPi n’a pas de problèmes a priori- . Le logiciel d’exploitation et de commande (remplace les boutons de la carte autonome) utilisant Qt est disponible dans le site suscité de gabotronics.

    Je suis en train de commettre un oscilloscope jouet, inspiré de balau pour la partie exploitation sous python des résultats , via matplotlib (utilisable sur PC + linux ou RPi, où il peut re porté mais est lent) et pyserial. La partie acquisition s’est inspirée de patolin http://patolin.com/blog/2013/05/16/stellaris-launchpad-y-energia-programando-un-cortex-m3-facilmente/ . Ceci est sur un Stellaris Launchpad à 20 E$, et me permet de découvrir progressivement la bibliothèque tivaware -Energia, clone d’Arduino, me permettant de gérer les morceaux lents tels que la communication avec le PC). j’aurai beaucoup de mal à atteindre un niveau de perfection aussi satisfaisant que celui de gabotronics (mais j’apprendrai beaucoup);: il peut échantillonner à 1MS/s, il me reste à apprendre comment échantillonner sur 2 voies synchronisées, à lui mettre un petit écran et une ergonomie décente (boutons ou PC) … A noter aussi que des autres arm-s STM32 peuvent être encore plus performants (3Ms/s, 3 voies simultanées IIRC) et encore moins chers dans cette fonction « osilloscope jouet »

    A noter que je vois un petit défaut qui rend difficile à transporter l’oscilloscope pour RPI de vellemann : l’absence de report de « bus » (connecteur à 40 broches non stackable) rend impossible de brancher un petit écran pas cher -type 9340, voire même Nokia 5110 – utilisant le SSI (en plus d’utiliser déjà le SSI…. d’où des risques de conflits évidents)…

    Répondre
      1. Denis Brion

        Bonjour François :
        Merci beaucoup pour le lien vers le protocole du Velleman, qui est simple.

        A priori, l’oscilloscope de gabotronics peut etre couplé par une jonction série au hub USB du RPI, ce qui lui évite de squatter tout un connecteur ( unique!) pour 4 fils + alim (sans prolongateur, dans le cas du Velleman) et ses données peuvent être exportées http://www.gabotronics.com/download/xscopes/xscopes-manual-fr.pdf pps 28- 32 / 44 (mais le protocole est bien plus compliqué que le protocole de Velleman) « lentement » à 115200 bauds, quand meme… Ce ne serait que 5 fois plus lent par rapport aux 500 kb/s de Velleman, si Velleman n’introduisait pas une temporisation de 20 ms entre chaque deversement d’une trame… (Velleman est beaucoup plus lent qu’il n’en a l’air pour des signaux frequemment échantillonnés)

        J’ai été un peu méchant avec l’oscilloscope de gabotronics : il peut aussi échantillonner 8 voies logiques (un port, ce qui est trivial à cloner et rapide dans une routine d’interruption), contre 10 pour Velleman (un port + quelques signaux de contrôle) Et surtout, il peut sérvir à espionner « sniffer » les protoicoles SPI, I2C et série … (IIRC, l’auteur s’est arrêter de rajouter des protocoles quand la mémoire de son microcontrôleur a été pleine….)

        D’un autre côté, je n’ai pas pris en compte que l’oscilloscope de Velleman est très vraisemblablement précédé d’un diviseur de tension, ce qui n’est pas le cas de celui de gabotronics -et peut poser des gros problèmes de durée de vie, à la charge de l’utilisateur-
        LEs prix sont à peu près les memes : gabotronics a besoin d’une broadbeard, d’une loupe en mode autonome pour les gens agés -peut envoyer des bitmaps de son écran minuscule vers un PC…- , d’un adaptateur USB série pour la jonction avec un PC ou une RPi ce qui le rend tout compte fait un peu plus cher que le Velleman (qui n’a besoin en plus que d’un écran, d’un clavier pour lancer X, d’un mulot pour gérer une ergonomie bien plus simple que les boutons de gabo, et on a même besoin d’un RPi).

        Le logiciel à l’interieur du gabotronics est libre (pour Velleman , « seule » la partie de traitement en free pascal sur le RPI est disponible), en C et assembleur -pour sa fft…-, ainsi que les schémas (il y a quand meme une petite protection, tant des voies logiques que du générateur de formes d’ondes, par un quadruple ampli op…) et on peut meme se servir du gabotronics comme système de développement (connection ICSP)… Il est un peu dommage que Velleman ne donne pas ses schémas, pour qu’on puisse les admirer… autant qu’on peut admirer ce qu’on peut faire tenir dans un petit 8 bits…

        J’avais écrit que les STM32Fx -interessants pour les oscilloscopes jouets- pouvaient échantillonner à 3 Ms/sec, sur deux voies : le STM32F3 -dont le kit de découverte est à 15 E$- peut échantillonner à 5 Ms/sec par voie (et on peut synchroniser 2 voies, pour qu’elles aient la meme entrée et échantillonnent avec un certain retard, arrivant à … 10Ms/s) Les deux gros problèmes , avec ces kits de développement, c’est qu’ils ne sont pas du tout pérennes et demandent de lire 1000 pages de documentation concise (contre 300 pour l’atmega328, et .. 4 fois rien pour l’Arduino -qui a l’air pérenne- )

        Répondre
  2. leo

    Sur le site Github VM205 on peut lire
    Development of this library has actually mostly been abandoned due to time restraints. The library could still use a lot of rework. Feel free to submit pull requests for new code or bugfixes.
    cela laisse penser que cet oscilloscope n offre pas un support perrenne et est donc de fait reserver a ceux qui peuvent « modifier » le code eux memes(changement de kernel ou librairies>?)
    Voir peut etre Biscope ou gabatronics comme indique ci dessus. le marche pour ce type de produits ne semble pas tres porteur on peut se poser des questions sur le support court moyen terme,
    leo

    Répondre
  3. Hakim

    Bonjour,

    Merci pour le tuto, j’ai l’impression que ce petit gadget va beaucoup de servir.
    Mais avant de l’acheter, j’ai quelques questions concernant son utilisation et son adaptation.
    donc ma première question est : peut-on l’adapter sur le RPi 2 model B? Après quelques recherche sur le net, je pense que c’est le seul modèle qui existe.
    le deuxième point concerne le coté programmation, d’après les recherches que j’ai mené, je pense qu’il est possible de s’en servir pour faire l’acquisition et l’échantillonnage des signaux, pourriez vous me confirmer que je peux faire cela en C++ en utilisant la bibliothèque wringpi.h?

    Je tiens à préciser que je suis débutant dans l’utilisation du raspberry et du langage C++.
    Bien cordialement
    Merci d’avance.

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour
      Mécaniquement la carte est prévue pour le Model B (2 fixations) qui ne conviennent pas pour le Pi2 4 trous et écartement différent)
      Pour le reste je n’ai pas testé cette carte personnellement. C’est un article d’information sur l’existence de la carte. Je ne peux pas faire des tests sur tout ce qui sort 🙁
      Voyez également le commentaire de Léo ci-dessus…
      Essayez de contacter TXRobotic pour avoir ces infos SVP
      Cordialement
      François

      Répondre

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