Oscyloskop w pracowni robotyka [1/3]

W ramach odpowiedzi na często pojawiające się w mailach pytania, postanowiłem raz na zawsze podsumować moje dotychczasowe doświadczenia z oscyloskopami, wyjaśnić dlaczego są potrzebne w warsztacie robotyka, a w następnym odcinku także doradzić, jaki model warto rozważyć w ramach pierwszego zakupu oraz czy warto kupić oscyloskop.

Na samym początku chciałbym zaznaczyć, że w tematyce pomiarów oscyloskopowych jestem osobą średnio zaawansowaną, miałem kontakt jedynie z urządzeniami ze średniej i niskiej półki. Łącznie obcowałem może z 15 modelami różnych firm, z czego większość to były analogowe kolosy z lat 80-tych i 90-tych. Kilka lat temu postanowiłem zainwestować w tani cyfrowy model DS1052E marki Rigol i dzisiaj nie wyobrażam sobie życia bez możliwości podglądu interesujących mnie sygnałów w testowanych układach, a nawet powoli zaczynam rozglądać się za czymś lepszym.

Spis wszystkich odcinków

Oscyloskop w pracowni robotyka (1/3)

Oscyloskop w pracowni robotyka (2/3)

Wczoraj napisałem parę słów wyjaśniających dlaczego warto wyposażyć swój warsztat w oscyloskop. Dzisiaj postaram się wytłumaczyć Ci znaczenie kilku najważniejszych parametrów, które spotkasz podczas przeglądania ofert. Nie będzie to kompendium przedstawiające oscyloskopy od A do Z, a raczej krótki poradnik dla osób, które chciałyby bardziej świadomie wybrać sprzęt. Dowiesz się, czym jest pasmo przenoszenia, częstotliwość próbkowania, długość rekordu i rozdzielczość pomiarowa. Poznaj i zrozum podstawowe parametry oscyloskopów

Oscyloskop w pracowni robotyka (3/3)

Wiesz już dlaczego potrzebujesz oscyloskopu, znasz i rozumiesz potrzebne Ci parametry. Pora rozejrzeć się wreszcie po sklepach i podjąć decyzję! Zanim to jednak nastąpi, zapraszam na ostatni odcinek tego krótkiego cyklu. Tym razem omówię krótko rodzaje oscyloskopów, ich zalety i wady oraz udzielę kilku przydatnych wskazówek. Opis typów oscyloskopów i podsumowanie

Czym jest oscyloskop?

Jeśli nie do końca wiesz czym jest oscyloskop, to polecam przede wszystkim przeczytać artykuł na Wikipedii. Oscyloskop pozwala m.in. wyświetlić na ekranie przebiegi zmiennych napięć. Czym są te „przebiegi”? To po prostu wykresy pokazujące, jak zmieniało się napięcie w określonym czasie. Jeśli masz tzw. smartfona z Androidem, to wchodząc w ustawienia->bateria wyświetli Ci się podobny przebieg. Różnica polega na tym, że telefon pokazuje czas zmian rzędu kilkudziesięciu godzin, podczas gdy oscyloskop na ogół potrafi „złapać” sygnał o czasie trwania nawet kilku nanosekund (1 ns = 0.000000001 s). Dzięki oscyloskopowi zaobserwujesz zmiany napięcia, których w żaden inny sposób nie będziesz w stanie zauważyć – multimetr nie zdąży zareagować, a np. dioda LED mrugnie tak szybko, że oko ludzkie tego nie dostrzeże.

warto kupić oscyloskop - przebieg czasowy napięcia

Źródło: Wikipedia

Czy warto kupić oscyloskop?

Najważniejsze pytania, na które sam powinieneś sobie najpierw odpowiedzieć, to:

czy elektronika sprawia Ci frajdę i czy chcesz się o niej dowiedzieć jak najwięcej?
czy Twój czas jest dla Ciebie bardzo cenny?
czy chciałbyś wiązać z elektroniką swoją zawodową przyszłość?

Drogi Czytelniku, jeśli na którekolwiek pytanie odpowiedziałeś „tak!”, to warto rozważyć zakup i już dzisiaj zacząć odkładać pieniążki. Już spieszę z wyjaśnieniem.

Być może jesteś osobą, której wiedza teoretyczna wchodzi do głowy łatwo, wierzysz autorom książek na słowo i nie czujesz palącej potrzeby „sprawdzenia” opisywanych przez nich rzeczy w praktyce. Z mojego punktu widzenia jest to bardzo smutna wizja i jeśli faktycznie tak jest, to chciałbym wierzyć, że jesteś wyjątkiem od reguły. Jeśli natomiast żyjesz elektroniką i kochasz eksperymentowanie, to możliwość zaobserwowania na własnej skórze zjawisk opisywanych w książkach da Ci ogromną satysfakcję i zmobilizuje do głębszego drążenia tematu. Moim zdaniem nie ma lepszego sposobu na naukę.

Ile razy zdarzyło Ci się zastanawiać przez dłuższy czas, dlaczego Twój układ nie działa? A teraz pomyśl, jak długo byś się zastanawiał, gdybyś miał przed sobą wykresy przebiegów każdego sygnału w każdej gałęzi układu? Nie dość, że rozpracowałbyś problem znacznie szybciej, to jeszcze być może zauważyłbyś kolejne, o których do tej pory nie wiedziałeś, a które mogłyby się objawić np. w trakcie zawodów, przekreślając cały Twój wysiłek i wszystkie nieprzespane noce…

Oscyloskop, zaraz za multimetrem, jest podstawowym narzędziem elektronika – koniec i kropka. Czy znasz informatyka, który nie potrafi obsługiwać komputera? Jeśli nawet, to na pewno nie jest to dobry informatyk. Im szybciej zaczniesz obcować ze swoim narzędziem pracy, tym większej biegłości nabierzesz w jego obsługiwaniu. Nawet jeśli teraz stać Cię jedynie na najtańszy, przechodzony model z wyblakłym luminoforem i pourywanymi gałkami, to w przyszłości będziesz miał tylko łatwiej, bo nauczysz się sobie radzić w bojowych warunkach i praca z w pełni sprawnym sprzętem stanie się dla Ciebie czymś trywialnym.

Do czego konkretnie przyda mi się oscyloskop w robotyce?

Do nauki podstaw elektroniki.
Do testowania układów cyfrowych.
Do testowania układów analogowych.
Do debugowania oprogramowania w mikrokontrolerach.
Do strojenia regulatorów.
Do projektowania filtrów.
Do sprawdzania prędkości obrotowej testowanego napędu (sic!).
Do badania wpływu różnych źródeł zasilania na stabilność pracy układu.
Do badania oddziaływania zewnętrznych warunków na wartości mierzone przez czujniki.
Do przygotowywania dokumentacji.
Do ulepszania prototypów PCB.
Do wstępnych badań EMC.
Do prowadzenia owocnych i pouczających dyskusji na forach internetowych.

To tylko kilkanaście pierwszych pomysłów. Każdy można rozbić na setki scenariuszy i każdy może okazać się kluczowy akurat w Twoim przypadku – zależnie od potrzeby chwili.

Jak widzisz, zakup oscyloskopu jest niegłupim pomysłem. Wiem, że to kosztowna „zabawka” i nie każdego na nią stać. Sęk w tym, że wielu osób czytających ten post jeszcze bardziej nie stać, by jej nie kupić.