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Hackaday.io上的示波器项目-SEELablet : 实验室组合仪表

Hackaday.io上的示波器项目-SEELablet : 实验室组合仪表
关于项目
项目描述:SEELablet 为使用代码、视觉对象和开源软件为传统实验增加深度的低预算教学实验室提供了经济实惠且功能实用的替代方案,它将单板 PC 与实时数据采集和控制单元集成在一起。测量功能包括示波器、频率计数器、逻辑分析仪和各种数据总线。也有可配置的输出,如相关的正弦/三角形/方形波形发生器,以及几个可编程电压和电流源。附加板,有线和无线 [2.4Ghz],能够测量物理参数,从加速度和角速度,到发光强度,被动红外和线性光学光谱。Python 库和相关实验特定应用程序 (PyQt) 使用各种功能强大的?椋阌谑莘治龊涂墒踊
项目图片
目的
该项目旨在为教育工作者和初露头角的公民科学家提供一系列灵活的控制和测量设备,其结构紧凑、独立,且 BOM 最少。
它还试图通过以完全配置的形式包括各种自由和开源的替代方案来减少目标受众对专有软件的依赖,从而促进向自由和开放源地环境的过渡。
实时数据采集单元与模拟和数字全民彩票登录网址相结合,与一台单板计算机配对,该计算机主要使用 Python 及其大量?樵诵蟹治龊涂墒踊糠郑迪旨负跛胁僮鳌yQt小部件以及PyQtGraph处理大部分的UIs。与现实世界的接口与 :
from SEEL import interface
I=interface.connect()
I.get_voltage('CH1')
from SEEL.SENSORS import HMC5883L # A 3 axis- magnetometer
M = HMC5883L.connect()
Gx,Gy,Gz = M.getRaw()
物理实验:科学实验室常用传感器的示例应用
目标 :研究物理钟摆的振荡,观察其角度与其速度的关系。也计算 g 的值,给定钟摆的长度
图为MPU-6050(3轴加速度计+ 3轴陀螺仪)通过薄谷子铜线连接到 I2C 端口,旨在对钟摆的振荡造成最小的扰动。
IC 位于枢轴上,因此加速度计可用于使用地球引力的垂直组合来精确测量钟摆的角度。还记录了与钟摆枢轴平行的轴的陀螺仪值。
结果数据 :请注意,速度在均值时为最大值,在四肢为零
全民彩票登录网址实验示例:研究线性振幅调制器全民彩票登录网址
调制输出的四边变换显示载波的单峰,以及带频率的侧带(载波 +/- 调制器)。更改调制振幅会改变侧带的高度。在图中,CH2 连接到调制输入。
帮助文件 :
每个实验窗口都涉及一个基于HTML的帮助文件(替换传统的硬绑定实验室手册),并且可供教育工作者根据他们认为合适的方式进行编辑。
采集和控制部分的功能列表:
多个 12 位模拟输入具有可编程增益,最大范围范围从 +/-16V 到 +/-5mV。
频率计数器测试高达 16 MHz。
4MHz,4 通道逻辑分析仪,分辨率为 15nS。独立函数调用可用于测量不同数字输入上指定电平变化之间的时差(这些变化可用于射弹速度测量,以及一些奇怪的传感器(如 DSM01 灰尘传感器)。
4 通道示波器能够以最高 200 万样本/秒的速度监控上述模拟输入。包括通常的控件,如触发和增益选择。也利用 Python - Scipy 进行曲线拟合。
W1 : 5Hz - 5KHz 任意波形发生器。手动振幅控制高达 +/-3Volt
W2 : 5Hz - 5KHz 任意波形发生器●!/-3伏特的振幅。通过软件衰减
最大频率为 32MHz、15nano 第二占空比和相位差控制的多达四相相关 PWM 输出。
12 位常量电流源。最大电流 3.3mA [受负载阻力限制]。必须进行外部电压监测,以检查饱和度。
SPI、I2C、UART输出,可以通过Python函数完全配置和控制。
板载 2.4GHz 收发器,用于无线数据采集。? 无线节点是连接 I2C/SPI 传感器的电线的更换,并且还具有 0-3.3V、10 位 ADC(未针对专业设备进行校准)
5V,3.3V 电源输出。+/-8V 输出 。
用于示波器、逻辑分析仪、流数据、无线采集和几个实验的图形界面,这些实验使用通用框架,大大减少了合并控制和绘图小部件所需的代码。
如果用户不希望使用集成的 SBC,则还提供使用 128x64 OLED 来显示一些基本测量的独立模式。它还具有空间,用于使用接入点/站模式(运行 JEELabs 透明 UART 固件)进行 WIFi 访问。
日志:
依赖项
: Python
: GNU GPL 兼容 Python
- Scipy : BSD 许可iPython,
iPython-qtconsole : MIT 许可证 PyQt4 : GPL
PyQtGraph : MIT 许可证
第三方 API(可选):PubNub :无需静态 IP 的远程访问。
推特 : 基于推特的查询自动响应器
硬件架构 : GPL-v3
外壳设计: GPL-V3
虽然库是 开源的,而且大多数用户最终将旋转自己的代码来开发创新实验,但基于 101 个实验的图形界面已经构建,但请记住,大多数用户可能不是来自 CS 背景,并且可能不知道如何编写代码。
示例:RC 相移实验
目标:观察由简单的RC网络和示波器上的相应Lissajous图产生的相移。CH2 监控输入波形,CH2 监控 RC 网络的输出。
?示意图。连接根据原理图进行。
结果数据:生成的 Lissajous 图是一个倾斜的椭圆。
范围
交流/直流
调幅
可处理多信号器全民彩票登录网址
波德图
电容测量
电容器放电
实验设计器
无线子单元使用 PIC16F18345 以及 NRF24L01P 收发器、可充电锂离子电池、充电全民彩票登录网址和新像素。
其功能包括:
- 唯一的 3 字节地址
- 10 位 ADC。捕获模式
- 电池电平监控
- 自动检测
- 2Hz 至 8MHz 频率计数器。1% 精度
- I2C总线 .与传感器通信类集成
- 斯皮巴士
- 5 位 DAC
- 高达 10 个 WS2812B RGB LED LED,以菊花链形式
- 广播模式,可同时解决多个节点
原型#1
原型#2
微型步进电机在aliExpress是超级便宜(50美元几美元●!很多商店都卖这些, 但几乎没有提到它们用来做什么。也许要调整数码相机内的镜头?
下面是一个人的样子:
它们是 4 线、2 相步进器,可以使用 4 个推拉数字 I/O 以半/全步进模式驱动。从科学的角度来看,我需要弄清楚这些可能派上用场。也许这位生物学家 可以用它来操纵他的受试者进行选择性互动。
如何制作带光电传递器和明亮 LED 的脉冲传感器。
SEELablet 的 SEN 输入连接到 12 位电压计,并且通过 5.1Kohm 电阻器在内部连接到 3.3V。SEN 和 GND 之间连接的光晶体管可用于测量电位光的量。
为了测量和可视化心跳,将手指放置在明亮的光源和光传递器之间,使光线必须通过手指才能到达光传递器。身体的脉搏导致手指的不透明度瞬间改变,这反映在传感器接收的光量中。
为了记录这些波动,请打开数据流实用程序,然后将命令设置为"get_resistance()"。这将开始绘制光传递器的电阻作为时间函数
光传递器连接到SEN输入,其电阻与时间相照。要使用常规电压计,只需通过适当的电阻器 (5K1) 将光传输器的集热器向上拉至电源电压,并监控集子电压。
明亮的光源瞄准它,用手指放置在两者之间,使光必须通过手指到达照片传递器。身体的脉搏导致手指的不透明度发生变化,这反映在传感器接收的光量中。
用户应该能够以最少的技术专长和努力获取最新的实验集。Debian包装是标准的,并将使它到下一个版本(拉伸)。
但是,在短期内,我有一堆完全组装的单元,需要安装最新的 deb文件一个简短的脚本,从本地网络上运行 apache 的计算机获取它们
版本号在文件名中硬编码, 因为我还没有想出如何使用 wget 的正则表达式。
sudo apt-get remove -y libseelablet
URL='http://192.168.1.2/public_html/'
LIBNAME='libseelablet-1.0.0.deb'
APPNAME='seelablet-1.0.0.deb'
wget $URL$LIBNAME -q --show-progress -O lib.deb
wget $URL$APPNAME -q --show-progress -O apps.deb
sudo gdebi --n lib.deb
rm lib.deb
sudo gdebi --n apps.deb
rm apps.deb
稍作修改
URL='http://seelablet.csparkresearch.in/debs/'
此脚本可用于从公司网站获取 deb 文件。
为了测试各个单元,必须进行设备输出和输入之间的一些互连,并且 python 脚本处理其余内容。GUI 的屏幕截图:
光相关电阻器的响应速度慢。我们将通过使用连接到方波的 LED,并使用示波测量 LDR 的电阻,了解它们的速度有多慢。
响应由 47Hz 方波驱动的 LED。电阻通过连接 LDR 和 3.3V 和接地之间的 5K1 电阻进行序列测量。通过监测两个点的中点,并使用两端(3.3 ,0)和 1 电阻(5K1)的已知值,可以计算 LDR 的电阻。
目标:通过测量球成功弹跳之间的时间来计算重力造成的加速度值。这可以通过几种不同的方式完成
1.? 使塑料球在坚硬的表面上弹跳,并使用高增益麦克风,使弹跳夹的声音。将其连接到数字输入,并测量上升边之间的时间。
2. 使激光束在两个镜子之间来回弹跳,最后停在一个光传感器(照片晶体管:G2)
我们试图使用第二个
镜面仍有待切割和组装,用于激光网格。然而,在中心特色的简单光门,工作得很好,足以测量小风扇的RM,和钟摆的时间段。
......
Sen
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2020-08-21