V nedávné době se v nabídce jednoduchých a levných osciloskopů postavených na jediném mikrokontroléru objevila stavebnice DSO138 od čínské firmy JYE Tech. Najdete ji všude tam, kde se prodávají elektronické moduly, na ebay, banggood, aliexpress, dealextreme a podobně, charakteristický vzhled se nedá zaměnit. Tento výrobek současně potvrzuje předsudky o nekvalitě levného čínského zboží a zároveň je i boří, posuďte sami.
Za cenu typicky mezi 20 a 30 USD (včetně dopravy) se zákazníkovi nabízí stavebnice jednokanálového digitálního osciloskopu postaveného na mikrokontroléru Cortex-M3 (STM32F103C8) s kmitočtovým rozsahem analogové části 200 kHz, 12 bitovým vzorkováním až 1 MSa/s, pamětí na 1024 vzorků a vstupní impedancí 1 MΩ / 20 pF. Rozsahy citlivosti jsou 10 mV/d až 5 V/d a časové základny 10 μs/d až 500 s/d, k zobrazení průběhů slouží barevný TFT displej s úhlopříčkou 61 mm a rozlišením 320×240 bodů.
V nabídce bývá jasně uvedeno, že tento výrobek je výukovou stavebnicí a slouží především zájemcům (studentům) k rozpoznávání a měření součástek, výuce pájení, osazování DPS a posléze používání osciloskopu. V jedné verzi je DPS dodávána už s osazenými SMD součástkami, v druhé se i tyto součástky osazují a poslouží k seznámení s prací s nimi. Projekt patří mezi Open HW (je k dispozici kompletní dokumentace, schéma, DPS) a současně Open SW (je k dispozici zdrojový text programu a popis činnosti metod). Nezbytnou součástí je podrobný návod.
Obsah stavebnice po vybalení
Výrobek si na nic nehraje a firma v ničem nepřehání, přesně to, co jsem uvedl, platí. Jenže když si osciloskop objednáte, může být všechno jinak. V krabičce dojde sáček s DPS, displejem, tři menší sáčky s diskrétními součástkami (na snímku je sada, v níž byly všechny rezistory dvojmo) a kromě toho nic, žádný návod ani odkaz na něj, dokonce ani na výrobní firmu. Dá dost práce dobrat se původního výrobce (JYE Tech), ale pak se všechno rychle vyjasní. To, co držíte v ruce, je padělek. Že čínské firmy kopírují a padělají úspěšné výrobky, to je známá věc, tak proč by měly být zrovna čínské výrobky výjimkou? Zní to absurdně? Dnes už to není nic výjimečného.
DPS s osazenými součástkami SMD
Jak se dá padělek poznat? Dokud jej nedržíte v ruce, tak nedá. Podle příspěvků zákazníků v diskusi padělky někdy prodávají i oficiální distributoři JYE Tech. Když už padělek máte, tak podle toho, že není přiložen návod, DPS je nepatrně jiná (výrobce uvádí fotografie pro srovnání), na DPS je u dvou rezistorů označení R38, mezi součástkami je místo kondenzátoru 330 pF hodnota 220 pF (C2) a mohou být přiloženy jiné (nevhodné) typy tranzistorů. Bez dokumentace si ale se součástkami neporadíte, není jak. Těm, kdo by padělek měli, se hodí informace, že rezistor v sousedství tlačítka OK nemá být R38, ale R36.
Malá ukázka z návodu
Když se dopátráte původního výrobce, stáhnete si stručný barevný čtyřstránkový návod, který překvapí. Patří mezi ty nejlepší, které jsem kdy viděl i u nesrovnatelně dražších evropských výrobků. Mezi čínskými budete těžko hledat srovnání. Nic nechybí, pokyny ke způsobu osazování, výčet potřebného nářadí, připomenutí s čím se seznámit předem. Opravdu je to navržené pro studenty, kteří možná (pod mírným vedením) dělají svou první konstrukci. Návod je obrázkový, rozdělený do 22 logických kroků, u každé součástky je pole pro zaškrtnutí, že už daná součástka byla osazena. Jediná chyba, kterou jsem později odhalil, bylo to, že v návodu není zmínka o jedné doplňkové funkci, kterou přístroj má. Není ale jisté, jestli neměla zůstat skrytá.
Základní DPS po osazení (bez displeje)
Po stavbě následuje oživení, k chybám se snaží dovést vývojový diagram zkoušení, k dispozici jsou napětí v mnoha měřicích bodech, které jsou na DPS vyvedeny a jasně označeny. Podle návodu se nastaví kompenzace vstupu odděleně pro rozsah 0,1 V a 1 V, signál interního kalibrátoru 1 kHz je vyveden. Na konec je potřeba vyrovnat značku nulového napětí zobrazovanou vlevo na displeji při uzemněném vstupu, stačí nastavit jako aktivní vertikální posunutí a dlouze stisknout tlačítko OK. Tím je osciloskop připraven k používání a návod samozřejmě vysvětluje i základní zásady, významy tlačítek a principy synchronizace.
Kompletně dokončený osciloskop
Osciloskop má stejnosměrný i střídavý režim, vstupní citlivost se přepíná dvěma třípolohovými přepínači, jedním ve stupních 10 mV – 0,1 V – 1 V, druhým v násobcích 1 – 2 – 5. Na vstupu je osazen konektor BNC, k němuž je možné připojit dodaný kabel zakončený „krokodýlky“ nebo standardní sondu s přepínatelným poměrem 1:1/1:10, pak můžeme měřit i se vstupní odporem přes 10 MΩ. K napájení přístroje slouží napětí 9 V (7 – 12 V), odběr je kolem 200 mA. K bateriovému napájení je ideální dvoučlánek Li-pol. Parametry časové základny, synchronizace a vodorovného posunování stopy se nastavují tlačítky. Ta nepopsaná funkce, o níž jsem se už zmínil, se vyvolá dlouhým stiskem tlačítka OK při aktivní volbě nastavení časové základy. V horní polovině displeje se pak zobrazí parametry signálu: frekvence, perioda, šířka pulzu, plnění, maximální a minimální napětí, průměrné napětí, amplituda a efektivní hodnota. Synchronizace je signalizována zábleskem LED. Funkce se vypne stejným způsobem.
Foto displeje v základním režimu
Foto displeje s výpisem hodnot
DSO138 plní přesně to, co slibuje, je především cvičnou konstrukcí a poskytuje základní funkce i k výuce používání osciloskopu na úrovni jednoduchého analogového přístroje jen s malým rozšířením. Vyhlazování signálu, digitální filtry a podobné „parádičky“ tu nenajdete, dokonce nemá ani odečítací kurzory. Program by to hravě zvládl, ale výrobce výslovně touto cestou jít nechce, ostatně v komunitě uživatelů (studentů – programátorů) se jistě najde nějaký ten alternativní firmware. Jak se dá programové vybavení vyměnit přes sériový konektor s logickými úrovněmi 3,3 V výrobce přesně popisuje, a dává k dispozici i zdrojové texty a popisy vstupů a výstupu jednotlivých částí programu. USB konektor není v aktuální verzi využíván a je připraven pro budoucí aktualizace, spolupráce s programem v PC záměrně není (a nebude) podporována, i když JYE Tech takový program pro jiné osciloskopy má a spolupráce možná je.
Postavený modul je navržen tak, aby sloužil v té podobě, jak vznikl, nejvýš se přichytí na podkladovou ochrannou desku, plastové úchyty jsou v sadě. Montáž do krytu se nepředpokládá. Funkce je jednoduchá a bezproblémová. Reálně lze osciloskop používat do 70 až 100 kHz, omezení vyplývá z rozsahu časové základny a toho, že při nejvyšších kmitočtech může být problém s přesností automatické synchronizace (signál prochází obvodem TL084). Osciloskop se ovládá snadno a celkem příjemně, displej dovoluje dobré a relativně přesné odečítání hodnot, šum je znatelný, ale nevadí.
Zhodnocení stavebnice DSO138 může být extrémně odlišné. Dostanete-li do rukou originál včetně dokumentace a odkazů, je to vynikající výuková stavebnice, která svou úlohu plní jak při stavbě přístroje (poznávání součástek, měření, pájení …) tak při výuce používání osciloskopu, soustředí se na základní praktické funkce, ničím jiným neodvádí pozornost. Pro nenáročné použití poslouží později v praxi. Návod doporučuji prohlédnout si každému, kdo chce nějakou stavebnici i mimo obor elektroniky vyrábět. Je to (výukový) výrobek, který by dělal čest kterékoli renomované firmě.
Úvodní představení osciloskopu
Když dostanete do rukou padělek (výrobce je kulantně nazývá „klony“) a žádné další informace, nic nepostavíte, je to pověstný čínský zmetek se vším všudy. S informacemi od JYE Tech můžete i z neoriginální sady součástek (to už není stavebnice!) postavit slušně fungující modul, ovšem nejde jen o to postupovat podle návodu, ale také opravit chyby a záměny součástek, které tam jsou.
Kdo si obstará DSO138 jen kvůli tomu, aby získal malý digitální osciloskop co nejlevněji, a bere stavbu jako nutné zlo, může být výsledkem zklamán právě proto, že nenajde efektní pokročilé funkce, které jinak i přístroje postavené na jednom mikrokontroléru často mají. Příklad pro srovnání (XProtolab) najdete v jiném článku. Čínský výrobce se v tomto případě nesnaží „vytřískat“ z konstrukce maximum na úkor kvality, ale naopak omezuje možnosti a soustředí se na hlavní výukový záměr. Co přístroj dělá, dělá dobře, a v rámci svého frekvenčního pásma je rozhodně dobře použitelný.