Utilizar un PC como osciloscopio


 Un osciloscopio es un instrumento de prueba electrónico que permite la proyección de señales de tensión que se mostrarán y se registran en este. Gracias a un circuito específico en el osciloscopio se repiten señales de movimiento de izquierda a derecha de forma que se pueden crear formas de onda no repetidos.Los osciloscopios se utilizan comúnmente para observar la forma exacta de onda de una señal eléctrica. Además de amplitud de la señal, osciloscopios pueden mostrar una distorsión de tiempo entre dos eventos (tales como el ancho de pulso, período o tiempo de subida) y tiempo relativo de dos señales relacionados.
Hoy en día, los  osciloscopios utilizan  pantalla LCD a color, mostrando muchos mejores gráficos   que los tradicionales   añadiendo ademas funciones muy diversas  que los hacen muy versátiles .

Desgraciadamente los osciloscopios modernos son instrumentos profesionales de precisión  todavía de alto coste  de modo que el aficionado se ve obligado  a  utilizar soluciones económicas basadas en ordenadores con circuitos especificas o  soluciones  basadas en el convertidor A/D presente en la tarjeta de sonido de cualquier PC

 Una propuesta muy interesante podría ser utilizar una tarjeta dongle   de sonido usb  y por ingeneria inversa  modificarla para  convertirla en osciloscopio   como vimos  en este blog
Otra opción aún mas sencilla es simplemente usar un red atenuadora directamente con la entrada de de audio de nuestra tarjeta de sonido
Estos son los pasos  para crear nuestro osciloscopio “casero”:
Paso 1: Haga su propio osciloscopio  usando su ordenador Portátil.   Se necesitan estos componentes simples y bastante baratos

Los componentes necesarios:
• Dos 22K ohmios Resistencias
• Dos 82K ohmios Resistencias
• Una 50K Lineal Potenciómetro + Sintonía Knob
• Un metro cable estéreo Escudo
• Un estéreo de 3,5 mm Jack
• Terminal Tester

 Imagen de hacer tu propio osciloscopio Uso del ordenador Portátil

 

Paso 2: Esquema electrónico

Foto del Esquema electrónico
Observaciones:
• La resistencia de  22K  sirve como límite de seguridad de tensión en la tarjeta de sonido del ordenador portátil.
• El potenciómetro sirve como resistencia de tensión de entrada. Si el voltaje está por encima de 5 voltios, ajustar el potenciómetro necesariamente para evitar que la tarjeta de sonido de ser dañado por una entrada excesiva de tensión.
• Cable de audio: usar cable apantallado para evitar la inducción alrededor del cable.
• Conecte el estéreo Jack en LINE-IN / MIC

 

Paso 3: Aplicaciones

Una  de  las  mucha  aplicaciones  que intentan emular un osciloscopio en nuestro pc es  ZELSCOPE, descarga gratuita en www.zelscope.com .Esta aplicación es de prueba de 14 días, podría ser comprado a un precio no mayor de (US $ 9.95).Con esta aplicación se puede ver pruebas de señal de tensión, entre otras señales de cargador de teléfono móvil, cargador portátil, batería, etc mostrando la señal de tensión de cerca a la perfección y sin ruido.Zelscope cuenta asimismo con un analizador de espectro, y puede exportar los datos en formato WAV, texto o capturas de pantalla.Zelscope es ideal para comprobar equipos de audio y realizar experimentos de electrónica. A la vez, es una excelente herramienta educativa.Zelscope soporta los siguientes formatosWAV, BMP, EMF, TXT, Una peculiariad es  que representa en dos trazas las señales de la tarjeta de sonido (música, voz, otros sonidos o señales de otros dispositivos). 
Se puede descargar tambien desde n softonic

zelscope-2

Existen también programas gratuitos  mas antiguos que constituyen todo un clásico dentro de este tipo de apps

  • BIP Oscilloscope 3.0 : pequeño programa gratuito  muy ligero que puede funcionar con cualquier ordenador  sin importar demasiado los años  que tenga
BIP Oscilloscope 3.0: bip_scope.zip (150 K).

Ejecútelo. Su micrófono estará conectado a la entrada Mic. Pulse sobre el triángulo verde. Hable delante del micrófono y verás su señal.

 

Mediante VOLT/DIV puedes cambiar la amplitud de la señal visible. Esto significa Voltios por división, es decir, si lo ponemos a 0,2, cada cuadradito tendrá una altura de 0,2 V.

Mediante TIME/DIV graduamos la base de tiempo, la frecuencia visible.
Si lo graduamos a 2 ms y una señal periódica se desarrolla en 6 cuadritos horizontales, significa que la señal tiene un Período de 12 ms. Haciendo el inverso 1 / 0.012 = 83,3 Hz obtenemos que la señal tiene 83,3 Hz de frecuencia.

  • Otro osciloscopio para PC. Oscilloscope 2.51 :Muy bueno. Tiene para dos canales. 20 KHz.

Oscilloscope 2.51 : osc251.zip (89 K).

NOTAS:
1. Este osciloscopio se podría utilizar para una tensión máxima de entrada de 5 voltios.
2. Este osciloscopio tiene un rango de frecuencia de: 20 Hz a 20 kHz (que cumpla con la capacidad de la tarjeta de sonido).
3. El valor de 22K Resistor podría ser aumentada hasta 820K Ohm para el uso de osciloscopio con una entrada de por encima de 5 voltios.
4. El valor del potenciómetro podría ser aumentada hasta 100K lineal, para el uso de osciloscopio con una entrada de por encima de 5 voltios.
5. Para la seguridad de su ordenador portátil, puede utilizar Tarjeta de sonido USB barato (menos de $ 5).

Este post ha sido publicado originalmente en saft7.com en idioma indonesio.

Simple osciloscopio basado en PC


Podemos convertir nuestra tarjeta de sonido en un osciloscopio con la ayuda del programa gratuito BIP Oscilloscope 3.0.

 Para estudiar la señal eléctrica necesitamos normalmente una tarjeta convertidora PC-osciloscopio y un programa de software de distribución gratuita. En esta ocasión os contamos detalladamente cómo instalar y utilizar un programa de distribución gratuita, BIP Oscilloscope 3.0, con el que podréis iniciaros en el análisis de señales eléctricas de un modo barato y sencillo.

 

Paso 1

El programa que vamos a utilizar permite visualizar en pantalla las formas de onda reproducidas desde un CD de música o un micrófono. Sin embargo, cuando se desea medir una señal de origen externo, es decir, que no se obtiene a partir de ningún componente del PC, lo que necesitamos es utilizar la entrada de línea.

Las tarjetas de sonido cuentan por lo general con dos entradas accesibles desde la parte trasera del PC, mic y line in. La diferencia fundamental entre estas dos entradas es la sensibilidad que presentan. Así, mientras que un micrófono envía señales de muy bajo nivel de tensión (del orden de milivoltios), por una entrada de línea se pueden llegar a transmitir niveles que superen el voltio de amplitud. Por este motivo, la entrada que vamos a utilizar para nuestro propósito es la marcada como line in.

Los cables disponibles en tiendas de electrónica tienen como conector de entrada uno de tipo BNC. Sin embargo, a nosotros esto no nos sirve, ya que la entrada de la tarjeta de sonido requiere clavijas Jack de 3,5 milímetros. Esta incompatibilidad nos obliga a construir, con nuestras propias manos, los cables de medición.

Lo único que necesitamos es un metro de cable apantallado, dos pinzas metálicas y un conector jack macho de 3,5 mm estéreo (aunque sólo utilizaremos uno de los dos canales). El esquema de conexión, como se puede apreciar en la imagen, únicamente precisa cuatro puntos de soldadura. Así de sencillo.

Paso 2

La entrada de línea, como sucede con la del micrófono, no admite señales de cualquier amplitud, sino que posee un margen de valores que no debemos superar. Este parámetro varía de una tarjeta de sonido a otra por lo que, si no lo conocemos con exactitud, es conveniente que no superemos los seis voltios pico-pico.

Ondas eléctricas como la de la red o similares no deben ser analizadas con este sistema ya que, en el mejor de los casos, destruiremos todos los componentes de nuestro PC.

En caso de querer trabajar con señales mayores que ronden los diez o veinte voltios, podemos recurrir a las resistencias en formación de divisor de tensión. Cualquier aficionado a la electrónica conocerá este montaje, ya que es muy utilizado en gran cantidad de circuitos. No obstante, en la
siguiente figura se muestra un posible diseño con el que pasamos de una señal de entrada “X” a una de “X/2” en el primer esquema y de “X” a “X/3” en el segundo.
Como se puede observar, el divisor aumenta a medida que colocamos más resistencias en serie, por lo que para conseguir un factor de división de 8, por ejemplo, tendremos que colocar ocho resistencias en cadena.

Paso 3

La herramienta que vamos a utilizar en este caso práctico es de libre distribución, por lo que cualquiera puede bajarla de Internet de forma gratuita.

BIP Oscilloscope 3.0 no requiere un proceso de instalación, por lo que basta con hacer doble clic sobre el archivo “scope.exe” para ejecutarlo.

Paso 4
Con este osciloscopio virtual podemos analizar las ondas procedentes del CD, el micrófono o la entrada de línea. Para seleccionar el origen de la señal, debemos acudir al control de volumen de nuestra tarjeta de sonido. Desde aquí, si entramos en “Propiedades” y escogemos “Grabación”, llegaremos a una pantalla en la que aparecen los distintos dispositivos de entrada de audio. Lo que debemos hacer es seleccionar el que nos interese (line-in para el ejemplo) y ajustar el nivel de volumen a la mitad.

Paso 5

A continuación, para dibujar las señales en pantalla, el osciloscopio necesita una referencia fiable. El ajuste de volumen realizado en el paso anterior, se comporta como un atenuador de la señal de entrada, por lo que la onda que llega hasta el osciloscopio no tiene la misma amplitud que la señal original. Para compensar esta diferencia de tensiones, debemos ajustar el osciloscopio de modo que las medidas que se muestran por pantalla correspondan con la realidad.

Desde el menú “Options” pulsamos sobre “Calibrate” para acceder al potenciómetro de calibración. A continuación introduciremos una señal de la que conozcamos su amplitud, por ejemplo, la salida de un transformador con relación de tensiones 220 / 5v. Lo único que tendremos que hacer es ajustar el control de calibración hasta que en la pantalla aparezca la señal con la amplitud que realmente tiene, es decir, cinco voltios pico-pico.

Paso 6

A través de la tarjeta de sonido, el funcionamiento del osciloscopio se basa en el muestreo de la señal de entrada. Cada cierto tiempo, el programa hace una captura de la señal, mide su nivel de amplitud y dibuja en pantalla un punto donde corresponda. La imagen resultante se construye uniendo todos estos puntos, por lo que será más precisa cuando el número de capturas sea mayor.

Para ajustar la frecuencia de muestreo, es decir, el número de observaciones en un segundo, disponemos del potenciómetro Sampling Rate. Este valor, medido en milésimas de segundo, indica el tiempo que transcurre entre capturas consecutivas, siendo los valores más bajos los que generan una señal más precisa. No obstante, hay que tener en cuenta que un gran número de muestras requiere una elevada potencia de cálculo por parte del procesador, por lo que no siempre nos lo podremos permitir.

En la imagen se puede observar que la señal muestreada ha quedado “escalonada”. Esto se debe a que transcurre un tiempo excesivo entre muestras consecutivas.

Paso 7

Como se podrá observar, la pantalla del osciloscopio está dividida horizontalmente en diez cuadros y verticalmente en ocho. Esta segmentación nos sirve para determinar el nivel de tensión y la frecuencia de la señal sobre la pantalla. Si conocemos el número de divisiones verticales que ocupa una onda, bastará con conocer el nivel de tensión asignado a cada cuadro para poder medir la amplitud de la misma. Igualmente ocurre horizontalmente con respecto al periodo o la frecuencia de la señal.

Por tanto, necesitamos conocer la correspondencia entre divisiones y tensión o tiempo. Para esto, contamos con los potenciómetros Time/Div y Volt/Div que, como su propio nombre indica, expresan la cantidad de tiempo y la diferencia de tensión que simboliza cada cuadro respectivamente. Ajustando estos mandos, podemos hacer que la señal se expanda o se contraiga tanto en el eje vertical como en el horizontal.