xoscope - oscilloscopio su scheda audio (parte1)

Da tempo, nei vari post, sto lanciando un appello per riuscire ad avere in donazione un oscilloscopio. Lo sogno da quando sono piccino. Causa cronico calo del reddito, dovuto a cause estranee la mia volontà, non mi sono mai potuto permettermene uno. Sono povero, lo so, ma non me ne vergogno. Allora, dato che la generosità non sembra più di questo pianeta, tocca arrangiarsi come meglio si può. La sfida è realizzare a costo zero uno strumento in grado di visualizzarmi le forme d'onda su uno schermo, in modo da eseguire le sperimentazioni che regolarmente documento a futura memoria. Quasi per caso, trovo nella distribuzione GNU-linux che uso da tempo, un programma open che sembra fare al caso mio. Dal manuale del programma si legge:  

Xoscope  is  a  digital real-time  oscilloscope. It graphically displays signal amplitude or bit logic as a function of  time.   Signals  may  be displayed,  saved, recalled, and manipulated by math functions.  Signal input devices currently include:

 /dev/dsp  - Audio sound recording via /dev/dsp.  Two 8-bit analog channels  at   8000 S/s to 44100 S/s.  Left and right audio is connected to A and B inputs respectively.  Use an external mixer  program  to  select which  sound inputs to record.  AC coupled, voltages unknown, 256K sample memory.
EsounD -  Shared audio sound via the  Enlightened  Sound  Daemon.   This  is  great  for  watching music but support for it is an option at compile-time.  EsounD is auto-detected and preferred over /dev/dsp.
ProbeScope / OsziFOX - Radio Shack ProbeScope, Cat. No. 22-310 is also known as an  oszi‐FOX.   This  handheld  probe sends its data through a serial port. It samples one channel at 6-bits up to 20 MS/s with 128 samples of memory.  Real voltages are labeled in sample ranges from 1 volt to 100 volts.  If a ProbeScope is detected, it is connected to the  A input.
Bitscope - Bitscope (www.bitscope.com) is a mixed-signal capture engine which is accessed through a serial port.  It  simultaneously  samples  a digital  8-bit port and two analog channels at 8 bit resolution at up to 25 MS/s or more.  If detected, Channel A and B are connected to  X  and Y while the Logic Analyzer is connected to C. 
Scartiamo immediatamente Bitscope e ProbeScope. Sono hardware aggiuntivi , sicuramente utilissimi ma totalmente incompatibili con lo sciopero della spesa che ho indetto anni fa e che porto avanti testardamente ad oltranza. Basta poi cercare in rete o consultare i siti suggeriti per farci passare la voglia di acquistare....per me costano decisamente troppo e mi devo accontentare di due canali (limitazione anche in frequenza)....pazienza.

All'indirizzo http://xoscope.sourceforge.net/hardware/hardware.html è pubblicato uno schema che fa da buffer fra le sonde e la scheda audio del PC. La sua realizzazione non è critica. Io l'ho prima modificato poi realizzato interamente da pezzi di recupero, a parte ovviamente la mille fori su cui ho piazzato i componenti. L'alimentatore duale +/-12V è basato sulla coppia di stabilizzatori 7812 e 7912 (usatissimi nei vecchi alimentatori da PC), usando un trasformatore a presa centrale recuperato da un alimentatore per la carica delle batterie di alcuni terminali bar code in attesa di analisi, dissezione e recupero. Dalla foto si possono notare i condensatori "sporchi" del mastice usato negli alimentatori switching di provenienza, alcune resistenze ad alta precisione (1%) messe lì perchè ne ho un bel pò (nuove ma di recupero ovviamente) e posso permettermele, i condensatori ceramici selezionati dopo due giorni di catalogazione del mucchio in cui li metto ad ogni operazione di dissaldatura....si vede che è rigorosamente realizzato interamente con componenti recuperati. Il contenitore, per ora, è in metallo (credo sia utile creare una schermatura) ed è un riempitivo che si usa nei PC tower per tappare gli slot da 3 1/2. Non è molto robusto essendo composto da lamierino, ma credo che con un pò di nastro adesivo telato, si possa tenerlo fermo.

Il pannello frontale è plastico, facile da lavorare per fissare interruttori e prese, alcune tenute in sede con termocolla grigia (che il produttore si ostina a chiamare "acciaio liquido" anche se ha la tenuta poco superiore al "cewingum"). Le prese BNC sono state dissaldate da alcune vecchie schede di rete guaste... sapevo che prima o poi potevano tornare utili.  Ora mi manca solo il collegamento finale ed un collaudo, dopo aver realizzato le sonde con un pò di cavo schermato...spero possa andare bene l'RG58 che si usava per le reti a cavo coassiale (ne ho avanzato un pò da quando andavo ad installare reti in tutta italia). OK. Vedremo se ho perso  tempo o se sono ruscito a creare qualcosa di utile. Sono proprio curioso. alla prossima. 

P.S. I conigli scavano la tana. Ripeto: I conigli scavano la tana.
P.P.S. segue parte 2

Progettazione alimentatore - autopsia ventola (parte 5)

Nel provare vari circuiti che sto realizzando per la regolazione della velocità delle ventole di raffreddamento in funzione della temperatura dei dissipatori, mi sono imbattuto in una ventola di recupero difettosa. Va a scatti ed il perno sembra indurito...fatica a girare liberamente. Ne approfitto per una pausa e dopo due secondi la ventola è già aperta per l'autopsia. 

Per aprirla, basta togliere l'etichetta, scoprendo il perno tenuto in sede da una rondella di acciaio, di quelle a molla. Per aprirle occorrerebbe una pinzetta particolare che non ho (la si usa troppo raramente per giustificarne l'acquisto). Allora, per togliere la ventola di plastica che alloggia il magnete circolare, ho preso un bulino e con un colpo di martello l'ho fatta saltare via. Stessa sorte per il blocco di supporto. La causa della durezza del perno è evidente. Polvere, molta polvere annidata nei punti più impensabili. Una morcia nera che si è depositata anche all'interno del magnete...probabilmente la ventola era usata in un ambiente per fumatori..il fumo fa male anche alle apparecchiature elettroniche.

L'interno contiene anche un circuito oscillatore che alimenta le fasi dell'avvolgimento ed un sensore ad effetto di hall, nonostante la ventola non presenti il terzo filo solitamente usato per gli impulsi in uscita (open collector), usati per contare il numero di giri al minuto e quindi la velocità. Come fa a girare la ventola? Ci sono  2 avvolgimenti, alimentati in modo sfasato l'uno dall'altro ma avvolti assieme attorno allo stesso statore che presenta all'estremità superiore ed inferiore due scalini per ognuno dei tre convogliatori di flusso elettromagnetico sfasati però (sopra e sotto) di 30 gradi. Il campo magnetico generato da un avvolgimento è influenzato dal campo magnetico generato dall'altro ed entrambi interagiscono con il campo magnetico del rotore (un magnete toroidale interno alla ventola).

reverse-engineering

La basetta riporta la seguente serigrafia: LH 02 94V-0 0610008253 8025-6/6851.1 H. Lo schema elettronico di quello che si vede, è facile da ricavare. Dato che si tratta di un circuitino a singola faccia, si può usare il metodo fotografico. Si fotografano entrambi i lati dello stampato, lato componenti e lato saldature. Poi, con Gimp per GNU-linux, si sovrappongono le due immagini, prima il lato rame e poi il lato componenti. Al lato componenti, che vanno ribaltati specularmente, si assegna un livello di opacità pari a 50 circa. In questo modo si riescono a vedere sia i componenti che le piste in rame. Il trucco consiste nel sovrapporre esattamente le due immagini (non grossolanamente come fatto nella foto).  Poi con un qualsiasi programma per il disegno di schemi elettronici, si seguono le piste di rame fra i vari componenti e si disegna il circuito (reverse engineering). Dalle sigle sui componenti si riesce a capire cosa sono risalendo ai data sheet. Qui abbiamo 3 transistor NPN (C1815 e 2N6718), tre resistenze, 2 condensatori elettrolitici ed un sensore ad effetto di Hall.
In questo caso ci manca solo il sensore ad effetto di hall che ha una sigla ma è coperta da uno schermo di supporto e non ho intenzione di toglierlo per ora (aggiornerò il post appena ce l'avrò...promesso).

Alimentando questo tipo di "motore" con il metodo PWM, altro non si fa che "accendere e spegnere"  l'oscillatore... non è come per un normale motorino in CC, qui c'è dell'elettronica. Spegnere ed accendere alternativamente un circuito....gli farà "bene"?? Non lo so. Se si guasta, di ventole ne ho una tonnellata da andare avanti per anni. Giusto per scrupolo tecnico però, terrò acceso una ventola 24/24 7/7 per una settimana in modo da verificare se il PWM può creare problemi ad un circuito elettronico di una cpu fan cooler. Anche se prevedo un uso in esercizio per non più di 15 minuti continuativi, un collaudo a fondo è il caso di farlo.
In ogni caso, il diodo di ricircolo previsto nel regolatore PWM dei post precedenti, è inutile in questa applicazione e si capisce facilmente anche perchè.

Per rispondere alla domanda dell'unico visitatore al mese che mi legge...si può invertire il senso di rotazione della ventola invertendo l'alimentazione sui fili rosso e nero?? No, mi pare evidente il perchè. L'unico modo per invertire il flusso dell'aria è girare la ventola o usarne una di un altro tipo, non certo quelle recuperate dai PC. Normalmente, a titolo di informazione, il flusso dell'aria va verso l'etichetta o è indicato con una freccia assieme al verso di rotazione delle pale. Alla prossima.

P.S. Tre cuscinetti a sfera escono dalla loro sede. Ripeto: Tre cuscinetti a sfera escono dalla loro sede.

Recensione 1

Riporto qui un commento di uno dei miei 5 visitatori mensili.

"Ciao, non sapevo come comunicare con te, quindi lascio un commento (che potrai così cancellare al termine della comunicazione). Per la serie ripariamo prima di buttare (tanto non ci perdi nulla a provarci) ti segnalo quello che ho fatto io: http://stefanobettega.wordpress.com/ Dai un'occhiata al mio ultimo articolo. Ciao e complimenti!"

Grazie innanzitutto per i complimenti. In confronto io sono tecnicamente un cavernicolo. L'articolo fa riferimento alla sostituzione della memoria on-board di un portatile Toshiba Satellite A60-217. Sostituzione del chip nella mother board !!... complimenti. Ad avere l'attrezzatura adatta, coniugata ad una buona dose di buona volontà, curiosità e rispetto per l'ambiente, si possono fare dei piccoli miracoli e fare la propria parte nella società, consapevoli che i più, mai ringrazieranno abbastanza.

L'operazione di dissaldatura e saldatura del chip non è documentata in quell'articolo, il che mi spinge a pensare di creare una specie di tutorial per il rework "fai da te" in modo artigianale, senza attrezzature particolari. Già il dissaldatore ad aria calda che mi sono autocostruito è un passo avanti per componenti smt di piccole dimensioni e già avevo annunciato di pensare a qualcosa per i chip più grandi...dovrò spremermi le meningi. In rete, si trova il metodo della candela per la dissaldatura dei chip dalle schede elettroniche... non so se funziona, non ho mai provato, ma mi sembra eccessivamente "grezzo" come metodo. Ad ogni modo, grazie a Stefano ed a chissà quanti altri, ingegneri o no, ed a tutti coloro che che ogni giorno combattono come possono la piaga del consumismo sfrenato, la pratica dell'usa e getta, il consumo smodato di risorse oltre i limiti produttivi di questo pianeta. Dovremmo tutti fermarci e riflettere un pò per poi fare un piccolo passo indietro... così, se si va avanti si finisce nel baratro senza ritorno. Alla prossima. 

P.S. L'uva rossa è matura, quella verde è acerba. Ripeto: L'uva rossa è matura, quella verde è acerba.