Goedkope TFT scoop

blackdog

Golden Member

Hi,

Ik heb een paar weken geleden een bouwpakket mee laten komen bij een andere bestelling, om te zien of het bruikbaar is voor een 230V meet systeempje.
Het betreft een bouwpakketje voor een TFT scoop, de DSO138 van JYE Tech.

Dit is vast de link op de website van Banggood.
https://www.banggood.com/DSO138-DIY-Digital-Oscilloscope-Kit-SMD-Solde…

Er zijn voldoende video's te vinden met uitleg op youtube, dat ga ik niet over doen :-)
Het ding is natuurlijk weer onzinnig gespecificeert, wat ik al vermoede, maar mijn toepassing zit in de lage frequenties en ik had goede hoop dat hij hiervoor goed werkbaar zou zijn.
Wat in eerste instantie opviel bij het uitpakken was, dat er een duidelijke handleiding bij zit en een schema dat goed leesbaar is!
Verder dat de print van goede kwaliteits is en de "moeilijke" onderdelen reeds gemonteerd zijn.

Aan de linker zijde is een bouwpakketje voor de plexiglas behuizing, gaat waarschijnlijk door mij niet gebruikt worden.
Alle moeilijk SMD componenten zijn reeds gemonteerd, en er was geen onderdeel te weinig, het klopte allemaal.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-01.png

Zoals ik al aangaf, een net printje en ook nog een meetpunten er op, de microcontroler is er één uit de STM32 serie.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-02.png

Ook de achterzijde is netjes en er zijn wat doorverbindingen zichtbaar, ondermeer in gebruik bij het uploaden van nieuwe firmware.
Aan de bovenzijde zijn trouwens ook twee "JP" doorverbind eilandjes aanwezig die je moet doorverbinden als je klaar bent met testen van de voeding,
dit om het geheel werkend te krijgen.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-03.png

De eerste laag onderdelen zitten er op, zoals weerstanden, soeltje en xtal.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-05.png

Alles zit er nu op, en de power connector rechtsboven heb ik weer verwijderd, de pinning is precies andersom asl bij veel andere apparatuur.
Dit geeft te veel kans op vergissingen, nu zit er een aansluitkabeltje met een rode markering voor de plus in, gaat het "nooit" fout :-)
De condensatoren in de blauwe kaders zijn vervangen door mij, ik heb daar nu polymer typen in zitten, zo meer daar over.
Ook in het kader boven het versterker IC zit nu een CER. C van 0,47 over de voedings pinnen.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-06.png

De eerste actie foto, dit nog zonder de vervangen condensatoren, maar dat is in deze stand toch niet te zien.
een 1KHz blok, ziet er mooi strak uit.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-07.png

Sorry, deze foto is niet helemaal scherp, maar het geeft voldoende aan wat niet zijn sterkste kant is.
Dit is de snelste tijdbasis en je ziet eerst ondershoot voor het signaal stijgt.
Waar ken ik dat ook alweer van, oja... mijn OWON ge-isoleerde USB scoop.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-08.png

Dit is meer het frequentie gebeid waar ik hem voor wil gebruiken, een 50Hz signaal, wat opvalt, is dat de resoltie veel beter is als zeg de Rigol DS1052.
De ADC in de gebuikte processor zou 12 bit zijn, dat haal je hier nu ook weer niet, maar ik schat dat we rond de 10 bit zeker zitten.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-10.png

Het is dus ook mogelijk data in het beeld te brengen zoals hier zichtbaar is.
De frequentie uitlezing is redelijk, maar soms ook aardig nerveus.
Vergeet de achterste cijfer, bullshit, de counter heeft nooit die resolutie, waar ik heb wil gebruiken rond de 50Hz is de resolutie 0,05Hz.
Dus rond dat berijk kan de achterste digit weg en de één na achterste digit is maar een halve.
De gemeten spanningen zijn rond de 5% correct voor mijn printje.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-11.png

Voor het vervangen van de voedings condensatoren waar ik het hierboven over had, meete ik deze prut op de voedingslijnen van de TL084 opamp.
Dit plaatje heeft een "peak hold" voor de max en de min waarden en de actuele waarde zie je in de trace in het midden.
Dat is meer dan 40mV PP op de voeding.
In de verschillende datasheets die ik heb bekeken, is er geen één die grafieken geeft van de voedingspanning onderdrukking t.o.v. de gebruikte frequentie,
dat zegt voldoende... en ik bedoel hiermee dat dit voor al bij frequenties boven de 10KHz niet bijster goed is.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-12.png

Dit is het signaal wat een 10KHz sinus is, die uit de laatste opamp komt voor hij de ADC ingang van de STM32 in gaat, mooie sinus he...
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-13.png

Dit laatste plaatje geeft al aan, dat zelf voor audio metingen hij eigenlijk niet goed genoeg is.
Nu moet ik wel zeggen dat op het display deze vervorming bijna niet te zien is.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-14.png

Nu de tijdbasis op 20uSec ingesteld, en kijk eens naar de toppen van de sinus, veel gras aanwezig.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-15.png

Een close-up laat het nog wat beter zien, en dan heb ik de voeding al beter ontkoppeld.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-16.png

Ik ga een andere quad opamp proberen, één die een lagere ruis heeft, meer bandbreedte en ook een lagere uitgangs impedantie heeft in de hogere frequenties.
Zodat de ADC ingang netter wordt aangestuuurd.
Ook kijk ik nog even naar de voeding van de STM32 en/of er een Ref. aansluiting van dit IC of deze beter ontkoppeld kan worden.
Dit alles om te kijken of ik de schakeling wat "schoner" kan krijgen.
Voor mijn toepassing niet zo zinning, daar deze beneden de 1KHz blijft wat de te meten frequenties betreft, maar altijd leuk om te zien wat mogelijk is.

Zoals altijd, Shoot @ it!

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
rob040

Golden Member

Leuk verslag weer Bram.
Ik heb een tijdje terug ook een kitje gekocht (dacht de DSO150, met een ander kastje), maar die moet ik nog in elkaar flansen.
Blijft knap wat ze voor dat (weinige) geld leveren.

De condensatoren in de blauwe kaders zijn vervangen door mij, ik heb daar nu polymer typen in zitten, zo meer daar over.
Ook in het kader boven het versterker IC zit nu een CER. C van 0,47 over de voedings pinnen.

Ik mis even waar de (blauwe) kaders te vinden zijn...

blackdog

Golden Member

Ha die rob040,

Deze muts had wel de blauwe kaders geplaatst in de foto, maar deze niet opgeslagen...

Maar nu staan de kaders er in, over de middelste pinnen van de TL084 zit nu dus een CER C.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
rob040

Golden Member

Duidelijk :-)
Wat is het voordeel van die polymeer elco's?

blackdog

Golden Member

Hi rob040,

Meestal een lagere impedantie dan andere type elco's.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
benleentje

Golden Member

Ze zullen wel schrik hebben bij tektronics :). En dan gaat blackdog hem nog beter maken.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
blackdog

Golden Member

Hi,

Ja benleentje, ze zijn nu al bezich hun hele lijn scoops, weer naar de zelfde kwaliteit te brengen als 40 jaar geleden... :-)

Ik heb nog geen idee of wat ik nu aan het hacken ben of dat nu echt zoden aan de dijk zet.
De abbraties die zichtbaar zijn in de 20uSec stand, kunnen ook sample abberaties zijn, zonder wat verder te frutten kan ik er nog weinig van zeggen.

Analoog kan ik redelijk beredeneren/beheersen, maar in het digitale domain, ben ik nu eenmaal een prutser :-)

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
High met Henk

Special Member

Kun je voor mij eens een databus (rs232 rs485 of can) eraan hangen? Minimaal 100 kbit/s. Ik zie nu namelijk repetetieve signalen en dan kan nyquist een hoop recht trekken uit oudere samples.

Maar bij data gaat dat hopeloos mis..

Verder vindt ik het niet echt tegenvallen voor onder de 20 € nu.

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???
blackdog

Golden Member

Hi Sven, :-)

De twee databussen zijn dood, misschien als hij in de programmeer stand gezet wordt, maar ben bang dat er weinig zinnigs te zien zal zijn.
De fabrikant is erg bang dat zijn code gestolen wordt i.v.m. namaak. ook op het bootscherm waarschuuwd hij hier voor.
Natuurlijk is dit geheel zinloos klonen genoeg...

Ik vind het erg knap, ogelovelijk bijna wat met een moderne microcontroler mogelijk is.
En dan ook nog voor die prijs een nette print en alle onderdelen!

Dit houd in dat als ik 128x128 TFT display koop voor zeg 5 Euro, wat een nette prijs is, dat ik alsnog flink genaaid wordt *grin*

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Ik heb de DSO-150, praktisch gelijk aan deze, maar met een mooie behuizing er omheen. Het analoge deel zit op een apart printje bij de DSO-150:

Ik heb nog een DSO112A in bestelling staan.

Review DSO112A: https://www.youtube.com/watch?v=fGU9LoEpQFw

https://www.aliexpress.com/item/DSO-112A-TFT-Mini-Digital-Oscilloscope…

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.
High met Henk

Special Member

Bram, ik bedoelde niet om uit te lezen de databus. Ik bedoelde een databus op de meetingang!
Als je Nyquist hanteert op repetetieve bloksignalen kun je de flanken van de blokken gaan zoeken.

Bij digitale data zitten die flanken nooit op dezelfde plaats, je bitpatroon is namelijk anders dan bij een signaal blok

Ff een voorbeeld. Je hebt een blok van 1 hz en die begint laag en wordt hoog.
Ik sample met 5.1 Hz. De eerste 3 samples zijn laag en dan 2 hoog. Ik krijg dan 2 schuine lijnen tussen sample 3 en 4 en 5 en 6. In de volgende samples schuiven mijn puntjes iets op en weet ik beter waar het signaal nog hoog en laag is.
Na ongeveer 20 x die blok gemeten te hebben, heb ik die 2 flanken vrij nauwkeurig te pakken (heb die blok dan 100x gesampled) en staat die schuine lijn recht. Ik moet dan wel 20x dezelfde blokvorm meten.
Als de blok ondertussen verandert... Wat dan??

Dat is wat Nyquist zei...

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

Op 19 januari 2018 22:21:18 schreef blackdog:
De fabrikant is erg bang dat zijn code gestolen wordt i.v.m. namaak. ook op het bootscherm waarschuuwd hij hier voor.
Natuurlijk is dit geheel zinloos klonen genoeg...

Ik heb hem gekocht met "open source firmware". Toen ik hem kreeg en de firmware wilde downloaden was het opgesloten.

Een paar figuren bij Fraunhofer hebben de beveiliging van de STM32 familie tegen het licht gehouden.

1) In "protectie level 1" kan je gewoon debuggen, maar niet de flash uitlezen. Niet getreurd: Je zet de boel aan, houdt de reset vast, en laat dan de reset voor een x aantal microseconden los en dan weer actief. Nu met reset actief kan je de RAM inhoud teruglezen. Door nu steeds die x iets op te hogen krijg je een serie ram-images waar je een hoop uit kan afleiden. Mocht de firmware bijvoorbeeld een checksum uitrekenen over z'n flash geheugen ben je klaar. Gewoon alle tussenresultaten nemen en daar kan je het origneel uit herleiden.

2) Bij de STM32F0 familie (die hebben ze getest, volgens ST is het de enige die deze bug heeft....) kan je in protectie level 1 vragen om de flash uit te lezen. Het "dat mag niet!!!!" circuit is 2 clock cycles langzamer dan het uitlezen. Moet je wachten op de CPU die een bus-access doet, pech: de "dat mag niet!" is op tijd om jou access te blokkeren. Maar bij normale code heb je zo'n 50% kans dat je precies 1 locatie kan uitlezen. Resetten en overnieuw beginnen......

3) Omdat "men" bang was dat met de toch ingewikkelde debug stuff nog actief kan je ook "level 2" selecteren. De hele debugger is dan geblokkeerd. Dit om bugs zoals nummer 2 hierboven voor te zijn.... Dit is nog niet beschikbaar op de STM32F1xx familie. Omdat je nu met geen mogelijkheid nieuwe firmware hierin kan schieten is 1 bug in de firmware dus een "bricked" chip. Daarom hebben ze gekozen voor een speicifieke codering in het protectie-register: 0xcc is level 2, 0xaa is level 0, en al het andere is "level 1". wil je downgraden van level 2 naar level 1, dan hoeft er maar 1 bitje om te vallen..... Chip decappen, door wat van de flash af te dekken kan je deduceren welke bitjes waar zitten en even later kan je alles afdekken behalve het onderste bitje van de "protection level" flash celletjes. 1 bitje flippen en ga verder bij puntje 2....

De gasten die bij Fraunhofer dit onderzoek hebben gedaan, hinten er naar dat dit de enige bugs zijn die bestaan. Alsof zij echt de allerbeste hackers zijn. Ik ben daar niet van overtuigd. Zo hebben ze niet clock cycles of power supply zitten glitchen. (voor zover ik uit het artikel kan halen).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
blackdog

Golden Member

Hi Sven,

Ik heb geprobeerd aan databussen te meten, dat is niet echt zijn "ding" :-)
Krijg je het signaal wel getriggert, dan kan je er verder nog maar weinig mee, inzoomen hahahahaha.

Het is voor mij niet allemaal kommer en kwel (ja ik houd van uitdrukkingen).
Deze scoop is goed bruikbaar voor minstens één projectje dat nog op stapel staat.
Dat is een 230V monitor unit, waar ik de 230V "sinus" van in beeld breng en kan kiezen als ik de 50Hz onderdrukt heb.
Verder ook de golfvorm van de belasting die op deze testunit is aangesloten.
De bandbreedte is voor deze zaken voldoende en wat triggering betreft valt het dan nog mee.

Een anderere toepassing is het weergeven van langzaam veranderende signalen, daar is de 500 seconde/Div erg handig voor.
Dat is één uur en 40 minuten per scoopbeeld!

Dit is een wat moeilijker "analoog" signaal en dat valt vrij goed te triggeren.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-17.png

Dit signaal komt ook uit de ARB functie van mijn generator en het moet een aardbeving voorstellen, was vrij goed te triggeren.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-18.png

Deze was geen groot probleem, maar de tijdbasis kan niet langer gezet worden, dan raakt hij de weg kwijt, wat korter ging wel goed.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-19.png

Dit is een wat complexer signaal, en hier begint het moeilijk te worden, dit signaal heet "Pahcur",
hier zijn de trigger fouten goed zichtbaar.
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-20.png

Als de tijdbasis nu van 2mSec naar 1mSec gezet wordt, is het signaal volledig schoon op beeld, dit hoort er zo uit te zien!
http://www.bramcam.nl/Diversen/DS0138/DS0138-21.png

De volgende stap is een OPA4140 in te solderen, kost meer dan de helft van het hele ding *grin*

Groet,
blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
High met Henk

Special Member

Dat bevestigd mijn vermoeden:
Zeer lage sample rate.
Ook de trigger is niet echt top valt mij op, waardoor hij voor mij onbruikbaar is...

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???
blackdog

Golden Member

Hi Sven,

Voor digitale toepassingen is dit ding geheel ongeschikt.
Ik heb vandaag de opamp vervangen door de OP4140 en dat bracht in ieder geval een lagere offset en minder ruis.
De aliasing boven de zeg 5KHz werd daar natuurlijk niet beter op.
Ook andere golfvom vervormingen (abberaties) werden niet minder daar dit ondermeer met de printopbouw heeft te maken.
Dus er is al vervorming omdat in de verzwakkers aan de ingang stoorsignalen worden genereerd.
Verder helpt het ook niet mee, dat één opamp grof in het clippen wordt gestuurd voor de triggering, dit levert extra overspraak in de andere opamps op.

Als laatste om uit te zoeken waar de vervormingen het signaal binnen komen, heb ik een signaal geinjecteerd in de laatste opamp die de ADC aanstuurd.
Ik heb een 1K weerstand aan de -ingang gesoldeer en daar de 50Ω afgesloten generator aan gehangen.
Alle abberaties van het ingang signaal zijn dan weg maar de alias en sample abberaties zijn er dan nog steeds aanwezig.

Mijn conclusie, als je hem voor zeg analoge signalen tot 5KHz wilt gebruiken, mooi, leuk maar hou er rekening mee, dat het geen echte osciloscoop is.
Voor mijn toepassing die max. tot een paar KHz gaat, dan heb je een leuk ding dat zeker 10 bit vertikale resolutie heeft met ook nog een zeer lange tijdbasis als dit gewenst is.

Dus, laat al mijn aanpassingen lekker achterwegen, werkte een aantal, jazeker, maar er zijn andere abberaties die dan toch nog dominant zijn om van iets zinnigs te spreken.

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

De chip kan samplen tot iets van 1MHz. Dus tot zeg 100kHz bandbreedte valt er iets te halen. Het kan best dat het analoge frontend daar niet tegen opgewassen is.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
blackdog

Golden Member

Hi rew,

De opamp uitgang die de ADC aanstuurd kan de 100KHz makkelijk aan, net nog even geprobeerd voor je :-)
De ADC in zo'n microcontroler is natuurlijk geen "state off the art" modelletje.
Hoe hoge de sample frequentie des te groter de fouten die gaan optreden in de ADC van de microcontroler.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
benleentje

Golden Member

Aan de andere kant al best wel knap dat een micro controller dit al kan.

Dat is een 230V monitor unit, waar ik de 230V "sinus" van in beeld breng en kan kiezen als ik de 50Hz onderdrukt heb.

Wil je hem dan semi direct via wat condensatoren op het lichtnet aansluiten of komt er dan nog een meettransformator tussen?

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op de een of andere manier zijn er een hoop projecten die de STM32F103 nog gebruiken terwijl er een hoop nieuwere families en chips zijn. Veel in compatible behuizing. Mogelijk dat de ADC in de STM32F072 bijvoorbeeld iets beter is met hogere samplefrequenties.

Ik dacht, laat ik m'n zoek-actie naar open source firmware eens herhalen.... En zowaar:
https://github.com/ardyesp/DLO-138
https://github.com/essboyer/DSO138
De laatste compileert in 1x bij mij.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
High met Henk

Special Member

Het is idd niet slecht sampelen op 1 MHz.

Maar even ter vergelijk... Mijn tek sampelt op 1gs/s
Zijn broertje op 500 Ms/s

Er is geen ad converter die dat kan, dus moet je je ad's in cascade laten samplen....

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

Moderne scopes sampelen vele malen sneller dan hun analoge frontend aankan. Iemand een reden hiervoor? Nyquist zegt dat het niet nodig is. En ik respecteer die gast....?

[Bericht gewijzigd door rew op zaterdag 20 januari 2018 21:55:12 (27%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dus met 1Gs/s zou je een signaal van 400 MHz nog goed kunnen samplen?

Maar dan wordt het toch wel lastig om daar real-time een mooi beeld van te maken volgens mij.

High met Henk

Special Member

Zoals ik al zeg. Data patronen.
Denk aan 1mbit. Je hebt dan 1000 samples in je scherm

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

Informatieve review, waarvoor dank :)

Een "relatief snel" sampling frontend hoeft niet veel of speciale electronica te omvatten, zou het niet mogelijk zijn dat te combineren met wat extra slimmigheid vanuit de Uc ? Allicht concurreert dat echter niet (meer) tegen een echte snelle ADC / RAM..

Op 20 januari 2018 22:11:11 schreef deKees:
Dus met 1Gs/s zou je een signaal van 400 MHz nog goed kunnen samplen?

Maar dan wordt het toch wel lastig om daar real-time een mooi beeld van te maken volgens mij.

Dat valt ontzettend mee. De hardware sampled een 32K of 2M buffer vol in zeg een miliseconde. Dan neem je de rest van 15ms de tijd om het scherm te tekenen. Dat je dit maar 60x per seconde doet en niet 1000 of een miljoen dat ziet niemand: het scherm ververst maar 60x per seconde.

@Sven: Maar met een 40MHz frontend is op 100Msamples per seconde samplen ruim voldoende om het signaal te kunnen reconstrueren. Of je nu in software gaat interpoleren tussen de 100 samples die je hebt of dat je er van uitgaat dat de hardware het al gedaan heeft... Dat maakt niet uit.

STEL je hebt een fotocamera. Maar de lens is wazig: Bedoeld voor een 640x480 sensor. Stel daar zet ik nu een 6 mpixel sensor achter: Leuk voor als ik een 640x480 uitsnede wil maken zeg jij dan, maar het resultaat is net zo wazig als wanneer ik in software de boel had opgeblazen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/