• Proiectul constă în realizarea unui osciloscop digital standalone, capabil să captureze și să afișeze semnale analogice în timp real, cu un generator intern de semnal și intrare externă prin jack 3.5mm.

• Scopul lui: vizualizarea și analiza semnalelor electrice la un cost accesibil, fără echipamente comerciale costisitoare.

• Ideea de la care am pornit: Sincer sa fiu nici eu nu stiu, pur si simplu am avut o iluminare

• Utilitate: pentru alții, un instrument funcțional sub 300 RON care înlocuiește un osciloscop entry-level. Pentru mine, o integrare completă a tuturor temelor PM — ADC, SPI, I2C, timere și întreruperi — într-un singur sistem hardware coerent.

Osciloscopul este organizat în jurul a cinci module hardware și trei module software, toate coordonate de ATmega328P.

Module hardware:

Lanțul de condiționare a semnalului se află la calea de intrare. Un semnal analogic intră prin mufa jack de 3.5mm, trece prin două diode 1N4148 care clampează tensiunea la 0–5V, apoi prin op-amp-ul MCP6002 configurat ca voltage follower (buffer unity-gain), și în final printr-un filtru RC trece-jos de 1kΩ/10nF (fc ≈ 16 kHz) care previne aliasing-ul înainte ca semnalul să ajungă la pinul ADC (A0).

Placa ATmega328P Xplained Mini furnizează microcontrollerul ATmega328P care rulează la 16 MHz, cu un debugger/programator integrat mEDBG accesibil direct prin USB — nu este necesar niciun programator extern. Placa operează la 5V și expune toți pinii MCU prin headere compatibile Arduino (J200, J201, J203). Un regulator onboard de 3.3V (disponibil pe J202 pin 4) alimentează display-ul ILI9341.

Display-ul TFT ILI9341 de 3.2” (320×240 pixeli, 65K culori) se conectează la ATmega328P prin busul hardware SPI. Redă forma de undă ca o linie continuă, suprapusă pe o grilă. UI-ul afișează scalele curente de time/div și volt/div, măsurătorile în timp real ale Vpp și frecvenței, și indicatorul HOLD când display-ul este înghețat. Deoarece ILI9341 operează la logică de 3.3V, un level shifter bidirecțional cu 4 canale (Pololu 2595) este plasat pe liniile SCK, MOSI, CS, DC și RST.

DAC-ul MCP4921 de 12 biți partajează busul SPI cu display-ul (CS separat pe D9) și generează semnalul intern de test prin primirea de valori de la ATmega328P la intervale regulate conduse de Timer2 ISR. Valorile sunt calculate dintr-un tabel de căutare (LUT) de 256 de puncte pre-calculat la startup, permițând generarea de semnale sinus, triunghi și dreptunghi. Ieșirea DAC-ului se întoarce în lanțul de intrare analogică, formând o buclă de demo standalone. Ieșirea DAC poate fi de asemenea conectată prin cablul jack la mufa de intrare pentru demonstrații complete.

Modulul EEPROM AT24C256 se conectează pe busul I2C (A4/SDA, A5/SCL) și stochează setările utilizatorului — trigger level, indexul time/div și indexul volt/div — astfel încât acestea persistă între sesiuni.

Module software:

Motorul de sampling rulează într-un ISR Timer1 CTC configurat să declanșeze la un interval programabil (de la 1µs la 1ms per sample). Implementează detecție de front pentru trigger — așteaptă ca semnalul de pe A0 să treacă un prag configurabil în direcția dorită înainte de a umple un buffer circular de 240 de eșantioane. Double-buffering previne glitch-urile pe display.

Renderer-ul de display rulează în main loop. Citește buffer-ul front, mapează fiecare eșantion ADC la o coordonată pixel Y bazată pe setarea curentă volt/div, și desenează segmente de linie între eșantioane consecutive. Grila, etichetele de scală, Vpp, frecvența și indicatorul HOLD sunt suprapuse deasupra.

Motorul de măsurători calculează Vpp = (max − min) × (3.3V / 1023) și estimează frecvența din numărul de zero-crossings în buffer, ambele actualizate la fiecare frame.

Listă componente:

Total estimat: ~229 RON

• scheme electrice (se pot lua şi de pe Internet şi din datasheet-uri, e.g. http://www.captain.at/electronic-atmega16-mmc-schematic.png)
• diagrame de semnal
• rezultatele simulării

</note>

Export to PDF