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Trasformiamo l'iPad/iPhone in un oscilloscopio

Oscium iMSO-104 ipad diventa oscilloscopio

Oscium, un'azienda produttrice di strumentazione elettronica di test innovativa, ha annunciato il suo nuovo prodotto iMSO-104, il primo oscilloscopio a segnali misti per iPod touch, iPhone, e iPad.

Attraverso questo prodotto, Oscium intende mettere a disposizione dei progettisti uno strumento semplice, a basso costo, e particolarmente intuitivo, in modo tale che essi possano concentrarsi più sugli aspetti di test e debug hardware che sulla gestione dell'interfaccia dello strumento. Il cuore dello strumento iMSO-104 (Oscium segue la filosofia di Apple anche nel naming del prodotto) è rappresentato da un dispositivo della serie PSoC 3 (Programmable System-on-Chip) prodotto da Cypress Semiconductor.

Le principali operazioni eseguite dal PSoC 3 che equipaggia l'iMSO-104 sono le seguenti:

  • gestione della comunicazione bidirezionale tra l'oscilloscopio ed il dispositivo iOS (iPod touch, iPad, iPhone) tramite il connettore dock proprietario di Apple
  • eleaborazione dei segnali analogici e digitali (oscilloscopio a segnali misti) presenti in ingresso

 

Nell'immagine di apertura dell'articolo è visibile l'iMSO-104, corredato di sonde, collegato ad un iPad, particolarmente indicato per la disponibilità di un ampio schermo a colori in alta risoluzione e per la funzionalità touch-screen estremamente intuitiva.

In precedenza si diceva che lo strumento è particolarmente innovativo, ed è infatti il primo oscilloscopio a segnali misti espressamente progettato per un dispositivo iOS di Apple.

Le sue dimensioni sono estremamente compatte, e si rivolge soprattutto a studenti, hobbysti, o anche per piccoli manutentori che con una modica spesa possono trasformare un dispositivo come l'iPad in uno strumento di diagnosi elettronica.

Per quanto concerne le caratteristiche tecniche, l'oscilloscopio è caratterizzato da un'ampiezza di banda di 5 MHz, con un sampling rate pari a 12 Msps. Possono essere campionati simultaneamente fino a 5 segnali misti: 1 di tipo analogico, e fino a 4 di tipo digitale. Il prezzo attuale della componente hardware è stabilito dal produttore in 279.99 dollari, mentre la corrispondente applicazione software (l'iMSO) è rilasciata gratuitamente, ed è liberamente scaricabile dal sito App Store di Apple. E' così possibile, ad esempio, eseguire un test dell'applicazione prima di decidere l'acquisto.

Nell'immagine seguente è mostrato l'oscilloscopio iMSO-104 collegato questa volta ad un iPhone 4. Si noti la compattezza del sistema complessivo e la pulizia delle linee.

Nella progettazione e realizzazione della parte hardware, i progettisti di Oscium sono stati agevolati dalla disponibilità del kit per la scheda di espansione CY8CKIT-023 di Cypress, espressamente progettato per realizzare un interfacciamento semplice ed immediato con i dispositivi della serie iOS (iPhone, iPod, iPad). Si tratta in pratica di una scheda di plug-in del kit di sviluppo CY8CKIT-001 per PSoC, il quale utilizza il sistema operativo iOS di Apple ed il corrispondente tool di sviluppo software (SDK) per creare un'interfaccia di comunicazione bidirezionale tra l'applicazione (disponibile sull'App Store di Apple) ed il corrispondente accesorio hardware collegato al dispositivo iOS. Il sistema è mostrato nell'immagine seguente:

Inoltre Cypress Semiconductor ha in programma di rilasciare in futuro una gamma completa di schede plug-in in grado di interfacciarsi ad una miriade di sensori elettronici ed attuatori, con applicazioni anche in altri settori come il processing audio, sensori analogici ad elevata precisione, grafica QVGA, interfaccia Controller Area Network (CAN), ed altro.

Come indicato dal produttore stesso, l'oscilloscopio è molto semplice ed intuitivo da usare, controllato tramite le gestualità della mano. Si può scaricare l'applicazione IMSO dall'App Store e testare l'interfaccia gratruitamente!

Il kit iMSO-104 include una sonda analogica 1x/10x, una sonda logica con 5 cavetti volanti per SMD, ed un cacciavite. Il sistema è compatibile con tutte le versioni di iPod Touch, iPhone, e iPad, equipaggiate con la versione di iOS 3.1.3 o superiore, e l'applicazione software è attualmente configurabile nelle seguenti lingue: Italiano, Inglese, Francese, Tedesco, e Spagnolo.

Sito web Oscium

CY8CKIT-023 PSoC® Expansion Board Kit For iPhone & iPod Accessories

 

 

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ritratto di gabri87

sicuramente

sicuramente un'ottima idea quella di utilizzare uno strumento avanzato come l'ipad o l'iphone come base per un'oscilloscopio...in questo modo si riesce a contenere il prezzo non di poco (certo c'è da considerare che di per sè questi smart tablet/phone non sono proprio economici, ma molti oggi ne possiedono uno..)
comunque non sono un esperto dal punto di vista tecnico e quindi mi chiedo se sia alla fine uno strumento equivalente ad altri oscilloscopi di fascia media. insomma, vale la pena?
interessante sarebbe poi un equivalente applicazione/hardware per android!
il sistema operativo di casa google mi sembra tra i più scelti dagli sviluppatori, anche sempre più in campo hardware.

ritratto di lucagiuliodori

Com'è che diceva la

Com'è che diceva la pubblicità!? ah si: "c'è una app per tutto" e questo caso ne è la controprova!

Veramente un bel dispositivo anche se avrei da ridire sul prezzo: leggo che si rivolge soprattutto a studenti, hobbysti, o anche per piccoli manutentori ma quale studente o hobbysta è disposto a spendere 297,99 dollari (sul sito da 297,99 dollari)?! la vedo difficile. C'è da considerare poi che i livelli di tensioni di ingresso sono limitati ai 40 V e non sono così sicuro sui livelli di isolamento tra dispositivo e iPhone/iPad.

Insomma, bel dispositivo, idea interessante ma il prezzo mi sembra troppo elevato per quello che è il dispositivo.

ritratto di electropower

Hai sollevato un argomento

Hai sollevato un argomento non da poco con il quale, durante la progettazione di un qualunque strumento almeno di misura, il progettista dovrebbe confrontarsi: l'isolamento galvanico. Qui non hai il problema della terra dell'impianto elettrico (causa di una serie innumerevole di casi di danneggiamento irreversibile di circuiti ospitanti alta potenza e relativi stadi di controllo a bassissima potenza, come microcontrollori e DSP)ma un minimo di isolamento tra l'iDevice e i segnali posti all'ingresso dell'oscilloscopio dovrebbe essere stato garantito, fosse solo sullo stadio di uscita e quindi di comunicazione tramite buffer optoisolati, ad esempio. Il problema di queste soluzioni è che sono onerose dal punto di vista dei consumi e andrebbero a pesare un tantino sulla durata della batteria. Per quanto riguarda l'alimentazione, invece, su quella non puoi isolare nulla perchè la prendi direttamente dall'Ipad, ma non dovrebbero esserci particolari problemi in questo caso dato che risulta abbastanza difficile che ci sia un ritorno di segnale di ingresso (i 40V massimi che diventano 4 con la sonda impostata sul rapporto 1/10) verso l'alimentazione. In realtà, analizzando la catena di conversione e considerando la presenza di un frontend attenuatore in ingresso, è probabile che non ci sia bisogno nemmeno dell'isolamento galvanico sul bus di comunicazione, anzi ti dirò di più, ne sono sempre più convinto. Se ci pensi, a meno che non si superi il massimo segnale di ingresso al punto di sfondare il frontend e applicare l'alta tensione sugli stadi di amplificazione/buffer di ingresso (opamp ovviamente), non dovrebbero esserci particolari cammini pericolosi di corrente dal segnale di ingresso verso l'Ipad. Prima di sfondare tutto bisognerebbe andare sufficientemente sopra il limite massimo, ma se fatto lavorare con coscienza e con un minimo di competenza, credo che lo stadio isolatore non sia ritenuto indispensabile.

ritratto di lucagiuliodori

"se fatto lavorare con

"se fatto lavorare con coscienza e con un minimo di competenza" è questo il problema :) e poi alle volte può capitare, in impianti non proprio fatti bene, che si vanno a misurare "basse tensioni" ma purtroppo, per fenomeni di accoppiamento vari, possiamo ritrovarci spike di tensione indesiderata anche sulla bassa tensione.

Lavoro in una ditta che che produce centraline per automazioni domestiche; è capitato proprio in questi giorni che un cliente si lamentava di un mal funzionamento di un nostro prodotto. Dopo svariate prove abbiamo verificato che era dovuto al fatto che il cliente che la montavo non collegava la linea di terra cosa che genera accoppiamenti tali da portare la fase (attenuata) sulla linea a bassa tensione.

In questo caso l'iDevice poteva subire dei danni...

ritratto di electropower

Progetto abbastanza

Progetto abbastanza interessante per quanto riguarda l’aspetto hardware, per quanto riguarda invece l’idea forse preferisco di più i nano oscilloscopi portatili della serie: http://hackaday.com/2009/10/19/dso-nano-oscilloscope-reviewed/ . Dal punto di vista hardware è interessante osservare come la Cypress disponga di una gamma di componenti che svolgono la funzione di dok bridge per lo standard di comunicazione proprietario dei dispositivi Apple. Che dire, proprio ieri si è aperto un post nel forum in cui si parla di un possibile progetto di oscilloscopio open source, o meglio in cui si sta discutendo delle principali tecniche e sfighe che si possono incontrare nella progettazione dello strumento che non dovrebbe mancare nei laboratori degli appassionati di elettronica (spaziando dagli hobbisti ai professionisti) ma che invece manca a causa del costo ancora relativamente alto. Allora sono nate una serie di proposte da parte di varie aziende di stampo anglo-americano che hanno promosso una serie di alternative più o meno economiche per poter dare a tutti la possibilità di avere il proprio oscilloscopio lasciando all’acquirente la coscienza di accontentarsi delle non elevatissime performance. Ricordiamo ad esempio che non tantissimo tempo fa, leggevamo sulle pagine di Elettronica Open Source di Xprotolab, l’oscilloscopio più piccolo del mondo dalle dimensioni tali da poter essere agganciano ad una breadboard sperimentale. Cosa fenomenale di questo oscilloscopio è che onboard monta anche un dislay oled da 0.96”…appunto il più piccolo al mondo! Costo?? Una cinquantina d’euro spese di spedizione incluse. Limitazioni?? Che ha una banda che non va oltre il megaherz ma implementa efficacemente algoritmi di FFT o di protocol sniffing per i protocolli SPI e I2C, praticamente i più usati nel mondo dei microcontrollori per mettere in comunicazione più parti distinte di un intero circuito digitale. E poi ci sono i nanoDSO che arrivano a coprire anche 4 canali analogici con una banda di 2 MHz per canale e il cui costo si approssima a quello del sistema proposto dall’articolo. Il vantaggio è che già di suo comprende un display Oled a colori e supporto microSD per salvare tutti gli screenshot che si necessitano. A gestire il tutto è un core a 32bit della ST (STM32) e una piccola CPLD per la gestione degli eventi di trigger.
Insomma, la corsa all’acquisto di strumenti particolarmente portatili e di scarse performance è dettata dal fatto che i modelli di oscilloscopio a cui bisogna veramente dare giustizia sono ancora troppo onerosi in costo per poter spingere un hobbista, ad esempio, ad avanzare l’investamento. Tuttavia, ci sono degli oscilloscopi di fascia media (come il Lecroy oggetto del contest) che non costano un’esagerazione e promettono caratteristiche tecniche che possono soddisfare un’ampia fascia di utenti.
La cosa che vedo sbagliata dell’idea presentata nell’articolo è quella di dover sottostare, per la visualizzazione, all’utilizzo di un ulteriore supporto esterno che può essere un Iphone/Ipad ma anche un qualunque altro smartphone. Già non vedo di buon occhio gli oscilloscopi che dispongono di una sola connessione USB e che quindi impongono l’utilizzo di un PC non solo per la post elaborazione ma soprattutto come supporto di visualizzazione, figuriamoci qui che per avere uno strumento di soli 5MHz di banda devo per forza aver speso una cifra ingente (con 600 euro compro un doppio canali di tutto rispetto e con monitor onsistem svincolandomi da tutto) per un dispositivo Apple. Investimento poco intelligente, a mio umile parere!!

ritratto di gabri87

secondo me

sono d'accordo con quel che dici.. per quanto riguarda l'idea di dover sottostare all’utilizzo di un ulteriore supporto esterno quale ipad ecc, ti sbagli.
devi vederla al contrario.
non è che mi devo comprare l'ipad perchè voglio l'oscilloscopio Oscium (non avrebbe alcun senso..). semmai, avendo già un ipad o iphone (e al giorno d'oggi molti ne hanno uno..non dico tutti) valuto l'ipotesi di un'ulteriore spesa aggiuntiva per trasformarlo in oscilloscopio.

ritratto di electropower

Si ok, è giusto il tuo

Si ok, è giusto il tuo concetto, ma andresti mai a spendere 249$ per uno strumento che può essere montato solo su un supporto esterno quale è l'ipad, ad esempio, che è dotato di protocollo di comunicazione proprietario? Se non hai un dispositivo Apple, non lo puoi usare e se per qualunque motivo il tuo Iphone / Ipad dovessi perderlo o non dovesse più funzionare, ecco che hai perso nel contempo anche l'oscilloscopio. Praticamente è un'investimento questo con un vincolo senza precedenti...si trattasse di comunicazione USB puoi utilizzarlo dove vuoi, è uno standard quindi...ma il protocollo Apple è proprietario proprio perchè lo utilizzano solo i dispositivi Apple, ergo non puoi utilizzare questo oscilloscopio con altri dispositivi. Poi, a quanto ho capito dall'immagine, è molto probabile che l'oscilloscopio si alimenti direttamente dall'Ipad, ma questo forse è quasi ovvio se si vuole garantire la piena portabilità dello strumento. Metti che hai il cellulare/tablet scarico. Cosa fai? lo ricarichi e fai la misura mentre è sotto carica...in realtà ciò non lo si può fare perchè il connettore dell iDevice dedito alla ricarica è lo stesso su cui è agganciato l'oscilloscopio...insomma, 249$ buttati se pensi a tutti i vincoli che l'utilizzo di questo strumento ti impone. Poi le caratteristiche tecniche non sono sicuramente delle più scarse, ma a quel prezzo puoi trovare qualcosa con visualizzazione onsystem e hai finalmente uno strumento la cui operatività è indipendente da qualunque altro device, di casa Apple soprattutto..

ritratto di electropower

Errata corrige...ho detto

Errata corrige...ho detto 249$ perchè ricordavo male...in realtà dovevo dire 297$ il che non fa che peggiorare la posizione dell'oggetto dell'articolo, almeno secondo il mio punto di vista, poi ognuno la vede come meglio crede. Di certo questo sarà uno strumento ben visto da tutti i convinti sostenitori della mela morsicata, e purtroppo non mi vedono solidale a loro...sono scelte di vita...comunque al di là della mia idea sui dispositivi Apple, avrei fatto le stesse critiche anche se l'oscilloscopio poteva collegarsi a qualunque altro smartphone. Ti dirò di più, già vedo che abbia più senso un progetto la cui visualizzazione è sempre su smartphone ma via bluetooth (tempo fa ho letto un articolo su un qualcosa del genere mi sa proprio su HackaDay, ma non voglio mettere la mano sul fuoco per la fonte...) perchè alla fine dei conti, con un adattatore USB-BT e un software lato PC che si interfaccia ad una COM virtuale, riesci ad utilizzare il tuo strumento anche su laptot o desktop computer...praticamente lo rendi meno vincolato agli standard proprietari e quindi anche meglio proponibile sul mercato.

 

 

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