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DSO 150

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Das DSO 150 ist ein digitales, 1-kanaliges Mini-Oszilloskop. Es wird auf vielen Webseiten für sehr kleines Geld als Bausatz angeboten.
Für den Hobbybastler ohne grosse Ansprüche ist es gut geeignet, für den professionellen Einsatz nicht. Ich finde es niedlich und eine nette Hilfe wenn man mal ein paar simple Signale klappern sehen möchte.
Durch seine kompakte Form bietet es sich geradezu für den mobilen Einsatz an. Aber leider ist es ab Werk nur für den Betrieb mit einem Netzteil ausgelegt ist. Zum Glück haben sich bereits viele Bastler mit dem DSO 150 beschäftigt und Lösungen für den Akku-Betrieb gefunden. Zusätzlich existiert sogar eine alternative Firmware mit erweiterten Funktionen. Also beste Voraussetzungen für erfolgreiches Basteln :)

Das Gerät wird ebenfalls in einer komplett, fertig montierten Version angeboten.

Links und Hilfen

Der Hersteller hat für seine Produkte ein Support-Forum angelegt in dem man alle notwendigen Infos findet, incl. Schaltplan:
JYE Tech Forum
Der Umbau auf Li-Ion-Akku ist hier beschrieben: Umbau auf Li-Ion-Akku
Zudem eine Download-Seite mit aktueller Firmware: Firmware
Auch die Sourcen sind verfügbar, allerdings sollen die nicht vollständig sein: DSO-Shell-open-source-version
Diese Anleitung beschreibt das Updaten: DSO Shell: How to Upgrade Firmware

Eine weitere, sehr hilfreiche Seite eines engagierten Bastlers ist diese: RudisWiki

Ein genialer Programmierer hat die DSO138-Firmware für das DSO150 angepasst und mit vielen zusätzlichen Funktionen versehen:
Open-DSO-150. Diese Firmware habe ich verwendet.

Ein weiteres Open-Source Project: DSO_STM32Duino.
Diese SW unterstützt einen "HW-Hack": Die Anschlüsse des Rotary-Encoders werden über separate Pins abgefragt und sind nicht mehr mit dem Display-Interrupt verbunden. Es gehen dadurch keine Clicks mehr verloren.
Eien weiter Option/Modifikation ist die Aktivierung des USB-Ports.

Ein Link zum Thema Data-Capture.

Akku-Stromversorgung

Das Konzept der neuen Stromversorgung in der Übersicht.
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Ein 3.8V Li-Ion-Akku liefert die Energie, der folgende Step-Up Konverter hebt die Spannung auf 9V an.
Zum Laden wird ein normales USB-Netzteil benutzt (oder ein PC-Port).
Der Akku bleibt auch im ausgeschalteten Zustand mit der Ladeschaltung verbunden (Standby-Leckstrom nur ~2.5uA).
Der vorhandene Ein/Ausschalter wird weiterhin benutzt, die Versorgung des Step-Up wird damit geschaltet.

Eine komplette Ladeelektronik für Li-Ion-Akkus gibt es als Modul z.B. bei ebay. Ich habe das folgende Modul ausgewählt:
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dso150 Das Lade-IC ist ein TP4056 (Stichwort für die ebay-Suche). Die Module gibt es in diversen Konfigurationen. Einige haben zusätzlich noch eine kleine Schutzschaltung (gegen Unterspannung?) mit drauf, andere einen zusätzlichen Step-Up Konverter (wie in meinem Fall).

Welche Kombination aus Lade-/Step-Up-Modulen mal wählt spielt keine Rolle.

Das DSO150 benötigt eine Spannung von 9V (untere Grenze ~7.5V). Zwei Akkus in Reihe wären grenzwertig (2*3.8V=7.6V), ein Step-Up Konverter ist die bessere Wahl. Auch diese gibt es in grosser Auswahl als fertige, kleine Module. Üblicherweise sind sie mit einem SDB628, oder einem kompatiblen Typ (MT3608, FP6291, ..) aufgebaut.

Auf dem Modul befindet sich ein Poti um die Ausgangsspannung einzustellen. Dieses kann durch einen Festwiderstand ersetzt werden.

Der Ladestrom muss auf ~250mA begrenzt werden (Widerstand an Pin 2) um auch an einem PC-USB zu funktionieren.

Akkus

In meinem Fundus hatte ich eine kleine Auswahl von Akkus von Blackberry die alle ausreichend Platz im Gehäuse finden.
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dso150 Ich habe den Typ "MS1" mit ~1500mAh Kapazität gewählt (das DSO150 benötigt ca 120mA@9V).

HW-Modifikationen

Um etwas mehr Platz zu schaffen wird der Dreh-Encoder ohne Hilfsplatine montiert. Die Beinchen zurückbiegen und direkt auf die Hauptplatine löten.
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dso150 Die Bauteile J7 und D2 werden entfernt. Die Zuleitung zu U3 wird unterbrochen
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dso150 Falls eine Kombi-Platine benutzt wird muss die Verbindung zwischen Akku-Ladeteil und Step-Up-Teil unterbrochen werden. An dieser Stelle wird der Ein/Aussschalter eingeschleift.
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Die Unterseite wird isoliert. Das Modul wird auf der Hauptplatine befestigt. Dazu die Massefläche an einigen Punkte freikratzen und stabile Drähte zu den Massepunkten auf dem Modul ziehen.
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Die Kabel verdrahten.
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Den Akku anschliessen.
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dso150 Auf dem Foto sind auch noch die Kabel vom Programmieren des Prozessors zur erkennen.

Jetzt fehlt nur noch die USB-Buchse.

USB-Seriell Adapter

Der Adapter basiert auf einem CP2102 von Silicon Labs.
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Ein gut passender Einbauplatz ist neben dem Dreh-Encoder. Der dicke Bügel sichert die Buchse mechanisch.
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Von dort wird auch der Laderegler mit Strom versorgt.

Laut Datenblatt arbeitet der CP21202 mit einer 3.3V Logik an seinem (Tx-) Port. Gemessen habe ich aber 4.0V !?. Deshalb folgt am Tx-Ausgang noch ein Spannungsteiler (1k/4k7) um auf die 3.3V des STM32 zu kommen. Der Rx ist tolerant ausgelegt und funktioniert ohne Änderungen.

Die HW-Modifikationen sind damit abgeschlossen.
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Firmware Versionen

Bei der Firmware muss man unterscheiden aus welcher Quelle der Bausatz stammt. Die neueste Firmware des Originals ist die "113-15001-120". Die letzte "freie" Version ist die "..-64", für neuere benötigt man einen Freischaltcode vom Hersteller. Unter Angabe der Seriennummer, und die ist bei einem Fake nicht vorhanden. Ja, selbst von chinesischen Produkten gibt es Fakes..

Im Fake steckt eine "113-15001-060".

Eine alternative Firmware ist die "Open-DSO-150". Die hat ein findiger Programmierer auf Basis der DSO 138 Firmware gebaut und ins GitHub gestellt. Der Code ist komplett offen, während bei der JYE-Tech Version ein Teil nur vorkompiliert vorliegt (liegen soll).

Firmware tauschen

Zum Flashen des STM32 benötigt man einen USB/Seriell Adapter für 3.3V Logik. Auf dem Board sind die Kontaktpunkte gekennzeichnet. Ausserdem müssen noch 2 Lötbrücken geschlossen werden um den Bootloader-Mode zu aktivieren. JYE Tech hat dafür eine Anleitung.

Ein passendes Flash-Tool gibt es kostenlos von "ST". Herunterladen und installieren. Die Bedienung ist simpel und geradeaus.
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Ein Problemchen taucht auf wenn man die Firmware von "Michar71" benutzen möchte. Im "github" sind nur die Quellen abgelegt, kein "HEX"-File. Das muss man sich selbst kompilieren, und der Weg ist relativ aufwändig.

Ausgangspunkt ist der Atollic TrueStudio Kompiler von "ST". Herunterladen und installieren. Das Paket hat leider mehrere 100MB Umfang..
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Meine ersten, naiven Versuche mit der Oberfläche brachten überhaupt keinen Erfolg. Einfach das Projekt von "Michar71" zu öffnen funktionierte nicht. Der Trick ist, dass man es zuerst importieren muss. Wie das geht ist in in den GitHub-Issues erläutert, oder in diesem Video.
Unter dem Menüpunkt "Project - Manage Build Configurations" kann man noch zwischen "Debug" und "Release" wählen, wobei "Release" mit einem Fehler abbricht. Beide Varianten sollen aber die gleiche Funktionalität haben. Ich benutze daher "Debug".
Nach dem (hoffentlich erfolgreichen) Kompilieren findet man dann im "Debug"-Ordner das ersehnte HEX-File.

Wer dann noch etwas spielen möchte findet in diesem Blog erste Anregungungen für eigene Modifikationen.

Neue Funktionen der Firmware

Ein besonderes Feature der Firmware aus dem GitHub ist die Möglichkeit Snapshots auszulesen. Dachte ich zumindest .. :/
Da hat meine Wunschvorstellung wohl zuviel hinein interpretiert. Im Source-Code konnte ich keinerlei Hinweise auf diese Funktion entdecken.
Wer die Snapshot-Funktion benötigt muss auf eine der SW-Versionen von JYE Tech zurückgreifen.