¿Cómo hacer un osciloscopio con Arduino?

Los mejores osciloscopios Arduino, utilizan una plataforma tecnológica propia, logrando así reducir costes y brindando un funcionamiento de nivel profesional. Actualmente, muchas personas fabrican sus osciloscopios propios, esto sin necesidad de ser expertos en la materia electrónica, y lo logran usando la tecnología de Arduino.

Esta es una plataforma muy versátil y vanguardista en las áreas electrónicas, que ofrece bajos costos y posee un código abierto muy amplio, gracias a esto puede proporcionar a los desarrolladores una variedad de posibilidades casi infinita. Si deseas fabricar un osciloscopio con Arduino sencillo, económico y eficaz pero no sabes cómo, el siguiente artículo te será de mucha ayuda.

Cómo Hacer Osciloscopio Arduino

Antes de enterarnos de cómo fabricar un osciloscopio Arduino, debemos conocer el concepto de ”osciloscopio”.

Los osciloscopios son instrumentos que se utilizan para la medición en la electrónica. Estos representan los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas dentro una pantalla que muestra una gráfica de amplitud de tensiones, en el eje vertical Y, y tiempo en el eje horizontal X, a esta imagen, o gráfica, obtenida en el dispositivo se le denomina oscilograma.

De igual forma, se utilizan diariamente en situaciones cotidianas aunque no nos percatamos de ello. Un ejemplo claro puede ser la medicina, ya que con un transductor correcto puede volver las señales físicas en eléctricas, logrando expresar así la presión, el ritmo cardíaco, vibraciones, medir fases entre señales entre otras cosas.

Ahora que sabemos qué es un osciloscopio y para qué se emplea, conozcamos de forma concreta a qué nos referimos con Arduino y qué relación tiene con dicha herramienta.

➡️¿Qué es Arduino?

Es una compañía que se especializa en el desarrollo de software y hardware libre o abierto, los cuales son una comunidad de alcance internacional que diseña y manufactura placas de desarrollo de hardware.

Dichas plataformas son utilizadas para construir dispositivos tanto digitales como interactivos, que son capaces de detectar y controlar objetos del mundo real.

En cuanto a la programación que emplea Arduino, cabe destacar que cuenta con una variedad de lenguajes creados específicamente para ser utilizados por esta plataforma. Dichos lenguajes están disponibles para descargar libre y gratuitamente y son muy fáciles de manejar.

Los osciloscopios a pesar de ser herramientas muy útiles y necesarias tienen una desventaja grande, y es que la mayoría no están al alcance de estudiantes o trabajadores por sus costos elevados. Por este motivo, se ha optado por Arduino para construir mediante sus plataformas osciloscopios eficaces y económicos.

‎‎🔶Osciloscopio con Arduino, ¿Qué debe incluir?

Ciertamente los osciloscopios que contienen una plataforma Arduino son dispositivos muy sofisticados en cuanto a sus funciones y manejo, pero a nivel de fabricación y programación, son realmente accesibles para muchas personas. Estos equipos cumplen con muchas más funciones que las que un osciloscopio tradicional en el mercado pueda ofrecer. Con el uso de la plataforma electrónica que ofrece Arduino, es posible desarrollar una infinidad de prototipos.

Para que un osciloscopio pueda considerarse dentro de la tecnología Arduino es importante que contenga los siguientes elementos:

✔Placa Arduino

✔Pantalla gráfica LCD con dimensiones recomendadas de 240 x 230

✔Placa Analógica Arduino con resolución de 10 bits (puede mostrar un valor entre 0 y 1024)

✔LRD para convertir señales analógicas en gráficas y observarlas en pantalla

✔Placa microcontrolada que soporte una tensión de alimentación de hasta 5 voltios

Es importante añadir que las entradas analógicas de Arduino tienen una resolución de 10 bits, y arroja valores entre 0 y 1024, equivaliendo 0 a 0 voltios y 1024 a 10 voltios.

Así, pues, con el uso de su poderoso software de código abierto, se está en libertad de hacer cualquier modificación, esto resulta en que sea posible recrear prácticamente cualquier idea planteada. De esta manera, es posible darle un toque personal a cada uno en cuanto a su diseño o tipo de datos que se necesiten.

👉¿Cuales son las ventajas de adquirir un osciloscopio Arduino?

→Son económicos, y puedes obtener un osciloscopio a un precio más bajo pero con las mismas características que uno comercial

→Son portátiles, gracias al ordenador Arduino podrás llevas y utilizar tu osciloscopio donde lo requieras

→Puedes personalizarlos si cuentas con conocimientos de programación básicos, y tendrás la opción de añadir funciones que necesites realizadas por ti mismo.

Las ventajas de descargar un código para un osciloscopio Arduino son sumamente apreciables por los usuarios, ya que estos pueden variar la sintaxis en la programación de estos componentes de una manera muy simple. De hecho, gracias a la flexibilidad, tanto en el hardware y en el software, hace posible que se pueda realizar casi cualquier diseño que venga a la mente del usuario para darle las características personales al osciloscopio.

Es muy oportuno mencionar; que el software de código abierto de los osciloscopios Arduino ayuda a lograr utilizar una cantidad alta de aplicaciones muy útiles para la utilización de este.

El entorno del área de programación para hacer un osciloscopio Arduino está dispuesto de una manera muy clara y simple además de intuitiva, lo que hace que esta sea muy amigable y adaptable para el usuario. Al contar con un sistema multiplataforma, te permite interactuar con la mayoría de los sistemas operativos existente, utilizar bases de datos y múltiples recursos que se pueden encontrar online.

¿Cómo hacer un osciloscopio con Arduino?

Podemos resumir la fabricación del mismo en 3 pasos sencillos:

Paso 1-Crear código para la programación del osciloscopio y sus funciones
Paso 2-Instalar el software para admitir los datos en nuestro ordenador
Paso 3-Probar tu osciloscopio con Arduino realizando mediciones

🔹Paso 1. Crear código para la programación del osciloscopio y sus funciones

Para comenzar con la fabricación de tu osciloscopio es necesario un código para leer el valor analógico del pin A0 de la entrada analógica. Esto puedes hacerlo fácilmente utilizando la función AnalogRead.

El rango de valores arrojados por nuestro osciloscopio, será de 0 a 1024, donde 0 equivale a 0 voltios, y 1024 a 5 voltios.

Seguidamente dicho código se enviará al ordenador utilizando un puerto serie.  

🔹Paso 2. Instalar el software para admitir los datos en nuestro ordenador

Para que nuestro ordenador entienda los valores enviados por la placa Arduino, es preciso contar con un software, que podrás descargar gratuitamente mediante esta web:

https://processing.org/

Luego de terminar la descarga, deberás proceder a la instalación del software en tu ordenador. Ahora bien, para que logres interpretar de mejor manera los datos mostrados en pantalla, probablemente necesites una interfaz que deberás ejecutar durante el procesamiento mediante un còdigo específico. Dicho código, puedes extraerlo de la siguiente web:

https://gist.github.com/chrismeyersfsu/3270419

🔹Paso 3. Probar tu osciloscopio con Arduino realizando mediciones

Para proceder a probar tu osciloscopio será necesario que conectes dos cables de puente a tu Arduino. Uno de tierra y otro de la entrada analógica A0. Una vez conectados serás capaz de realizar las mediciones y observarlas en tu ordenador.

Para lograr visualizar estos datos en la pantalla, debemos realizar un barrido de izquierda a derecha con un bucle FOR, y luego variar la coordenada ‟Y” en función del resultado de la medición.

🔺¿Cómo funcionan los osciloscopios con Arduino?

Arduino, en su amplia variedad de productos, cuenta con micro-controladores, que pueden ser programados de manera muy sencilla y sin necesidad de ser un experto. Sin embargo, si es necesario tener conocimientos básicos en las áreas de electrónica y desarrollo, para poder darle seguimiento de manera correcta y eficiente a los pasos respectivos.

Esta gran variedad de micro-controladores puede ser configurada a través de distintos lenguajes de programación de código abierto. Los controladores más complejos son muy utilizados para hacer osciloscopios Arduino y pueden ser manejados con tu ordenador, tableta o móvil, por medio de un puerto USB conectado al mismo.

Muchos de estos micro-controladores Arduino poseen la capacidad de recibir señales por medio de sus sensores, y pueden trasmitirlas en otros dispositivos. Evidentemente, esta característica favorece en 2 aspectos importantes:

  • Poder eliminar el gasto de la pantalla del osciloscopio que estés construyendo
  • Hacerlo más portátil

Para un osciloscopio con Arduino tienes la posibilidad de descargar programas desde la red y realizar todos los cambios que el software del dispositivo. De igual forma puedes ir adquiriendo las piezas de manera separada en y ensamblarlo en tiempos diferentes, es decir, el momento que lo consideres indicado.

La plataforma Arduino tiene seis (06) entradas analógicas, por lo que evidentemente puede hacer hasta seis mediciones de forma simultánea.

Ahora sabes qué es un osciloscopio y cómo puedes hacer uno propio dese la comodidad de tu casa, gastando poco y con ventajas que te permitirán personalizarlo y utilizarlo según lo necesites.