📈 اسیلوسکوپ (Oscilloscope)

اسیلوسکوپ (Oscilloscope) نمودار ولتاژ بر حسب زمان را روی صفحه می‌کشد. مولتی‌متر می‌گوید «الان ۲٫۵ ولت است»، ولی اسیلوسکوپ نشان می‌دهد این ۲٫۵ ولت در واقع یک موج مربعی ۵ ولتی با پنجاه درصد روشنی است که صدها بار در ثانیه تکرار می‌شود. برای کسی که با آردوینو کار می‌کند، اسیلوسکوپ جواب سؤال‌هایی مثل «PWM واقعاً چه شکلی است؟»، «سروو چه پالسی می‌گیرد؟» و «چرا دکمه‌ام دو بار شمرده می‌شود؟» است.

اسیلوسکوپ در ووکوی (Wokwi)

تا جایی که می‌دانیم ووکوی اسیلوسکوپ آنالوگ ندارد. نزدیک‌ترین ابزارش آنالایزر منطقی با شناسه‌ی wokwi-logic-analyzer است: هشت کانال دیجیتال D0 تا D7 و یک GND. آنالایزر فقط صفر و یک را ثبت می‌کند؛ یعنی PWM، tone، پالس سروو و داده‌ی سریال را می‌بینی، ولی شارژ آرام خازن یا سطح ولتاژ آنالوگ را نه. بعد از توقف شبیه‌سازی، داده‌ی ضبط‌شده به شکل فایل VCD در اختیارت قرار می‌گیرد که با برنامه‌هایی مثل PulseView باز می‌شود.

{
  "version": 1,
  "parts": [
    { "type": "wokwi-arduino-uno", "id": "uno", "top": 100, "left": 0 },
    { "type": "wokwi-logic-analyzer", "id": "logic1", "top": -60, "left": 40 },
    { "type": "wokwi-servo", "id": "servo1", "top": -80, "left": 240 }
  ],
  "connections": [
    [ "uno:5", "logic1:D0", "green", [] ],
    [ "uno:8", "logic1:D1", "blue", [] ],
    [ "uno:10", "logic1:D2", "orange", [] ],
    [ "uno:GND.1", "logic1:GND", "black", [] ],
    [ "uno:10", "servo1:PWM", "orange", [] ],
    [ "uno:5V", "servo1:V+", "red", [] ],
    [ "uno:GND.1", "servo1:GND", "black", [] ]
  ]
}

اسیلوسکوپ دوکاناله‌ی واقعی (آنالوگ) در تینکرکد فارسی هم در مود ساده و هم در مود آردوینو هست و فرکانس و درصد روشنی را کنار موج می‌نویسد؛ باز کردن مثال‌ها رایگان است، ولی اسیلوسکوپ جزو ابزارهای حرفه‌ای است و اجرایش اشتراک Plus می‌خواهد. پروژه‌ی آماده: دیدن PWM و سروو با اسیلوسکوپ.

اتصال اسیلوسکوپ به مدار آردوینو

کد نمونه: سه سیگنال برای تماشا

// Three signals worth looking at on a scope or the Wokwi logic analyzer.
// Pin 5: PWM about 980 Hz, duty climbs step by step.
// Pin 8: tone() square wave at 440 Hz.
// Pin 10: servo pulses every 20 ms, about 0.5 to 2.4 ms wide.
#include <Servo.h>

Servo servo;

void setup() {
  pinMode(5, OUTPUT);
  tone(8, 440);
  servo.attach(10);
}

void loop() {
  for (int duty = 0; duty <= 255; duty += 15) {
    analogWrite(5, duty);                      // watch the pulse get wider
    servo.write(map(duty, 0, 255, 0, 180));    // and the servo pulse with it
    delay(400);
  }
}

روی کانال اول می‌بینی پهنای پالس با هر پله بزرگ‌تر می‌شود ولی فاصله‌ی پالس‌ها ثابت می‌ماند؛ این همان معنی «duty cycle» است. روی کانال سوم، پالس سروو فقط هر ۲۰ میلی‌ثانیه یک بار می‌آید و پهنایش زاویه را تعیین می‌کند.

اشتباه‌های رایج

• گیره‌ی زمین روی نقطه‌ی اشتباه: زمین پراب در اسیلوسکوپ‌های برقی به ارت ساختمان وصل است؛ اگر آن را به نقطه‌ای غیر از زمین مدار بزنی، اتصال کوتاه می‌سازی.
• پراب ×10 و دستگاه روی ×1: همه‌ی ولتاژها ده برابر کوچک‌تر دیده می‌شوند. کلید روی پراب و تنظیم کانال باید یکی باشند.
• تریگر تنظیم نیست: موج روی صفحه می‌دود و خوانده نمی‌شود.
• انتظار آنالوگ از آنالایزر منطقی: شارژ خازن در ووکوی فقط یک پرش صفر به یک دیده می‌شود.

آموزش‌های مرتبط

• فانکشن ژنراتور و موج‌ساز آردوینویی
• سروو موتور با آردوینو
• ووکوی دقیقاً چه چیزی را شبیه‌سازی می‌کند؟
• دیدن PWM با اسیلوسکوپ و مولتی‌متر
• PWM در واژه‌نامه

سؤال‌های رایج

ووکوی اسیلوسکوپ دارد؟

نه به معنای آنالوگ. ووکوی آنالایزر منطقی (wokwi-logic-analyzer) با هشت کانال دیجیتال دارد که PWM، tone و پالس سروو را ثبت می‌کند و خروجی‌اش را با برنامه‌هایی مثل PulseView می‌بینی، ولی سطح ولتاژ آنالوگ را نشان نمی‌دهد.

فرق اسیلوسکوپ با آنالایزر منطقی چیست؟

اسیلوسکوپ شکل واقعی ولتاژ را با همه‌ی جزئیات، یعنی شیب، نویز و سطح، نشان می‌دهد ولی معمولاً دو یا چهار کانال دارد. آنالایزر منطقی فقط صفر و یک می‌بیند ولی کانال‌های بیشتری دارد و پروتکل‌هایی مثل I2C و SPI را رمزگشایی می‌کند.

اسیلوسکوپ در تینکرکد فارسی رایگان است؟

باز کردن و خواندن مثال‌ها رایگان است؛ اسیلوسکوپ جزو ابزارهای حرفه‌ای است و اجرایش اشتراک Plus می‌خواهد. مولتی‌متر و فانکشن ژنراتور رایگان‌اند.

قطعه‌های دیگرِ ابزار اندازه‌گیری

همه‌ی ۱۰۵ قطعه ← · آموزش مدار