It's synthesized with a special stereo music. Very fun!
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Wednesday, June 6, 2018
Oscilloscope Vector Graphic Music
A vector graphic visualization using my Tek 2465A oscilloscope.
It's synthesized with a special stereo music. Very fun!
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Oscilloscope Video
전에 오실로스코프에 벡터 그래픽을 표시하는 글을 올린적이 있다. 이번에는 그것의 마지막 종착역인 오실로스코프를 tv모니터처럼 써보기이다!
위의 사진처럼 반쯤 성공은 했다! 왜 반쯤이냐고? 이미지색상이 반전되어 있기 때문이다. 오실로스코프의 z 입력이 high일 수록 dimming되는것같다. 이를 정상으로 돌리려면 전압을 반전시켜야하는데 pos → neg가 아니고 high low를 바꾸면 된다. 그래서 tr을 이용하여 반전시킬 계획이다.
composite video에서 동기신호와 영상신호를 분리하기 위해 lm1881을 사용하였다.
수직, 수평 펄스신호를 sawtooth 형태로 바꾸기위해 cap과 diode를 사용하였다. 수평신호가 수직에 비해 매우 빠르므로 수평에는 1000pf를 수직에는 0.1uf를 사용하였다. 충전전류를 빠르게 소진하기위해 다이오드를 사용하였고 동작전압이 낮은 쇼트키다이오드를 사용하였다.
이제 영상반전만이 남았다! 얼른 해결하고 지저분한 내 책상을 좀 비우고 싶다!
...
(다음날 저녁... 새벽 2시)
실험을 마쳤다. 트랜지스터를 쇼트시킨지도 모르고 만졌다가 손가락을 데었다. 정말 깜짝놀라 짧은 비명을 질렀다. 크헉!
처음에는 다음과 같은 반전펄스가 나왔다. 아주 일부분에대해서만 반응하는 바람에 오히려 일부러 디텍터를 만든것 같다. ㅎ
다음... 저항을 이용하여 전압분배를 그야말로 대충 하였더니 다음처럼 점점 반응이 오기 시작했다. (난, 전기전자 전문가가 아니다...)
신호가 거의 반전되었다.
그리하야 반전된 최종영상을 다음과 같다.
결국 동작은 하였지만 무언가 찝찝한 부분도 남아있다.
반전된 최종영상은 본래의 composite video signal에 tr로 반전된(음전압아님) 신호를 합성하였더니 제대로 나오기 시작했다.
schematic을 만들고 싶지만 오늘은 못하겠다. 선들이 꼭 미xx머리카락 같다.
벌써 새벽두시다. 찝찝함을 달래기엔 너무 늦은시간이라 이렇게 결과보고만 남기고 잠을 청한다.
1/8일 schematic을 올린다. 초보티가 팍팍난다.
다음은 만능기판에 조립한 모습이다. 그런데 조립했더니 영상 상태가 더 안좋아졌다. 그래도 이 프로젝트는 여기서 그만~~!
위의 사진처럼 반쯤 성공은 했다! 왜 반쯤이냐고? 이미지색상이 반전되어 있기 때문이다. 오실로스코프의 z 입력이 high일 수록 dimming되는것같다. 이를 정상으로 돌리려면 전압을 반전시켜야하는데 pos → neg가 아니고 high low를 바꾸면 된다. 그래서 tr을 이용하여 반전시킬 계획이다.
composite video에서 동기신호와 영상신호를 분리하기 위해 lm1881을 사용하였다.
수직, 수평 펄스신호를 sawtooth 형태로 바꾸기위해 cap과 diode를 사용하였다. 수평신호가 수직에 비해 매우 빠르므로 수평에는 1000pf를 수직에는 0.1uf를 사용하였다. 충전전류를 빠르게 소진하기위해 다이오드를 사용하였고 동작전압이 낮은 쇼트키다이오드를 사용하였다.
이제 영상반전만이 남았다! 얼른 해결하고 지저분한 내 책상을 좀 비우고 싶다!
...
(다음날 저녁... 새벽 2시)
실험을 마쳤다. 트랜지스터를 쇼트시킨지도 모르고 만졌다가 손가락을 데었다. 정말 깜짝놀라 짧은 비명을 질렀다. 크헉!
처음에는 다음과 같은 반전펄스가 나왔다. 아주 일부분에대해서만 반응하는 바람에 오히려 일부러 디텍터를 만든것 같다. ㅎ
다음... 저항을 이용하여 전압분배를 그야말로 대충 하였더니 다음처럼 점점 반응이 오기 시작했다. (난, 전기전자 전문가가 아니다...)
신호가 거의 반전되었다.
그리하야 반전된 최종영상을 다음과 같다.
결국 동작은 하였지만 무언가 찝찝한 부분도 남아있다.
반전된 최종영상은 본래의 composite video signal에 tr로 반전된(음전압아님) 신호를 합성하였더니 제대로 나오기 시작했다.
schematic을 만들고 싶지만 오늘은 못하겠다. 선들이 꼭 미xx머리카락 같다.
벌써 새벽두시다. 찝찝함을 달래기엔 너무 늦은시간이라 이렇게 결과보고만 남기고 잠을 청한다.
1/8일 schematic을 올린다. 초보티가 팍팍난다.
다음은 만능기판에 조립한 모습이다. 그런데 조립했더니 영상 상태가 더 안좋아졌다. 그래도 이 프로젝트는 여기서 그만~~!
Oscilloscope를 Galvano laser처럼!
오실로스코프를 공부하다 우연히 본 oscilloscope drawing show!
신기했다. 갈바노 레이저 쇼를 보는것 같았다.
원리는 간단한데 오실로스코프의 2채널 입력을 X-Y 모드로 전환하여 보는 것이다. 물론, 각 채널의 입력 전압을 적절히 조절하여, 한 채널은 X축에서 움직이게, 나머지 채널은 Y축에서 움직이게 각 채널의 전압을 잘 조절하면 된다.
관련 자료를 찾다가 다음 싸이트를 발견하였다. 아두이노로 구현된 예제여서 바로 적용해 보았다.
http://www.qsl.net/w/w2aew/code/
그러나, 해당 예제는 Uno에서 잘 동작하지 않았는데, 원인은 아두이노 때문이었다. 전압을 제어하기 위해서는 DAC가 필요한데, 아두이노 우노에는 DAC가 달려있지 않다. 그래서 PWM방식으로 analog를 흉내낸다. 그러나 오실로스코프는 입력 전압의 PWM을 그대로 표시한다!
물론, DAC를 따로 가지고있거나 DAC가 달린 아두이노 듀에 이상에서는 프로그램만으로 갈바노가 잘 구현될 것이다. 그러나 PWM방식인 우노는 PWM을 진짜 analog처럼 보이게 해야한다. 이런 상황이 더흥미로운것은 어쩔 수 없나보다.
기본적인 아이디어는 PWM을 ripple이라고 생각하고 capacitor를 사용하여 전압의 떨림을 안정시키는 것이다.
w2aew 블로그의 내용이 바로 그에 대한 것인데 잘 동작하지 않아 약간의 수정을 시도하였다.
1. capacitor 추가 → 선분의 직진성 개선
2. PWM 속도 향상 → 적은 용량의 capacitor에서도 ripple이 더 잘 사라지게 함. cap용량이 크면 ripple은 사라지지만 필요한 신호도 사라진다.
Uno에서 analogWrite는 PWM으로 처리되고 이것은 capacitor를 통해서도 잘 보간되지 않는다. 아마도 기본 PWM을 ripple로 볼 때 매우 간격이 넓기 때문일 것이다. 그래서 더 빠른 속도의 PWM이 필요하다.
Uno의 5,6번 핀은 다른 핀들의 두 배 속도인 960Hz이지만 추가한 cap으로도 보간되기에는 여전히 턱없이 느린 속도로 보인다. 다행이 Uno의 PWM속도를 변경할 수가 있었다.
5,6번 핀(Fast PWM)에 해당하는 타이머의 분주를 1로 바꾸어 최대 클럭으로 동작시키면 62500Hz로 동작하고, 추가된 cap으로 잘 보간된다.
타이머 설정 변경:
TCCR0B = (TCCR0B & 0b11111000) | 0x01;
xy주사선의 이동 시간이 길 수록 전압이 보간될 시간이 충분하므로 x, y축에 더 평행해진다. 그러나 한 화면의 리프레시 속도가 느려지므로 flickering도 함께 심해진다.
PWM 방식이 아닌 real DAC를 사용하는 Arduino DUE같은 경우는 문제가 없다.
PWM 방식만 지원하는 우노라도 외부 DAC를 사용하거나, R-2R Ladder 기법을 사용하여 DAC를 구현하여도 된다.
만일 SoundCard를 사용할 수 있으면 가장 정교한 DAC를 사용할 수 있을 것이다. 문제는 이에 대한 나의 호기심은 여기까지 라는거.
[동영상]
https://photos.google.com/photo/AF1QipPR8KY7hXMVWNGn_bpCRa0mvadd4EW9Hna63F-7
신기했다. 갈바노 레이저 쇼를 보는것 같았다.
원리는 간단한데 오실로스코프의 2채널 입력을 X-Y 모드로 전환하여 보는 것이다. 물론, 각 채널의 입력 전압을 적절히 조절하여, 한 채널은 X축에서 움직이게, 나머지 채널은 Y축에서 움직이게 각 채널의 전압을 잘 조절하면 된다.
관련 자료를 찾다가 다음 싸이트를 발견하였다. 아두이노로 구현된 예제여서 바로 적용해 보았다.
http://www.qsl.net/w/w2aew/code/
그러나, 해당 예제는 Uno에서 잘 동작하지 않았는데, 원인은 아두이노 때문이었다. 전압을 제어하기 위해서는 DAC가 필요한데, 아두이노 우노에는 DAC가 달려있지 않다. 그래서 PWM방식으로 analog를 흉내낸다. 그러나 오실로스코프는 입력 전압의 PWM을 그대로 표시한다!
물론, DAC를 따로 가지고있거나 DAC가 달린 아두이노 듀에 이상에서는 프로그램만으로 갈바노가 잘 구현될 것이다. 그러나 PWM방식인 우노는 PWM을 진짜 analog처럼 보이게 해야한다. 이런 상황이 더흥미로운것은 어쩔 수 없나보다.
기본적인 아이디어는 PWM을 ripple이라고 생각하고 capacitor를 사용하여 전압의 떨림을 안정시키는 것이다.
w2aew 블로그의 내용이 바로 그에 대한 것인데 잘 동작하지 않아 약간의 수정을 시도하였다.
1. capacitor 추가 → 선분의 직진성 개선
2. PWM 속도 향상 → 적은 용량의 capacitor에서도 ripple이 더 잘 사라지게 함. cap용량이 크면 ripple은 사라지지만 필요한 신호도 사라진다.
Uno에서 analogWrite는 PWM으로 처리되고 이것은 capacitor를 통해서도 잘 보간되지 않는다. 아마도 기본 PWM을 ripple로 볼 때 매우 간격이 넓기 때문일 것이다. 그래서 더 빠른 속도의 PWM이 필요하다.
Uno의 5,6번 핀은 다른 핀들의 두 배 속도인 960Hz이지만 추가한 cap으로도 보간되기에는 여전히 턱없이 느린 속도로 보인다. 다행이 Uno의 PWM속도를 변경할 수가 있었다.
5,6번 핀(Fast PWM)에 해당하는 타이머의 분주를 1로 바꾸어 최대 클럭으로 동작시키면 62500Hz로 동작하고, 추가된 cap으로 잘 보간된다.
타이머 설정 변경:
TCCR0B = (TCCR0B & 0b11111000) | 0x01;
xy주사선의 이동 시간이 길 수록 전압이 보간될 시간이 충분하므로 x, y축에 더 평행해진다. 그러나 한 화면의 리프레시 속도가 느려지므로 flickering도 함께 심해진다.
PWM 방식이 아닌 real DAC를 사용하는 Arduino DUE같은 경우는 문제가 없다.
PWM 방식만 지원하는 우노라도 외부 DAC를 사용하거나, R-2R Ladder 기법을 사용하여 DAC를 구현하여도 된다.
만일 SoundCard를 사용할 수 있으면 가장 정교한 DAC를 사용할 수 있을 것이다. 문제는 이에 대한 나의 호기심은 여기까지 라는거.
[동영상]
https://photos.google.com/photo/AF1QipPR8KY7hXMVWNGn_bpCRa0mvadd4EW9Hna63F-7
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