Velleman Oscilloscope Tutor Kit

Datum:  Januari 2021

Inleiding:

Na de aanschaf van een nieuwe goedkope Hantek oscilloscope besloot ik dat het tijd werd om een iets betere onderbouwing voor het oscilloscoopgebruik te leren. De Velleman EDU06 leek erg geschikt te zijn voor dit onderwerp.

Materiaal:

  • Hantek 6022BE USB oscislloscope
  • Computer met oscilloscoop software geinstalleerd
  • Velleman Oscilloscoop Edikit EDU06
  • Voedingsbron 9/12V AC

 

Uitvoering en resultaten:

Het EDU bordje genereert een aantal vaak voorkomende signalen die men kan metne met de oscilloscoop zoals AC, DC en frequentiemetingen, sinus- en blokgolven, 'ripple'-meting, volle- en halve golf gelijkrichters, oscillators enz... Termen zoals V/div, Tijd/div, triggerniveau, auto-setup, enz.... worden nader toegelicht.
De downloadbare handleiding begint met een introductie van de basisprincipes van de oscilloscoop, de verschillende golfvormen en de edukit.
Schema EDU06
Experiment 1: Wisselspanning meten
Het eerste dat ons opvalt is dat er geen mooi sinus signaal uit de voeding komt maar een signaal dat bijna op een blokvorm lijkt. Waarschijnlijk geeft de oorspronkelijke Velleman voeding wel een mooie sinus. De twee  voedingen die ik geprobeerd heb laten echter een soortgelijk signaal zien.

De scoop staat ingesteld op 2V/div. We meten dan ca. 10V afgeplatte "top - top". Kijken we op de tijdsschaal dan meten staat deze ingesteld op 5 ms/DIV. Een volledige "sinus" is dan 20 ms hetgeen overeenkomt met 50 Hz (1/20*1000), de frequentiie van de nestpanning in Nederland,

Experiment 2 en 3: Instelbare wisselspanning
De meetprobe wordt aangesloten op punt 3 (SK2 in schema). Er is nu een variabele weerstand opgenomen in het circuit die het mogelijk maakt om de uitgangsspanning in te regelen. Draai RV1 eerst helemaal naar links. Het scherm laat dan een vlakke lijn zien aangezien er geen uitgangsspanning is. Door RV1 een klein beetje naar rechts te draaien kan men een sinusvormig signaal zien ontstaan.  Door de meetfunctie in de software te activeren kan men een aantal karakteristieken automatisch laten berekenen. Deze wordt automatisch herberekend als men aan RV1 draait.

 




Experiment 4 en 5: Gelijkgerichte wisselspanning
Verbindt de probe GRND met de 2de GND (aarde)  aangegeven op het bord en verbindt de meetprobe met punt 5. In de schakeling zijn  diodes opgenomen die men kan gebruiken om een wisselspanning om te zetten in een gelijkspanning. Men maakt gebruik van het principe dat de diode maar in een richting stroom doorlaat waardoor slechts een helft van de sinus doorgelaten wordt (enkelzijdige gelijkrichting). Zoals aangegeven in onderstaande schema's kan men door de diodes op een slimme manier te combineren dubbelzijdige gelijkrichting creŽren, hetgeen men in de EDU06 bereikt door de schakelaar in de andere stand te zetten.

Enkelzijdige gelijkrichter:

Dubbelzijdige gelijkrichter:


Experiment 6: Afgevlakte versus niet-afgevlakte gelijkspanning (rimpel)
GND clip: op 4
Probe tip: op 6

In het vorige experiment hebben weliswaar alle "sinussen" "Boven de nulllijn" gezet maar het is nog steeds een oscillerend signaal. Door nu een RC filter in de schakeling op te nemen vlakken we neergang af en krijgen we een rechte lijn (in beide standen van de schakelaar). Dat verwachtten we echter niet. De handleiding praat over rimpelingen maar het lukte mij niet om deze zichtbaar te maken. De waarschijnlijke  verklaring is dat ik geen zuivere sinus als ingangssignaal heb maar meer een blokvorm en dat de afvlakking plaats vindt in het deel de sinus die boven het afgeplatte deel ligt met als gevolg dat ik alleen maar een rechte lijn te zien krijg.


De volgens de handleiding te verwachten rimpeling
Door op een lagere spanning in het filter te meten (de drie weerstanden vormen een spanningsverdeler) te meten kunnen we de rimpeling wel zichtbaar maken.
Experiment 7: Wisselspanning meten

Dit experiment gaat er van uit dat men een Velleman oscilloscoop gebruikt die enkele instelmogelijkheden heeft die deze Hantek niet heeft.

 

Experiment 8: Golfvorm met instelbare frequentie
GND clip: op 4
Probe tip: op 9

Door de variabele weerstand RV3 te verdraaien kan men de frequentie van de golfvorm aanpassen.


Discussie:

Al met al een leuke experimenteerkit, geschikt om de basisvaardigheden van het oscilloscoopgebruik te oefenen.

Het enige nadeel is dat de voeding niet meegeleverd wordt.

Opmerkingen:

  • De voeding wordt niet meegeleverd bij de kit. Er was weliswaar een aparte AC Velleman voeding PS905AC (9V, 0.5A) verkrijgbaar in het verleden maar het is goedkoper een bezoek te plegen aan een kringloopwinkel en daar eens rond te kijken.
  • De bijbehorende handleiding kan men downloaden van de Velleman site.
  • Ik gebruik niet de bijgeleverde versie van de software maar de OpenHantek6022 software die voor deze oscilloscoop is ontwikkeld.
  • De RMS (Root Mean Square) waarde van een stroom is de effectieve verwarmingswaarde van de stroom. De RMS waarde komt overeen met de gelijkstroomwaarde die evenveel vermogen dissipeert in een weerstand. (URMS = Umax /√2)

Literatuur:

  • R.A. Penfold; "How to Use Oscilloscopes and Other Test Equioment"; Babani; 1989 (2007); ISBN 0859342123

  • H. Engels; "Oscilloscoop - Meettechniek van A tot Z"; Muiderkring; 1993; ISBN 9060823737

  • A.C.J. Beerens, A.W.N. Kerkhofs; "101 proeven met de oscilloscoop"; Philips, Kader Reeks, 1966

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Achtergrondinformatie:

Hantek DSO 6022BE (20 MHz) Digital Laboratory Oscilloscope

Kenmerken:
  • Twee onafhankelijke kanalen
  • Bandbreedte: 20 MHz
  • 48MS/sec (enkelkanaals modus)
  • Autoset functie
  • 20 automatische metingen
  • LabVIEWR onderste uning
  • Bibliotheek voor applicatie onywikkeling Visual C, Visual Basic
  • Math functions FFT