Oscilloscopio, analizzatore logico e generatore di forme d’onda: con poco più di 230 euro, un potente strumento “tutto in uno”, facilmente gestibile via Usb attraverso un qualsiasi device host esterno. Si tratta del nuovo SmartScope realizzato dalla belga LabNation, una startup nata da un progetto KickStarter (la piattaforma di finanziamento per progetti creativi) che ha raccolto il 645% dell'obiettivo in 30 soli giorni. Con Smartscope, Labnation sfida il tradizionale concetto di “strumento di misura” offrendo un prodotto innovativo non solo per laboratori e professionisti ma anche per appassionati di elettronica e studenti.
Uno strumento multipiattaforma
Smartscope è il primo strumento supporto multipiattaforma per smartphone, tablet e Pc. Leggero e alimentato dalla porta Usb, è ideale per ogni tipo di test e misura, sia a banco sia sul campo. L’unità centrale è alloggiata in un case di alluminio di soli 110 x 64 x 24,2 mm dal peso di 158 grammi. L’app, indispensabile per la gestione dell’interfaccia utente e delle funzionalità degli strumenti, può essere scaricata dal sito web SmartScope o dai vari “store”. Il software può girare su piattaforme host di tipo Android (Google Play Store o sito LabNation), Apple Mac OS X, Apple iOS (jailbreak richiesto), Microsoft Windows 7, 8 e 10 Ubuntu nonché su distribuzioni Linux Debian. L'oscilloscopio prevede due canali analogici con frequenza di campionamento fino a 100 Ms/s e banda passante a -3 dB di 30 MHz. I segnali di ingresso variano tra ±35 V con impedenza di 1 MΩ/1pF; la precisione è di 8 bit e risoluzione massima è di 2,5 mV. Lo strumento è dotato di 64 Mbit di Ram che, per default, possono essere utilizzati per assegnare un buffer da 4M a ciascuna canale. Ciò significa che qualora si arrestasse un’acquisizione, è possibile effettuare uno zoom di circa 1000 volte sulla forma d’onda visualizzata. Tale funzione è utile in caso fosse necessario triggerare su un evento e studiare in dettaglio le cause e gli effetti prima o dopo l’evento stesso. I dati acquisiti possono successivamente essere inviati direttamente su dropbox in formato Matlab o Excel. L'analizzatore logico offre invece 8 canali di input con livello logico selezionabile di 3,3 V o 5 Vdc e velocità di campionamento di 100 MS/s. Il buffer d’ingresso può memorizzare fino a 4 milioni di campioni. L’unità è dotata di decoder per I2C, Spi e Uart, ma la decodifica è configurabile con soluzioni custom per altri protocolli. Un generatore digitale di forme d’onda fornisce 4 canali digitali a 100 Ms/s a 3,3 o 5 V, con un buffer di 2048 campioni, e 1 canale analogico fino a 50 Ms/s con uscita da 0 a 3,3 V e slew rate da 30 ns/V.
Le forme d’onda possono essere configurate sulla base di modelli predefiniti o attraverso dei file Csv compilati off-line, contenenti parametri quali il numero di campioni da utilizzare, il numero di ripetizioni di un campione e i valori.
Interfaccia grafica touch
Il software d’interfaccia gira sul device host e fornisce un'ampia gamma di funzionalità accessibili da schermo sia attraverso una barra di comando sia agendo direttamente sulle forma d’onda visualizzate. Il controllo avviene in modalità touch oppure attraverso i dispositivi di input tradizionali. L’interfaccia utente rappresenta sicuramente un grosso passo avanti rispetto ai tradizionali sistemi di impostazione basati su manopole e tasti. L’utente può fruire di tutte le funzionalità e le gestualità tipiche dei device touch di ultima generazione. Toccando lo schermo è possibile selezionare l’onda attiva, stabilire la scala verticale delle onde visualizzate, regolare la scala temporale, attivare lo zoom, aggiungere o rimuovere i cursori, effettuare il panning, definire l’accoppiamento d'ingresso, attivare il triggering e molto altro ancora. L’immediatezza e la velocità dei comandi si sposa con le numerose funzioni disponibili a menu, anch’esse selezionabili in modalità tattile dopo avere aperto la barra di comando.
Solo elettronica
Oltre alla citata memoria, la struttura hardware dello strumento prevede un Fpga Spartan di Xilinx su cui gira il firmware di controllo. Una caratteristica interessante di questa architettura è l’assenza di ventole e altre parti meccaniche in movimento. Oltre alla massima affidabilità e alla possibilità di operare negli ambienti più severi, questo assicura la massima silenziosità non solo in termini di rumore udibile, ma anche in termini di rumore elettrico.
Sviluppare con SmartScope
Un altro lato innovativo del nuovo SmartScope è quello di essere un progetto completamente “aperto”. LabNation mette a disposizione di chiunque desideri integrare o personalizzare lo strumento in base alle proprie esigenze tutto il firmware contenuto all’interno dell’Fpga, il codice di controllo Usb, l’Api host e gli schemi. L’accesso all’hardware interno è possibile tramite una serie di connettori posizionati in nodi strategici. Alcuni sorgenti di esempio e il supporto della comunità permettono, a chi lo desidera, di sfruttare il progetto base per definire altri sviluppi innovativi. Come detto, SmartScope nasce nell’ambito dell’iniziativa di finanziamento sociale Kickstarter e come tale ha nel proprio Dna una spiccata propensione al mondo on-line. Il prodotto è acquistabile solo sullo store LabNation; i codici open source sono accessibili dal sito GitHub (un servizio web di hosting); gli schemi e i manuali sono invece memorizzati in un “wiki” costantemente aggiornato; anche il software di gestione è scaricabile gratuitamente dal sito mentre l’assistenza viene garantita dalla comunità che fa capo al forum sul sito LabNation. In questo ecosistema virtuale, l’aspetto concreto è la scatola che si riceve per posta una volta effettuato l’acquisto. Il pacchetto contiene lo strumento vero e proprio e gli accessori necessari per lavorare, cioè due sonde analogiche, un raccordo/sonda digitale e il cavo miniUsb per il collegamento con il device host. Per iniziare a lavorare basta collegare SmartScope all’host, scaricare la app e impostare i parametri operativi. L’unità non richiede sorgenti esterne in quanto viene alimentata direttamente tramite Usb.
SmartScope è ideale per il crescente numero di appassionati di computer embedded basati su Rasperry Pi e Arduino, permettendo di diagnosticare errori, capire il loro funzionamento e approfondire l'elettronica di base. La dimensione e il peso ridotti lo rendono un prodotto rivolto all'ingegneria elettronica, ai servizi on-site, alle applicazioni educative e hobbistiche.
