【DigiKey创意大赛】无线示波器检测系统 #3 项目提交

北方 · 发表于2023-12-25 12:41

【DigiKey创意大赛】无线示波器检测系统 #3 项目提交 [复制链接]

本帖最后由北方于 2023-12-25 12:52 编辑

无线示波器检测系统

作者：北方

一、作品简介
作品名称：无线示波器检测系统

功能简述：使用推荐的AD7606C18FMCZ远程采集数据，并使用ADI的ACE软件采集数据并生产数据采集端口。端口数据推送到Http服务器的数据接口。数据可以通过树莓派无线读取并远程监控。

使用的硬件：

EVL-AD7606C18FMCZ—— EVAL-AD7606C18FMCZ, UG-1870 (Rev. 0) (analog.com)
Seeed Studio XIAO ESP32C3——Getting Started | Seeed Studio Wiki
树莓派4B——Buy a Raspberry Pi 4 Model B – Raspberry Pi

使用软件：

Arduino IDE
Nodejs

连接照片：

实现效果如下；

二、系统框图（图文结合）

2.1 这个项目硬件连接如下，

#define DB7 D10
#define DB8 D9
#define RD D8
#define CS D7
#define CVA_CVB D2
#define RESET_AD7606_BTN D1
#define BUSY D0
#define RESERVE D6
#define OLED_SDA D5
#define OLED_SCL D4
#define BEEP D3
#define SAMPLING  64

采用的硬件为XIAO ESP32C3 开发板作为主控，该电路板附带一个外部天线，以增加无线应用程序的信号强度。它还具有小巧精致的外形，并结合了单面表面贴装设计。它配备了丰富的接口，具有11个数字I/O，可作为PWM引脚和4个模拟I/O，可作为ADC引脚。支持**UART、I2C、SPI等4种串行接口。

采用基于 XIAO 的多功能扩展板所配套的OLED实现显示功能。

采用AD7606进行高速数据采样。

2.2 程序设计流程图如下，

具体程序设计流程如下

运行的控制台输出和前端显示如下

三、各部分功能说明

这个功能主要在主控芯片ESP32C3实现，包括自定义SPI串口数据读取，数据显示，和无线上传三个模块。
前端芯片AD7606C18FMCZ实现8通道高速采集。
后台采用手机，台式机都作为客户端，直接读取http server服务，实现无线示波器的展示功能。

具体在上述软件流程中详细描述。

作品源码

代码AD7606_ESP32_Osillator.ino ，下载链接如下：https://download.eeworld.com.cn/detail/%E5%8C%97%E6%96%B9/630351

具体代码如下：

#include <Arduino.h>
#include <U8x8lib.h>
#include <Wire.h>
#include <WiFi.h>
#include <AD7606.h>

#define DB7 D10
#define DB8 D9
#define RD D8
#define CS D7
#define CVA_CVB D2
#define RESET_AD7606_BTN D1
#define BUSY D0
#define RESERVE D6
#define OLED_SDA D5
#define OLED_SCL D4
#define BEEP D3
#define SAMPLING  64

const char* ssid     = "honor";
const char* password = "digikey9";

U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_HW_I2C u8x8(/* clock=*/ OLED_SCL, /* data=*/ OLED_SDA, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);   // OLEDs without Reset of the Display
AD7606_18_Serial AD(DB7, DB8, RD, CS, CVA_CVB, CVA_CVB, BUSY, RESET_AD7606_BTN);
WiFiServer server(80);

void init_AD7606(void){
  Serial.println("Init AD7606.");  
  pinMode(RESERVE, OUTPUT);  
  pinMode(BEEP, OUTPUT);  
}

void init_OLED(void){
  Serial.println("Init OLED.");
  u8x8.begin();
  u8x8.setFlipMode(1);   // set number from 1 to 3, the screen word will rotary 180
  u8x8.setFont(u8x8_font_chroma48medium8_r);  
  u8x8.setCursor(0, 0);
  u8x8.print("Oscillat Digikey");
}

void init_wifi(){
  Serial.println("Init Wifi.");
    WiFi.begin(ssid, password);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
        delay(500);
        Serial.print(".");
    }
    Serial.println("");
    Serial.println("WiFi connected.  ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
    server.begin();    
  u8x8.setCursor(0, 7);
  u8x8.print(WiFi.localIP());
}

String getAD7606(void){
  int32_t Data[8];
  //Serial.println("Get AD7606.");
  AD.read(Data);
  String reading=String("var xy=["+String(Data[0]));
  for (int32_t i = 2; i < SAMPLING; i++)
  {   
  AD.read(Data);
  reading=String(reading+","+String(Data[0]));
  }
  AD.read(Data);
  reading=String(reading+","+String(Data[0])+"];");
  Serial.println(reading);
  delay(1);return reading;
}

//void html_head(void){__nop()}

void getWifi(void){
WiFiClient client = server.available();   // listen for incoming clients
//const char* url="\"http://httpbin.org/range/16\"";

  if (client) {                             // if you get a client,
    Serial.println("New Client.");           // print a message out the serial port
    String currentLine = "";                // make a String to hold incoming data from the client
    while (client.connected()) {            // loop while the client's connected
      if (client.available()) {             // if there's bytes to read from the client,
        char c = client.read();             // read a byte, then
        Serial.write(c);                    // print it out the serial monitor
        if (c == '\n') {                    // if the byte is a newline character

          // if the current line is blank, you got two newline characters in a row. that's the end of the client HTTP request, so send a response:
          if (currentLine.length() == 0) {
            // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
            // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-type:text/html");
            client.println();

            // the content of the HTTP response follows the header:
            client.print(" <html><head><script src=\"https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/echarts/5.4.3/echarts.min.js\" ></script><img src=\"https://www.eeworld.com.cn/huodong/digikey_iot_contest_2023/image/banner.jpg\" width=\"100%\"/></head>");
            client.print("<body><div id=\"main\" style=\"width: 100%;height:600px;\"></div>! ");
            client.print("<script>var my=echarts.init(document.getElementById('main'));");
            client.print(getAD7606());client.print("option={visualMap:[{show:false,type:'continuous',seriesIndex:0,min:0,max:400}],title:[{left:'center',text: 'Oscillator Digikey'}],tooltip:{trigger:'axis'},");
            client.print("xAxis:[{data:[]}],yAxis: [{}],grid:[{bottom:'60%'}],series:[{type:'line',showSymbol: false,data: xy}]};my.setOption(option);");
            client.print("function refresh(){fetch(\"http://httpbin.org/range/16\").then((response) => response.text());};");
            client.print("window.setInterval(refresh,2000);");
            client.print("</script></body></html>");
            // The HTTP response ends with another blank line:
            client.println();
            // break out of the while loop:
            break;
          } else {    // if you got a newline, then clear currentLine:
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {  // if you got anything else but a carriage return character,
          currentLine += c;      // add it to the end of the currentLine
        }

        // Check to see if the client request was "GET /H" or "GET /L":               
        u8x8.setCursor(2, 3);u8x8.print("Oscillat On."); 
        //if (currentLine.endsWith("GET /ON")) { u8x8.print("Oscillat On.    "); digitalWrite(5, HIGH);   client.print("Click <a href=\"/H\">here</a> to turn the LED on pin 5 on.<br>"); }        
        //if (currentLine.endsWith("GET /OFF")) { u8x8.print("Oscillat OFF.   ");digitalWrite(5, LOW); //client.print("Click <a href=\"/L\">here</a> to turn the LED on pin 5 off.<br>"); }
      }
    }
    // close the connection:
    client.stop();
    //Serial.println("Client Disconnected.");
  };
  delay(10);
}
/*************************************************************/
void setup()
{
  Serial.begin(115200);  
  delay(500);
  init_AD7606();
  init_OLED();
  init_wifi();
  Serial.println("Start Oscillator AD7606.");
}

void loop()
{
  getWifi();
  Serial.println("Refresh 2000ms.");
  delay(2000);

主要功能搞得比较清晰，就是各个模块初始化，然后直接启动wifi并提供一个运行的服务器供远程读取AD7606数据。虽然ESP32C3身体小，但是可以嵌入javascript实现各种互动，使用浏览器的DOM，还使用了echarts的js模块，可以低代码实现动态的数据可视化。

2 项目启动的视频如下。

VID20231225112805

可以看到顺序执行，并且自动刷新。这个刷新不是在主控芯片实现的，而是由远程的client自动刷新，用http GET的方式实现数据推送，这里设定是2000毫秒，实际上可以设定为更小，实现高性能刷新。这个同时也实现了显示和联网，

五、作品功能演示视频

作品视频如下，从上电，启动，启动服务器并接受客户端访问。

VID20231225112617

六、项目总结

6.1 这个过程采用了多种设备和数据采集技术，充分发挥了AD7606的高性能数据采集功能。同时结合ESP32C3的智能联网功能，可以实现智慧物联网的功能。这次项目，用无线示波器的方式展示了类似的基本架构和实现方式，可以作为原型设计的参考方案。

6.2 分享链接汇总：

1.【DigiKey创意大赛】EVAL-AD7606C18FMCZ开箱贴 - DigiKey得捷技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)

https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1265488-1-1.html