樹莓派示波儀

各研究單位在研究電子電路設計時,一定會準備示波儀來測量或驗證電路的邏輯。樹莓派基金會登出一款用樹莓派做後端伺服器的無線示波儀

mso28dsc_7440a

它是由 Link Instruments 公司推出的新產品,Link Instruments 是專業的 PC based Oscilloscopes and Logic Analyzers since 1986 。它使用的基本結構如下圖
FTJ523HHOUG1ILB.MEDIUM
在樹莓派的 Raspbian 系統上安裝 PiMSO 即可操作 MSO-28 ,用平板、手機上的瀏覽器透過樹莓派上的 Wifi 分享來操作 MSO-28 。
MSO-28 的功能:
  • Inputs:
    2 Oscilloscope
    8 Logic Analyzer
  • High speed sampling
    Single shot: 200 MSa/S
    Repetitive mode: 2GSa/S
    Bandwidth: 60MHz
  • USB 2.0 full-Speed
  • Advanced Triggering
    Level/edge
    Glitch
    Pulse width
    8 bit Logic Analyzer
    SPI
    I2C
  • 100Mpt/s Pattern Generator
  • 100MHz Spectrum Analyzer/FFT
  • SPI and I2C decoding
  • Auto-setup
  • Fast,Accurate Measurements
  • Data Storage
    With save and export capabilities
  • Simple Operation
  • FrontPanelTM
    Oscilloscope software supports Windows
F1FA7EHHOUG1GJM.MEDIUM
這裡有自行安裝的步驟 (網站)。還有 Youtube 影片

Mathematica 第三步(樹莓分享機開箱文)

前兩回介紹 Mathematica 的用法 (第一步第二步) ,終於可以在樹莓派上來學習 Mathematica ,這台分享機還能學習 SAGE。

IMAG1036

它就是這麼小,我自己還安裝好鏡頭模組。這樣還能學有關影像的數學運算。

先介紹它的配備:

  • 樹莓派 Model B 主機板一片
  • 散熱片 for 樹莓派
  • 8G SD卡 一片 (內含 Raspbian 系統)
  • USB Wifi 無線網路卡
  • USB to MicroUSB 線一條
  • 專屬電源插頭 for 樹莓派
  • 透明壓克力一套
  • Mathematica演示項目筆記 一本
  • 貼紙一張

散熱片一套含一大兩小,我現在沒貼,改天貼了拍照在補上來。USB Wifi 無線網卡有綠色光線可明顯表示是否正常運作。還贈送一本 『Mathematica演示項目筆記』

getImage1

內容大綱:

  • 各種基本數學函式庫
  • 各種特殊屬性函式庫
  • 矩陣和資料操縱工具,包括對稀疏矩陣的處理
  • 支援複數、任意精度數、區間算術和符號運算
  • 2維和3維資料以及函式的視覺化和動畫工具
  • 求解方程組、常微分方程式、偏微分方程式、微分代數方程式、時滯微分方程式、遞迴關係式等等
  • 離散和連續微積分的數值和符號工具
  • 多變數統計程式庫,包括支援100多種資料分布的資料擬合、假設檢驗、機率和期望的運算
  • 對運算和應用程式添加使用者介面的各種工具包
  • 約束和非約束以及局部和全域的最佳化技術支援
  • 程式語言支援:程序式程式語言、函數語言程式設計語言和物件導向的程式語言
  • 影像處理工具,包括影像識別
  • 提供用於圖論中圖的分析和視覺化的工具
  • 分析組合問題的工具
  • 用於文字挖掘的工具
  • 資料探勘的工具,比如聚類分析、字串對齊和模式匹配
  • 數論函式庫
  • 金融運算的工具,包括期權、債券、年金、衍生工具等的計算
  • 群論函式
  • 技術文字處理,包括公式編輯器和自動報告生成
  • 用於聲音、影像和資料的小波分析程式庫
  • 控制系統程式庫
  • 連續和離散的積分變換
  • 匯入和匯出資料、影像、視訊、GIS、CAD等各種檔案格式,並支援對生物醫學類資料的輸入和輸出
  • 連結Wolfram Alpha的大量數學、科學、社會經濟學類的資料集合
  • 檢視並且重新使用前面的輸入和輸出(包括影像和文字記號)的筆記本介面
  • 和基於DLL、SQL、Java、.NET、C++、FORTRAN、CUDA、OpenCL以及http的系統相連結的工具
  • 編寫並列程式的工具
  • 當與網際網路連線時,在筆記本中可同時使用「自由格式語言輸入」(一個自然語言型的使用者介面)和Mathematica語言

貼紙

IMAG0822

還提供很多 SAGE and Mathematica 免費書籍及資料供下載 (網站)。

安裝步驟只需要將 SD 卡、網路線及 USB Wifi 網路卡插好,最後插上電源即可使用。沒接螢幕,也沒接鍵盤滑鼠噢,只需要在你的電腦或筆電上安裝 Tightvnc,就能夠使用。

raspberrypi_0 - TigerVNC_017

還有一個很實用的功能,當開好機時,打開筆電的無線或手機、平板的無線,搜尋就會看到 SageMath 的分享 ID,連線它輸入同名密碼,就能連線。

擷取選取區域_016

這樣在你的房間只需一個有線網路,就同時能讓你的手機、平板、筆電等等同時上網,不用擔心家裡無線分享器,連到你房間時訊號太弱造成龜速或斷線

當安裝好 Tightvnc,執行它,就會看到輸入 ip 的視窗,你的筆電用無線連 SageMath 後,就輸入 192.168.168.1 。也可以透過網路 DHCP 查樹莓分享器的 ip 直接輸入即可。

VNC Viewer: Connection Details_117

輸入完 ip 用滑鼠按 OK 鈕,再輸入密碼 raspberry

VNC authentication [VncAuth]_118

輸入完按 Enter。

TigerVNC: raspberrypi:0_119

就會看到樹莓桌面,就可以開始學習 Sage 及 Mathematica。試試看 Mathematica

TigerVNC: raspberrypi:0_120

雙擊 Mathematica,桌面上就會出現 Mathematica 的 logo,等一下就會出現視窗

TigerVNC: raspberrypi:0_121

來初體驗一下連按兩次 = ,再輸入一個方程式,按 Enter

TigerVNC: raspberrypi:0_122

真的不錯

也可以來學習一下 Sage,Sage 透過筆電上的瀏覽器來使用,先將樹莓派上的伺服器打開。直接雙擊 Sage Math。

TigerVNC: raspberrypi:0_123

TigerVNC: raspberrypi:0_124

看到上面的畫面就可以打開瀏覽器,輸入 http://ip:8080/   ( ip 就是 192.168.168.1)

Sign in -- Sage - Mozilla Firefox_018

畫面右邊輸入 user : admin password: raspberry ,按 Sign in。

Active Worksheets -- Sage - Mozilla Firefox_125

試試看,輸入一些式子。

Untitled -- Sage - Mozilla Firefox_126

這個樹莓分享器,主要可以拿來學習 Mathematica 及 Sage,順便還能做個人無線分享器,將你個人的 3C 設備一起連上網分享又學習,這樣才是智慧型。

參考網站

 

樹莓派的 USB 的應用

樹莓派最實用的設計就是它有 USB port,可以連接各式各樣的設備。當連接的設備不夠使用時就必須先擴充 USB HUB,再連接需要的設備,連接很多設備除了 port 不夠用之外還有必須提供的是電。所以擴充樹莓派的 USB 不僅擴充數量還要供應足夠的電,有外部電源的 USB HUB 是首選。

IMAG0584

樹莓派擴充 USB HUB 時可以節省一個電源插頭,USB HUB 透過樹莓派上的 USB port (下圖 3 Connect input) 連接,樹莓派還有一個 microUSB port (下圖 5 Power up) 僅當作插頭使用不能傳輸資料,有了供電的 HUB 就只需要 USB to MicroUSB 的線由 HUB 上一個 port 供電給樹莓派。

Screen-Shot-2012-12-24-at-10.59.55-1024x722

樹莓派沒有設計電源開關,一個方式是在 USB to MicroUSB 線上安排一個開關,或者選擇一個有開關設計的 HUB。

IMAG0585

1620_LRG

USB HUB 與樹莓派連結在 3 Connect input 當 USB HUB 有電時會絕對不要經由 USB port 供電回樹莓派,僅就 5 Power up 供電,在網路上有人稱它為『不回流設計』,其實正確的使用應該是將樹莓派及 USB HUB 的電完全切開才是正確的使用方法。因為電不論是從樹莓派流向 USB HUB 或 USB HUB 流向樹莓派,都會妨礙樹莓派系統的穩定執行,不回流設計只不過讓樹莓派在執行關機作業時能正確的執行完畢,其他狀況並無助益例如:電壓突降導致系統當機或強迫重開等。

DSCN1784

我們就依照這樣的需求設計出一個樹莓派專屬電源及 USB HUB,就是這個 Power Pi

IMAG0607

右邊的 USB port 連接樹莓派的 USB port 上下兩邊的七個 USB port 就是擴充後的數量。這個 Power Pi 的重要設計在左邊。

IMAG0616

由右而左一一說明, MiniUSB port 是專屬供電給樹莓派的電源輸出,配上一條 miniUSB to MicroUSB 線,2.5mm 的直流電插座,1.3mm 的直流電插座,電源開關,電源LED。2.5mm 的插座是市電供給,1.3mm 是給電池盒使用。電池盒的規格 8 顆 AA 電池串接。

IMAG0554

這個是目前唯一能用電池供電給樹莓派及 USB HUB 的設計。

IMAG0956

提供樹莓派 USB HUB 也來自英國的 PiHUB 4 ports HUB 設計。

pihub_1

 

提供參考網站

PiHUB

Power Pi

Power Pi 及樹莓派套件

USB HUB

多媒體套件

NAS套件