Teslameter für Red Pitaya

Red Pitaya ist ein kleines, digitales und sehr vielseitig einsetzbares 2-Kanal Oszilloskop mit Funktionsgenerator und vielen Erweiterungsmöglichkeiten. Zur Bedienung braucht man lediglich ein beliebiges Gerät mit Browser wie einen PC oder ein iPad. Statt mit einer Software oder App läuft die Steuerung nämlich über eine auf dem Gerät gehostete Webseite. Die dafür notwendige Netzwerkverbindung wird über WLAN oder Ethernet hergestellt.

Red Pitaya STEM 125-10 v1.0

Hardware Erweiterungen lassen sich einfach auf das Red Pitaya stecken. Eine dieser Erweiterungen ist das Teslameter, welches hier beschrieben ist. Das Teslameter eignet sich hervorragend um Geräte auf ihre EMV Emissionen hin zu untersuchen, Störquellen zu orten oder Versuche zu schulischen Zwecken zum Thema EMV durchzuführen.

Die auf der verlinkten Seite beschriebene Schaltung war allerdings nicht ohne Änderungen funktionsfähig. Der Grund ist der Eingesetzte Operationsverstärker, der eine hohe Offsetspannung besitzt. Der Ausgang geht dementsprechend in die Sättigung, nimmt also entweder die positive oder negative Versorgungsspannung ein. Um das zu verhindern ist in der Schaltung zwar ein Abgleich vorgesehen, der funktionierte in meinem Aufbau aber schlecht und schon nach wenigen Sekunden lief das ganze wieder aus dem Ruder.

Ich habe die Schaltung daher etwas angepasst, so dass sie ohne jeden Abgleich funktioniert. Außerdem habe ich ein Layout entwickelt, welches das direkte Aufstecken auf den Red Pitaya ermöglicht.

Red Pitaya mit aufgestecktem Teslameter

Offsetprobleme lassen sich generell leicht durch den Einsatz eines OPAMPs mit ausreichend geringer Offsetspannung lösen. So wurde der im Bauvorschlag verwendete LM358 durch den OPA2277 ersetzt. Alle Filter- und Verstärkungsparameter sind gleich geblieben. Eine Offsetkompensation ist nicht mehr erforderlich und wurde entfernt.

Bei der Auswahl der 26pol Buchsenleisten ist auf eine ausreichende Höhe zu achten, da sonst die Lötstellen auf dem Red Pitaya Kühlkörper aufliegen und Kurzschlüsse verursachen. Für den Betrieb mit einem Lüfter müssen die Buchsenleisten nochmals erhöht werden. Sollte das Board einmal falsch herum aufgesteckt werden, wird das Board einfach nicht mit Spannung versorgt, es kann aber nichts kaputt gehen.

Der Schaltplan und das Layout kann nachstehend heruntergeladen werden. Für die Bearbeitung reicht die kostenlose EAGLE Version, aufgrund der kleinen Platine. Für die direkte Bestellung der Platine z.B. bei JLCPCB.com, stelle ich auch die Gerber-Daten bereit (CAMOutputs).

Die Herstellung der Spule ist in dem oben verlinkten Dokument beschrieben. Den Spulenkörper habe ich aus drei runden Plexiglasplatten hergestellt, die ich mit entsprechendem Kleber aufeinander geklebt habe. Die mittlere Scheibe hat dabei einen etwas kleineren Durchmesser um den Draht aufzunehmen. Solche Scheiben können beispielsweise hier bestellt werden.

Spule mit Halterung und Platine zum Aufstecken des Red Pitayas

Da ich den Red Pitaya auch für viele andere Dinge einsetze, habe ich eine Halterung entworfen, bei der die Teslameter-Platine über Kopf montiert wird. So kann der RP leicht an- und wieder abgenommen werden. Die Datei für den 3D Druck stelle ich ebenfalls bereit:

Das vollständige Teslameter mit Red Pitaya

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