Oscilloscope manual for remote GOLEM laboratory

English

General directions

Don’t play with the oscilloscope controls by clicking random buttons! You will ruin its setup and won’t be able to fix it again.

The oscilloscope cannot support multiple webpages trying to control it. Designate one person in your group with good internet connection as the oscilloscope handler and let them share their screen.

Just because a value is recommended, doesn’t mean it’s fixed. If it is needed (for instance the signal doesn’t fit into the selected Y range), go ahead and change it.

When the oscilloscope notices a suitable trigger, it will record the voltage data around it and send them to the GOLEM database. You will find the data on the shot homepage after clicking on your oscilloscope. Creating the shot homepage after a discharge is performed takes some time, approx. a minute. After tweaking the oscilloscope setup (Y axis range etc.), you have to wait until the following discharge to know whether the change was for the better. As a result, it can be quite some time before you managed to set the oscilloscope up properly. Have patience and don’t give up.

If this manual wasn’t helpful, ask a lab assistant or Vojtěch Svoboda for help.

Oscilloscope control webpage

Every group has their own oscilloscope. Its control webpage can be reached from the central laboratory page using the following screenshots:

For instance, the control page of group II’s oscilloscope is here:

The oscilloscope control webpage looks like this:

The red frames denote buttons which you will primarily (and hopefully exlusively) use:

  • bottom left: Y axis settings of individual oscilloscope channels (ch1 - loop voltage, ch2 - \(B_t\) coil voltage, ch3 - Rogowski coil voltage, ch4 - photodiode voltage)

  • upper left: X axis settings

  • upper right and in the right column: trigger settings

Setting the X axis range

By clicking the red frame, you will open a dialogue window with the following entries:

  • Scale: Segment size on the X axis (the axis is composed of 10 segments, though it’s hard to see). Since the typical discharge duration is 20 ms, the recommended value is 2 ms.

  • Pos: Shift of the X axis zero with regard to the trigger. Since the data acquisition is triggered by the beginning of the \(U_\) signal (it’s nicely abrupt and always has the same shape), the recommended value is 5 ms.

You can change the value either by clicking on the arrows, or by clicking directly on the number and writing the entry using a pop-up keyboard.

The Scale number is especially important for time axis construction for the oscilloscope data. The time axis begins at 0 ms (though this zero doesn’t match the zero of the standard GOLEM diagnostics) and ends at 10*Scale ms. The individual datapoints are evenly spaced.

Setting the Y axis range

By clicking one of the channels (here channel 1 is framed in red), you will open a dialogue window with the following entries:

  • Scale: Segment size on the Y axis. Since every diagnostic has a different voltage scale, every channel has a different recommended value (see the table below).

  • Pos: Change the recorded voltage interval from the symmetric (-Scale, +Scale) to an asymmetrical interval. The recommended value is, again, different for each channel (see the table below).

Kanál 1 (\(U_l\)) Kanál 2 (\(B_t\)) Kanál 3 (\(I_p\)) Kanál 4 (\(H_\alpha\))
Scale 5 V 20 mV 200 mV 100 mV
Pos -5 V 0 V 0 V 0 V

You can change the value either by clicking on the arrows, or by clicking directly on the number and writing the entry using a pop-up keyboard.

Trigger settings

Here we set the event which triggers data collection and their sending to the GOLEM discharge database. The trigger Type is Edge, it’s Source is channel 1 and its Slope is Rising. You can open the Trigger tab by clicking the red frame in the column on the right. You can close it by clicking on its red-framed vertical heading.

You also need to set the height of the trigger edge. This value can be set by clicking the red frame and writing a suitable number (recommended: 5 V) in the pop-up window. You can change the value either by clicking on the arrows, or by clicking directly on the number and writing the entry using a pop-up keyboard.

Czech

Obecné instrukce

Nehrajte si s velínem osciloskopu tím, že budete klikat na náhodná tlačítka! Stoprocentně si to rozházíte a nebudete to umět spravit.

Abyste předešli přetížení osciloskopu více spojeními, důrazně doporučujeme, aby se na toto vzdálené rozhraní připojil jen jeden účastník ve skupině s dobrým, stabilním spojením a sdílel plochu ostatním, aby viděli co nastavuje. Jinak bude pravděpodobně rozhraní pouze blikat či nebude fungovat vůbec.

To, že je hodnota doporučená, neznamená, že je neměnná. Pokud je to třeba (např. signál nebo výstřel se nevejde do výsledného rozmezí os Y či X), samozřejmě ji změňte.

Pokaždé, když osciloskop zaznamená vhodný trigger, sejme následující časový úsek a odešle ho do databáze GOLEMa. Data najdete na shot homepage po rozkliknutí svého osciloskopu. Vytvoření shot homepage po provedení výstřelu chvilku trvá (orientačně minutu). Po změně nastavení osciloskopu (rozsah osy Y apod.) musíte počkat na následující výboj, abyste se dozvěděli, jestli to byla změna k lepšímu. Proto zezačátku může trvat poměrně dlouho, než osciloskop nastavíte tak, aby snímal data správně. Obrňte se trpělivostí a nenechte se odradit.

Pokud vám tento návod nepomohl, směle o pomoc požádejte svého asistenta, jiného asistenta nebo Vojtěcha Svobodu.

Velín osciloskopu

Každá skupina měřící v praktiku má svůj vlastní osciloskop. K jeho velínu se dostane z centrální stránky praktika podle následujících screenshotů:

Každá skupina má svůj vlastní osciloskop s odděleným velínem, např. skupina 2 ho má zde:

Velín osciloskopu vypadá takto:

Červenými rámečky jsou vyznačena tlačítka, která budete používat primárně (a, dá Bůh, výlučně):

  • vlevo dole: nastavení osy Y jednotlivých kanálů osciloskopu (ch1 - napětí na závit, ch2 - napětí na \(B_t\) cívce, ch3 - napětí na Rogowského cívce, ch4 - napětí na fotodiodě)

  • vlevo nahoře: nastavení osy X

  • vpravo nahoře a vpravo ve sloupci: nastavení triggeru (události, podle které osciloskop pozná, že následná data si má uchovat v paměti a odeslat do databáze GOLEMa)

Nastavení rozsahu osy X

Kliknutím na červený rámeček otevřete dialogové okno s těmito údaji:

  • Scale: Velikost dílku na ose X (celkem je osa X složena z 10 dílků, i když to není vidět). Protože typická délka výboje je kolem 20 ms, doporučená hodnota je 2 ms.

  • Pos: Posun nuly osy X vůči signálu z triggeru. Protože se sběr dat triggeruje začátkem signálu \(U_l\) (je hezky náhlý a vždy má stejný tvar), je doporučená hodnota 5 ms.

Hodnotu můžeme měnit buď klikáním na šipky, nebo přímo kliknutím na číslo a zadáním požadovaného údaje do klikací klávesnice.

Údaj Scale je obzvláště důležitý při konstrukci časové osy pro data z osciloskopu. Časová osa začíná v čase 0 (pozor, tato nula se neshoduje s nulou pro začátek sběru standardní diagnostiky) a končí v čase 10*Scale. Mezi tím jsou jednotlivé datové body rozmístěny ekvidistantně.

Nastavení rozsahu osy Y

Kliknutím na jeden z kanálů (kanál 1 v červeném rámečku) otevřete dialogové okno s těmito údaji:

  • Scale: Velikost dílku na ose Y. Protože každá diagnostika má jiné typicky měřené napětí, má každý kanál jiný doporučenou hodnotu (viz tabulka níže).

  • Offset: Změna snímaného intervalu napětí ze symetrického (-Scale, +Scale) na interval nesymetrický kolem nuly. Doporučená hodnota je opět jiná pro každý kanál, viz tabulka níže.

Kanál 1 (\(U_l\)) Kanál 2 (\(B_t\)) Kanál 3 (\(I_p\)) Kanál 4 (\(H_\alpha\))
Scale 5 V 20 mV 200 mV 100 mV
Pos -5 V 0 V 0 V 0 V

Hodnotu můžeme měnit buď klikáním na šipky, nebo přímo kliknutím na číslo a zadáním požadovaného údaje do klikací klávesnice.

Nastavení triggeru

Trigger je událost, podle které osciloskop pozná, že následná data si má uchovat v paměti a odeslat do databáze GOLEMa. Pro podmínky GOLEMa používáme jako trigger událost typu hrana (Type: Edge) na napětí na závit (Source: CH1), která jde směrem nahoru (Slope: Rising). Záložku Trigger otevřeme kliknutím na červený rámeček ve sloupci napravo a zavřeme ji klepnutím na její červeně zarámovaný vertikální nadpis.

Krom toho musíme nastavit, jak vysoká musí být hrana triggeru. Tuto hodnotu nastavíme kliknutím na červený rámeček a zvolením vhodného čísla (doporučeno 5 V) v následném dialogovém okně. Hodnotu můžeme měnit buď klikáním na šipky, nebo přímo kliknutím na číslo a zadáním požadovaného údaje do klikací klávesnice.