Mini oscyloskop CRT z zasilaniem bateryjnym: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Projekty Tinkercad »

Cześć! W tej instrukcji pokażę, jak zrobić mini oscyloskop CRT zasilany bateryjnie. Oscyloskop jest ważnym narzędziem do pracy z elektroniką; możesz zobaczyć wszystkie sygnały płynące w obwodzie i rozwiązywać problemy z kreacjami elektronicznymi. Jednak nie są tanie; dobry w serwisie eBay może kosztować kilkaset dolców. Dlatego chciałem zbudować własną. Mój projekt wykorzystuje mini CRT, który można znaleźć w wizjerze starego kamkordera, oraz kilka innych dość powszechnych części elektrycznych. Zacznijmy!

Krok 1: Materiały eksploatacyjne

Do tego projektu będziesz potrzebować:

Dla generatora fal trójkątnych:

-2x potencjometry 10KΩ

-2x 10KΩ Rezystory

-2x Tranzystory S8050 (npn)

-1x Tranzystor S8550 (pnp)

-2x wzmacniacz operacyjny LM358

-1x rezystor 2KΩ;

-1x Dioda (użyłem 1N4007, ale typ nie jest bardzo ważny)

-1x kondensator (pojemność wpływa na częstotliwość fali trójkątnej, więc nie jest to super krytyczne, ale upewnij się, że nie jest większa niż 10µF)

Na zdjęciu jest kilka kondensatorów i przełącznik DIP, ale będziesz ich potrzebować tylko wtedy, gdy chcesz zmienić pojemność.

Dla regulatora LM317:

-1x regulowany regulator napięcia LM317

-1x Rezystor 220Ω;

-1xRezystor 680Ω;

-1x 0,22 µF kondensator

-1x kondensator 100µF

Dla regulatora 7805:

-1x7805 5 v Regulator;

-1x 47µF (lub wyższy) Kondensator

-1x 0,22 µF kondensator

Dodatkowe materiały:

-1x przełącznik SPST

-1x przełącznik wciskany (opcjonalnie)

-1x 10Ω rezystor;

-1x przełącznik DPST

-1x Mini CRT (można je znaleźć w starych wizjerach kamer, które można kupić w serwisie eBay za około 15-20 USD)

-1x akumulator 12 v z kranem środkowym;

-drukarka 3d

-Pistolet na gorący klej

Są dwa regulatory napięcia, ponieważ kiedy zbudowałem pierwszy, został uszkodzony, więc musiałem zbudować drugi. Wystarczy zbudować jeden regulator napięcia! Pakiet baterii musi być w stanie pomieścić osiem baterii, a pośrodku należy umieścić przewód. Tworzy to rozdzielone zasilanie: +6v i -6v, a środkowy odczep to GND (potrzebujesz tego, ponieważ przebieg musi być w stanie iść dodatnim i ujemnym w stosunku do GND.

Krok 2: Orientacja CRT

Ten projekt wykorzystuje CRT, ponieważ są to ekrany analogowe i stosunkowo łatwo je przekształcić w oscyloskop. CRT w starych wizjerach różnią się w zależności od firmy, ale wszystkie mają ten sam podstawowy układ. Z przodu CRT będą biegły przewody cewki odchylającej, złącze/przewody prowadzące do płytki drukowanej oraz transformator wysokiego napięcia. Ostrożność! Kiedy CRT jest włączony, transformator generuje 1000-1500 woltów, może to nie być śmiertelne (zależy od prądu), ale nadal może cię zaatakować! CRT jest zbudowany tak, aby niebezpieczne części nie były zbytnio wyeksponowane, ale nadal używaj zdrowego rozsądku. Zbuduj to na własne ryzyko! Zanim zaczniemy budować obwód, musimy znaleźć przewody dodatnie, ujemne i wideo dla CRT. Aby znaleźć przewód uziemiający, weź multimetr i ustaw go w trybie ciągłości. Następnie znajdź metalową obudowę na płytce drukowanej (prawdopodobnie obudowę transformatora), dotknij jej sondą i przetestuj każdy z przewodów sygnałowych, aby sprawdzić połączenie. Przewód podłączony do metalowej obudowy to przewód uziemiający. Teraz przewody zasilające i wideo są nieco trudniejsze. Przewód zasilający może być kolorowy lub może do niego prowadzić duży obwód. Mój przewód zasilający to brązowy przewód pokazany na zdjęciu. Przewód wideo może być kolorowy lub nie. Można je znaleźć metodą prób i błędów (niezbyt dobry sposób na zrobienie tego, ale użyłem tej metody i zadziałało) lub przeglądając schematy CRT. Jeśli dostarczasz zasilanie do CRT i słyszysz wysoki dźwięk, ale ekran się nie włącza, oznacza to, że znalazłeś przewód zasilający. Kiedy budujesz obwód, przewód zasilający i sygnałowy są podłączone do +5V. Gdy ekran CRT zostanie podświetlony, jesteś gotowy do pracy!

Uwaga: inne monitory CRT mogą potrzebować 12 V, jeśli Twój CRT w ogóle się nie włącza, gdy dajesz mu 5 V, spróbuj podać nieco powyżej 5 V, ale nie przekraczaj 12 V! Bądź absolutnie pewien, że CRT nie będzie działał przy 5 V, jeśli tak jest, ponieważ jeśli twój CRT naprawdę działa przy 5 V, ale spróbujesz dać mu więcej niż 5 V, możesz usmażyć swój CRT! Jeśli dowiedziałeś się, że twój CRT działa na 12V, nie będziesz potrzebował regulatora napięcia i możesz podłączyć go bezpośrednio do akumulatorów.

Ważne: na moim CRT, gdy jest włączony i wyjmujesz wtyczkę cewek, można oczekiwać, że na ekranie pojawi się mała jasna kropka, ponieważ wiązka elektronów nie jest odchylana, ale CRT wyłącza wiązkę elektronów. Myślę, że robi to jako zabezpieczenie, więc nie spalasz luminoforu na ekranie, gdy wiązka po prostu tam pozostaje, ale nie chcemy tego, ponieważ będziemy używać obu cewek odłączonych od płyty. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest umieszczenie małego rezystora (10 Ω) w miejscu, w którym cewki poziome łączą się z płytką. To „oszukuje” monitor CRT, tak aby myślał, że jest tam ładunek, więc zwiększa jasność i pokazuje wiązkę. W następnym kroku przedstawię projekt, jak to zbudować. Jeśli za każdym razem, gdy to budujesz, zobaczysz bardzo jasną kropkę na ekranie CRT, wyłącz całe zasilanie CRT, jeśli wiązka elektronów pozostanie na ekranie zbyt długo, luminofor może spalić i zniszczyć ekran.

Krok 3: Prototypowanie i budowanie

Po zebraniu wszystkich części sugerowałbym przetestowanie obwodu najpierw na płytce stykowej, a następnie zbudowanie go. Pamiętaj, aby zbudować obwód „sztuczki” cewki, o którym mowa w kroku 2, aby widzieć wiązkę. Przyjrzyj się uważnie wszystkim zdjęciom projektu obwodu, zanim zaczniesz budować. Polutowałem swój obwód na różnych płytkach (jedna płytka zawierała regulator napięcia, druga miała generator fali trójkątnej itp.) Dołożyłem też wentylator i radiator do mojego regulatora napięcia, ponieważ robi się gorący. Jeśli chcesz zmienić wartość swojego kondensatora, możesz albo przylutować przełącznik na płytce drukowanej i znaleźć sposób na przełączanie między kondensatorami, albo możesz dodać przewody do płytki drukowanej, do której podłączysz kondensator i podłącz kondensator i przewody do deski do krojenia chleba. Istnieją trzy wejścia, które będą regulowane podczas korzystania z oscyloskopu (dwa potencjometry i przełącznik). Jeden potencjometr reguluje częstotliwość drgań, drugi amplitudę fali trójkątnej, a przełącznik włącza i wyłącza ekran CRT.

Rezystor „Magic”: Na jednym ze zdjęć zobaczysz rezystor oznaczony jako „Magic Resistor”. Kiedy testowałem mój generator fal trójkątnych, był bardzo niestabilny, więc z jakiegoś dziwnego powodu zdecydowałem się umieścić rezystor 10KΩ na innym rezystorze 10KΩ (patrz zdjęcie) i oscylator działał cudownie! Jeśli twój generator fal trójkątnych nie działa, spróbuj użyć „Magic Resistor” i sprawdź, czy to pomaga. Ponadto podczas projektowania musiałem wypróbować kilka różnych konstrukcji oscylatorów z falą trójkątną. Jeśli twój nie działa i masz trochę wiedzy o elektronice, możesz wypróbować różne projekty i sprawdzić, czy działają.

Krok 4: Testowanie

Gdy wszystko jest już połączone, nadszedł czas, aby to przetestować! Podłącz wszystko do baterii i włącz (upewnij się, że wszystko jest podłączone, aby pasowało do zdjęć w kroku 3). Ostrzeżenie! Podczas mojego pierwszego testu nie dodałem wyłącznika zasilania, więc kiedy poszedłem przetestować generator fal trójkątnych, podłączyłem baterie odwrotnie i usmażyłem oscylator. Nie pozwól, aby ci się to przytrafiło! Po włączeniu ekran CRT powinien wyglądać tak, jak na zdjęciu (jeśli podłączyłeś wyjścia generatora fal trójkątnych do cewek poziomych), jeśli nie, możesz zadać sobie kilka pytań:

1. Sprawdź, czy wszystko jest prawidłowo podłączone. Czy baterie są odwrócone? Czy wszystko otrzymuje moc?

2. Czy generator fal trójkątnych działa? Czy słyszysz stały dźwięk, jeśli podłączysz głośnik do przewodów wyjściowych?

3. Czy obwód „sztuczki” cewki CRT działa? Spróbuj trochę poruszyć przewodami. Czy ekran się włącza?

4. Czy regulator napięcia działa?

5. Czy mogłeś coś zepsuć?

Gdy CRT pokaże na ekranie poziomą linię, możesz przejść do następnego kroku!

Krok 5: Zaprojektuj swoją obudowę

W przypadku mojego oscyloskopu chciałem wydrukować obudowę w 3D zamiast budować ją z drewna, więc zaprojektowałem obudowę w Tinkercad i wydrukowałem ją w 3D. W zależności od tego, jakich potencjometrów i przełączników użyjesz, Twoja obudowa będzie wyglądać inaczej niż moja. W moim przypadku nie uwzględniłem miejsca na baterie (nie obchodzi mnie przenośność), ale możesz chcieć. Ponieważ łóżko drukarki 3D nie było wypoziomowane, obudowa drukowała się trochę nierówno, ale działa! W zależności od tego, jak dobrze skalibrowana jest twoja drukarka, być może trzeba będzie spiłować otwory, aby pasowały. Po zakończeniu drukowania umieść wszystko w etui, przetestuj i przyklej na gorąco.

Krok 6: Pozostały tranzystor

Do tej ostatniej części potrzebny będzie pozostały tranzystor S8050 npn. Po prostu podłącz go tak, aby wyglądał jak na zdjęciu i przetestuj swój oscyloskop. Ważne jest, aby połączyć ze sobą GND oscyloskopu i sygnał wejściowy GND, aby obwody były połączone. Wyjście fali prostokątnej z generatora fal trójkątnych (przewodem podłączonym do diody na rysunkach) trafia do bazy tranzystora. Pozwala to na przepływ sygnału do cewki, gdy wiązka przechodzi na jedną stronę ekranu i nie pozwala na przepływ sygnału, gdy wiązka przechodzi na drugą stronę. Jeśli nie użyjesz tranzystora, nadal będziesz widzieć sygnał na ekranie, ale będzie „nieuporządkowany”, ponieważ przebieg będzie przebiegał w obu kierunkach (patrz drugie zdjęcie).

Krok 7: Eksperymentowanie

Po zakończeniu pracy oscyloskopu sugerowałbym przetestowanie przebiegu, aby upewnić się, że działa. Jeśli tak, gratulacje! Jeśli tak się nie stanie, wróć do kroku 4 i przejrzyj różne pytania, a następnie ponownie przejrzyj diagramy. Teraz ten oscyloskop nie jest tak precyzyjny jak oscyloskopy profesjonalne, ale dobrze sprawdza się przy oglądaniu sygnałów elektronicznych i analizowaniu przebiegów. Mam nadzieję, że dobrze się bawiłeś budując ten fajny mini oscyloskop, a jeśli masz jakieś pytania, chętnie na nie odpowiem.