Mini bateriově napájený CRT osciloskop: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Projekty Tinkercad »

Ahoj! V tomto Instructable vám ukážu, jak vyrobit mini bateriový CRT osciloskop. Osciloskop je důležitý nástroj pro práci s elektronikou; můžete vidět všechny signály proudící v obvodu a odstraňovat problémy s elektronickými výtvory. Nejsou však levné; dobrý na Ebay vás může stát pár stovek. Proto jsem si chtěl postavit vlastní. Můj návrh používá mini CRT, který najdete ve starém hledáčku videokamery, a několik dalších docela běžných elektrických částí. Začněme!

Krok 1: Spotřební materiál

Pro tento projekt budete potřebovat následující:

Pro generátor trojúhelníkových vln:

-2x 10KΩ potenciometry

-2x 10KΩ odpory

-2x tranzistory S8050 (npn)

-1x tranzistor S8550 (pnp)

-2x operační zesilovač LM358

-1x 2KΩ odpor

-1x dioda (použil jsem 1N4007, ale typ není příliš důležitý)

-1x kondenzátor (Kapacita ovlivňuje frekvenci trojúhelníkové vlny, takže není superkritická, ale ujistěte se, že není větší než 10 µF)

Na obrázku je více kondenzátorů a přepínač DIP, ale ty budete potřebovat pouze v případě, že chcete přepnout kapacitu.

Pro regulátor LM317:

-1x LM317 nastavitelný regulátor napětí

-1x 220Ω odpor

-1x 680Ω odpor

-1x 0,22 µF kondenzátor

-1x 100 µF kondenzátor

Pro regulátor 7805:

-1x 7805 5v regulátor

-1 x 47 µF (nebo vyšší) kondenzátor

-1x 0,22 µF kondenzátor

Další materiály:

-1x přepínač SPST

-1x tlačítkový spínač (volitelně)

-1x 10Ω odpor

-1x přepínač DPST

-1x Mini CRT (Ty lze nalézt ve starých hledáčcích videokamer, které můžete získat na Ebay za přibližně 15-20 $)

-1x 12v baterie se středovým klepnutím

-3D tiskárna

-Horká lepicí pistole

Regulátory napětí jsou dva, protože když jsem postavil ten první, došlo k jeho přepnutí, takže jsem musel postavit druhý. Stačí postavit jeden regulátor napětí! Akumulátor musí pojmout osm baterií a doprostřed musíte umístit drát. Tím se vytvoří rozdělené napájení: +6v a -6v a středový kohoutek je GND (Potřebujete to, protože tvar vlny musí být schopen jít kladně i záporně vzhledem k GND.

Krok 2: Orientace CRT

Tento projekt používá CRT, protože jsou analogové obrazovky a lze je snadno převést na osciloskop. CRT ve starých hledáčcích se liší společnost od společnosti, ale všechny budou mít stejné základní rozložení. K přední části CRT budou vedeny vodiče vychylovací cívky, konektor/vodiče vedoucí k desce s obvody a transformátor vysokého napětí. Pozor! Když je CRT zapnutý, transformátor generuje 1 000–1 500 voltů, což nemusí být smrtelné (záleží na proudu), ale přesto vás to může zapnout! CRT je postaven tak, aby nebezpečné části nebyly příliš odkryté, ale stále používají zdravý rozum. Postavte to na vlastní riziko! Než začneme stavět obvod, musíme najít kladné, záporné a video vodiče pro CRT. Chcete -li najít uzemňovací vodič, vezměte multimetr a nastavte jej do režimu spojitosti. Poté najděte na desce s obvody (případně v krytu transformátoru) jakýkoli kovový kryt, dotkněte se jím sondy a otestujte každý signální vodič, abyste zkontrolovali připojení. Vodič, který je připojen k kovovému pouzdru, je zemnící vodič. Nyní jsou napájecí a video vodiče trochu obtížnější. Napájecí vodič může být barevný nebo k němu může vést velká obvodová stopa. Můj napájecí vodič je hnědý vodič zobrazený na obrázku. Video vodič může být barevný nebo nemusí. Dalo by se to najít metodou pokusů a omylů (není to moc dobrý způsob, ale použil jsem tuto metodu a fungovalo to) nebo vyhledáním schémat CRT. Pokud napájíte CRT a uslyšíte vysoký zvuk, ale obrazovka se nerozsvítí, našli jste napájecí kabel. Když budujete obvod, napájecí a signální vodič jsou připojeny k +5v. Jakmile se rozsvítí obrazovka CRT, jste připraveni jít!

Poznámka: Jiné CRT mohou potřebovat 12v, pokud se váš CRT vůbec nezapíná, když mu dáváte 5v, zkuste dát trochu nad 5v, ale nepřekračujte 12v! Buďte si naprosto jisti, že CRT nepůjde na 5v, pokud je tomu tak, protože pokud váš CRT opravdu běží na 5v, ale pokusíte se mu dát více než 5v, můžete CRT usmažit! Pokud jste zjistili, že váš CRT pracuje na 12 V, nebudete potřebovat regulátor napětí a můžete jej připojit přímo k bateriím.

Důležité: Na mém CRT, když je zapnutý a odstraníte zástrčku pro cívky, byste očekávali, že na obrazovce bude malý jasný bod, protože elektronový paprsek není vychýlen, ale CRT vypne elektronový paprsek. Myslím, že to dělá jako bezpečnostní funkci, takže na obrazovce nespálíte luminofor tím, že paprsek tam zůstane, ale nechceme to, protože budeme používat obě cívky odpojené od desky. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je umístit malý odpor (10Ω), kde by se horizontální cívky připojily k desce. To „oklamá“CRT, aby si myslel, že je tam zátěž, takže zvýší jas a ukáže paprsek. V dalším kroku poskytnu návrh, jak to postavit. Pokud kdykoli stavíte, uvidíte na obrazovce CRT extrémně jasný bod, vypněte veškeré napájení CRT, pokud elektronový paprsek zůstane na obrazovce příliš dlouho, fosfor by mohl obrazovku spálit a zničit.

Krok 3: Prototypování a stavba

Jakmile shromáždíte všechny své součásti, navrhl bych nejprve vyzkoušet obvod na prkénku a poté jej postavit. Nezapomeňte vytvořit obvod „triku“cívky uvedený v kroku 2, abyste paprsek viděli. Před stavbou si pečlivě prohlédněte všechny obrázky návrhu obvodu. Zapájel jsem svůj obvod na různých deskách (jedna deska obsahovala regulátor napětí, druhá měla generátor trojúhelníkových vln atd.) Také jsem do svého regulátoru napětí přidal ventilátor a chladič, protože se zahřívá. Pokud chcete změnit hodnotu kondenzátoru, můžete buď pájet spínač na desce plošných spojů a najít způsob, jak přepínat mezi kondenzátory, nebo můžete na desku plošných spojů přidat vodiče, kam byste připojili kondenzátor, a připojit kondenzátor a vodiče na prkénko. Existují tři vstupy, které budou upraveny při použití osciloskopu (dva potenciometry a přepínač). Jeden potenciometr upravuje oscilační frekvenci, druhý upravuje amplitudu trojúhelníkové vlny a spínač zapíná a vypíná obrazovku CRT.

Rezistor „Magic“: Na jednom z obrázků uvidíte odpor s označením „Magic Resistor“. Když jsem testoval svůj generátor trojúhelníkových vln, bylo to velmi nestabilní, takže jsem se z nějakého podivného důvodu rozhodl dát odpor 10KΩ na další odpor 10KΩ (viz obrázek) a oscilátor fungoval báječně! Pokud váš generátor trojúhelníkových vln nefunguje, zkuste použít „magický odpor“a zjistěte, zda to pomáhá. Během svého návrhu jsem také musel vyzkoušet několik různých návrhů oscilátoru trojúhelníkových vln. Pokud váš nefunguje a máte nějaké znalosti o elektronice, můžete vyzkoušet různé návrhy a zjistit, zda fungují.

Krok 4: Testování

Jakmile máte vše připojeno, je čas to vyzkoušet! Připojte vše k bateriím a zapněte (ujistěte se, že máte vše připojeno, aby odpovídalo obrázkům v kroku 3). Varování! Při svém prvním testu jsem nepřidal vypínač, takže když jsem šel otestovat generátor trojúhelníkových vln, připojil jsem baterie zpět a smažil svůj oscilátor. Nedovolte, aby se vám to stalo! Při napájení by měla obrazovka CRT vypadat jako na obrázku (pokud jste připojili výstupy generátoru trojúhelníkových vln k horizontálním cívkám), pokud ne, existuje několik otázek, které si můžete položit:

1. Zkontrolujte, zda jste vše správně připojili. Jsou baterie obrácené? Přijímá vše sílu?

2. Funguje generátor trojúhelníkových vln? Slyšíte konstantní tón, pokud k výstupním vodičům připojíte reproduktor?

3. Funguje "trikový" obvod cívky CRT? Zkuste dráty trochu kroutit. Zapne se obrazovka?

4. Funguje regulátor napětí?

5. Mohli jste něco rozbít?

Jakmile CRT zobrazí vodorovnou čáru na obrazovce, můžete přejít k dalšímu kroku!

Krok 5: Navrhněte svůj případ

Pro svůj osciloskop jsem chtěl vytisknout pouzdro na 3D místo toho, abych ho musel stavět ze dřeva, a tak jsem navrhl své pouzdro v Tinkercad a 3D vytiskl. Podle toho, jaké potenciometry a přepínače použijete, bude váš kufr vypadat jinak než ten můj. V mém případě jsem nezahrnul žádný prostor pro baterie (nestarám se o přenositelnost), ale možná budete chtít. Vzhledem k tomu, že postel 3D tiskárny nebyla rovná, pouzdro se trochu vytřepalo, ale funguje to! V závislosti na tom, jak dobře je vaše tiskárna kalibrována, budete možná muset vypilovat otvory tak, aby se vešly. Až bude tisk hotový, vše vložte do pouzdra, vyzkoušejte a zalepte.

Krok 6: Zbývající tranzistor

Pro tuto poslední část budete potřebovat zbývající tranzistor S8050 npn. Jednoduše jej připojte, aby vypadal jako na obrázku, a vyzkoušejte svůj osciloskop. Je důležité, abyste propojili osciloskop GND a vstupní signál GND dohromady, aby byly zapojeny obvody. Výstup čtvercových vln z generátoru trojúhelníkových vln (vodič připojený k diodě na výkresech) jde na základnu tranzistoru. To umožňuje, aby signál proudil do cívky, když paprsek směřuje na jednu stranu obrazovky, a neumožňuje tok signálu, když paprsek jde na druhou stranu. Pokud nepoužíváte tranzistor, stále uvidíte signál na obrazovce, ale bude „nepořádný“, protože tvar vlny bude probíhat v obou směrech (viz druhý obrázek).

Krok 7: Experimentování

Jakmile bude váš osciloskop kompletní, doporučil bych otestovat průběh, abyste se ujistili, že funguje. Pokud ano, gratulujeme! Pokud tomu tak není, vraťte se ke kroku 4, prohlédněte si různé otázky a znovu se podívejte na diagramy. Tento osciloskop není zdaleka tak přesný jako profesionální, ale funguje dobře při sledování elektronických signálů a analýze průběhů. Doufám, že jste se bavili stavěním tohoto skvělého mini osciloskopu, a pokud máte nějaké otázky, rád je zodpovím.