Mini batériou napájaný CRT osciloskop: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Projekty Tinkercad »

Ahoj! V tomto návode vám ukážem, ako vyrobiť mini batériový osciloskop CRT. Osciloskop je dôležitým nástrojom pre prácu s elektronikou; môžete vidieť všetky signály prúdiace v obvode a odstraňovať problémy s elektronickými výtvormi. Nie sú však lacné; dobrý na Ebay vás môže stáť niekoľko stoviek dolárov. Preto som si chcel postaviť svoj vlastný. Môj návrh používa mini CRT, ktorý nájdete v starom hľadáčiku videokamery, a niekoľko ďalších pomerne bežných elektrických častí. Začnime!

Krok 1: Spotrebný materiál

Na tento projekt budete potrebovať:

Pre generátor trojuholníkových vĺn:

-2x 10KΩ potenciometre

-2x 10KΩ odpory

-2x tranzistory S8050 (npn)

-1x tranzistor S8550 (pnp)

-2x operačný zosilňovač LM358

-1x 2KΩ odpor

-1x dióda (použil som 1N4007, ale typ nie je veľmi dôležitý)

-1x kondenzátor (Kapacita ovplyvňuje frekvenciu vlny trojuholníka, takže nie je veľmi kritická, ale uistite sa, že nie je väčšia ako 10 µF)

Na obrázku je viac kondenzátorov a prepínač DIP, ale tie budete potrebovať iba vtedy, ak chcete prepnúť kapacitu.

Pre regulátor LM317:

-1x LM317 nastaviteľný regulátor napätia

-1x odpor 220Ω

-1x 680Ω odpor

-1 x 0,22 µF kondenzátor

-1 x 100 µF kondenzátor

Pre regulátor 7805:

-1x 7805 5v regulátor

-1 x 47 µF (alebo vyšší) kondenzátor

-1 x 0,22 µF kondenzátor

Ďalšie materiály:

-1x prepínač SPST

-1x tlačidlový spínač (voliteľný)

-1x 10Ω odpor

-1x prepínač DPST

-1x Mini CRT (Nájdete ich v starých hľadáčikoch videokamier, ktoré dostanete na Ebay za približne 15-20 dolárov)

-1 x 12 V batéria so stredovým kohútikom

-3D tlačiareň

-Horúca lepiaca pištoľ

Existujú dva regulátory napätia, pretože keď som postavil ten prvý, zapol sa mi, a tak som musel postaviť druhý. Musíte zostrojiť iba jeden regulátor napätia! Batéria musí mať kapacitu osem batérií a do stredu je potrebné vložiť drôt. To vytvára rozdelený zdroj napájania: +6v a -6v a stredný kohútik je GND (Potrebujete to, pretože tvar vlny musí byť schopný ísť kladne aj záporne vzhľadom na GND.

Krok 2: Orientácia CRT

Tento projekt používa CRT, pretože sú analógové obrazovky a dajú sa relatívne ľahko previesť na osciloskop. CRT v starých hľadáčikoch sa líšia spoločnosť od spoločnosti, ale všetky budú mať rovnaké základné rozloženie. K prednej časti CRT budú vedené vychyľovacie cievky, konektor/vodiče vedúce k doske plošných spojov a vysokonapäťový transformátor. Pozor! Keď je CRT zapnutý, transformátor generuje 1 000-1 500 voltov, čo nemusí byť smrteľné (závisí to od prúdu), ale stále vás to môže zapnúť! CRT je postavený tak, aby nebezpečné časti neboli príliš odhalené, ale stále používajú zdravý rozum. Postavte to na vlastné riziko! Predtým, ako začneme stavať obvod, musíme nájsť kladné, záporné a video vodiče pre CRT. Ak chcete nájsť uzemňovací vodič, vezmite multimetr a nastavte ho na režim spojitosti. Potom nájdite na doske s plošnými spojmi (prípadne v kryte transformátora) akékoľvek kovové puzdro, dotknite sa ho sondou a otestujte všetky signálne vodiče, aby ste skontrolovali pripojenie. Drôt, ktorý je spojený s kovovým plášťom, je uzemňovací vodič. Napájacie a video vodiče sú teraz o niečo ťažšie. Napájací vodič môže byť zafarbený alebo k nemu môže viesť veľká stopa obvodu. Môj napájací vodič je hnedý drôt zobrazený na obrázku. Video vodič môže byť farebný alebo nemusí. Môžete to nájsť pokusom a omylom (nie je to veľmi dobrý spôsob, ako to urobiť, ale použil som túto metódu a fungovalo to) alebo vyhľadaním schém CRT. Ak napájate CRT a počujete vysoký zvuk, ale obrazovka sa nerozsvieti, našli ste napájací kábel. Keď budujete obvod, napájací a signálový vodič sú pripojené k +5 V. Akonáhle sa rozsvieti obrazovka CRT, ste pripravení ísť!

Poznámka: Iné CRT môžu potrebovať 12 V, ak sa váš CRT vôbec nezapne, keď mu dávate 5 V, skúste ho dať niečo nad 5 V, ale neprekračujte 12 V! Buďte si úplne istí, že CRT nebude fungovať na 5v, ak je to tak, pretože ak váš CRT skutočne beží na 5v, ale pokúsite sa mu dať viac ako 5v, môžete CRT vyprážať! Ak ste zistili, že váš CRT funguje na 12 V, nebudete potrebovať regulátor napätia a môžete ho pripojiť priamo k batériám.

Dôležité: Na mojom CRT, keď je zapnutý a odstránite zástrčku cievok, by ste očakávali, že na obrazovke bude malý svetlý bod, pretože elektrónový lúč nie je vychýlený, ale CRT vypne elektrónový lúč.. Myslím, že to robí ako bezpečnostnú funkciu, aby ste nespálili fosfor na obrazovke tým, že lúč tam zostane, ale nechceme to, pretože budeme používať obe cievky odpojené od dosky. Jedným zo spôsobov, ako tento problém vyriešiť, je vložiť malý odpor (10Ω), kde by sa horizontálne cievky pripájali k doske. Toto „oklamá“CRT, aby si myslel, že je tam záťaž, a tak zvýši jas a ukáže lúč. V ďalšom kroku poskytnem návrh, ako to vytvoriť. Ak kedykoľvek budete stavať toto, uvidíte na obrazovke CRT extrémne jasný bod, vypnite všetky napájania CRT, ak elektrónový lúč zostane na obrazovke príliš dlho, fosfor by mohol obrazovku spáliť a zničiť.

Krok 3: Prototypovanie a stavba

Potom, čo ste zhromaždili všetky svoje diely, navrhoval by som obvod najskôr otestovať na doske a potom ho postaviť. Nezabudnite vybudovať obvod „triku“cievky uvedený v kroku 2, aby ste videli lúč. Pred stavbou si pozorne prezrite všetky obrázky návrhu obvodu. Zapájal som svoj obvod na rôznych doskách (jedna doska obsahovala regulátor napätia, druhá mala generátor trojuholníkových vĺn atď.) K svojmu regulátoru napätia som tiež pridal ventilátor a chladič, pretože sa zahrieva. Ak chcete zmeniť hodnotu kondenzátora, môžete buď spájkovať prepínač na doske plošných spojov a nájsť spôsob, ako prepínať medzi kondenzátormi, alebo môžete pridať vodiče na dosku plošných spojov, kam by ste pripojili kondenzátor, a pripojiť kondenzátor a vodiče na chlebník. K dispozícii sú tri vstupy, ktoré sa nastavia pri použití osciloskopu (dva potenciometre a spínač). Jeden potenciometer upravuje oscilačnú frekvenciu, druhý upravuje amplitúdu trojuholníkovej vlny a vypínač zapína a vypína obrazovku CRT.

Rezistor „Magic“: Na jednom z obrázkov uvidíte odpor označený ako „Magic Resistor“. Keď som testoval svoj generátor trojuholníkových vĺn, bol veľmi nestabilný, a tak som sa z nejakého zvláštneho dôvodu rozhodol vložiť odpor 10KΩ na ďalší odpor 10KΩ (pozri obrázok) a oscilátor fungoval úžasne! Ak váš generátor trojuholníkových vĺn nefunguje, vyskúšajte použiť „magický odpor“a zistite, či to pomôže. Počas svojho návrhu som tiež musel vyskúšať niekoľko rôznych návrhov oscilátora s trojuholníkovými vlnami. Ak ten váš nefunguje a máte nejaké znalosti o elektronike, môžete vyskúšať niekoľko rôznych návrhov a zistiť, či fungujú.

Krok 4: Testovanie

Keď máte všetko prepojené, je čas to vyskúšať! Pripojte všetko k batériám a zapnite ho (uistite sa, že máte všetko pripojené tak, aby zodpovedalo obrázkom v kroku 3). Výstraha! Pri prvom teste som nepridal vypínač, takže keď som išiel testovať generátor trojuholníkových vĺn, zapojil som batérie späť a vyprážal som oscilátor. Nedovoľte, aby sa vám to stalo! Keď je obrazovka CRT napájaná, mala by vyzerať ako na obrázku (ak ste výstupy generátora trojuholníkových vĺn pripojili k horizontálnym cievkam), ak nie, existuje niekoľko otázok, ktoré si môžete položiť:

1. Skontrolujte, či je všetko správne zapojené. Sú batérie obrátené? Prijíma všetko moc?

2. Funguje generátor trojuholníkových vĺn? Počujete konštantný tón, ak k výstupným vodičom pripojíte reproduktor?

3. Funguje "trikový" obvod cievky CRT? Skúste trocha zamotať drôty. Zapne sa obrazovka?

4. Funguje regulátor napätia?

5. Mohli ste niečo zlomiť?

Akonáhle CRT zobrazí vodorovnú čiaru na obrazovke, môžete prejsť na ďalší krok!

Krok 5: Navrhnite svoj prípad

Pokiaľ ide o môj osciloskop, chcel som vytlačiť puzdro 3D namiesto toho, aby som ho musel postaviť z dreva, a tak som navrhol svoje puzdro v Tinkercad a 3D vytlačil. Podľa toho, aké potenciometre a prepínače použijete, bude váš prípad vyzerať inak ako môj. V mojom prípade som nezahrnul žiadny priestor pre batérie (nestarám sa o prenosnosť), ale možno budete chcieť. Pretože posteľ 3D tlačiarne nebola vyrovnaná, puzdro bolo trochu zvlnené, ale funguje to! V závislosti od toho, ako dobre je vaša tlačiareň kalibrovaná, možno budete musieť otvory vyplniť, aby sa zmestili. Keď je tlač hotová, všetko vložte do puzdra, vyskúšajte a zalepte za tepla.

Krok 6: Zostávajúci tranzistor

Pre túto poslednú časť budete potrebovať zvyšný tranzistor S8050 npn. Jednoducho ho pripojte, aby vyzeral ako na obrázku, a vyskúšajte si osciloskop. Je dôležité, aby ste osciloskop GND a vstupný signál GND spojili dohromady, aby boli zapojené obvody. Výstup štvorcových vĺn z generátora trojuholníkových vĺn (drôt spojený s diódou na výkresoch) smeruje k základni tranzistora. To umožňuje, aby signál prúdil do cievky, keď lúč smeruje na jednu stranu obrazovky, a neumožňuje tok signálu, keď lúč prechádza na druhú stranu. Ak nepoužívate tranzistor, signál na obrazovke stále uvidíte, ale bude „chaotický“, pretože priebeh bude prebiehať v oboch smeroch (pozri druhý obrázok).

Krok 7: Experimentovanie

Po dokončení osciloskopu by som odporučil otestovať priebeh, aby ste sa presvedčili, že funguje. Ak áno, gratulujeme! Ak nie, vráťte sa na krok 4, pozrite sa na rôzne otázky a znova sa pozrite na diagramy. Tento osciloskop už nie je ani zďaleka taký presný ako profesionálne, ale funguje dobre na sledovanie elektronických signálov a analýzu priebehov. Dúfam, že ste sa bavili pri stavbe tohto skvelého mini osciloskopu, a ak máte nejaké otázky, rád ich zodpoviem.