Vreckový vizualizér signálu (vreckový osciloskop): 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Ahojte všetci, Všetci robíme toľko vecí každý deň. Na každú prácu tam, kde potrebujete nejaké nástroje. To je na výrobu, meranie, dokončovanie atď. Takže pre elektronických pracovníkov potrebujú nástroje ako spájkovačku, multimetr, osciloskop atď. V tomto zozname je osciloskop hlavným nástrojom na sledovanie signálu a meranie jeho charakteristík. Ale hlavným problémom osciloskopu je, že je ťažký, zložitý a nákladný. Takže toto je sen pre začiatočníkov v oblasti elektroniky. V tomto projekte teda mením celý koncept osciloskopu a robím menší, ktorý je cenovo dostupný pre začiatočníkov. To znamená, že som tu vyrobil vreckový prenosný malý osciloskop s názvom „Pocket Signal Visualizer“. Má 2,8 TFT displej na kreslenie signálu na vstupe a lítium-iónový článok, vďaka ktorému je prenosný. Je schopný sledovať signál až do 1 MHz, 10 V amplitúdy. Pôsobí to teda ako malé meradlo. verzia nášho originálneho profesionálneho osciloskopu. Tento vreckový osciloskop sprístupňuje osciloskopu všetkých ľudí.

Ako to je ? Aký je váš názor ? Komentujte ma.

Viac informácií o tomto projekte nájdete na mojom BLOGU, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Tento projekt bol iniciovaný podobným projektom na danej webovej stránke s názvom bobdavis321.blogspot.com

Zásoby

• Mikroprocesor ATMega 328
• ADC čip TLC5510
• 2,8 "TFT displej
• Lítium-iónový článok
• IO uvedené v schéme zapojenia
• Kondenzátory, odpory, diódy atď. Uvedené v schéme zapojenia
• Medený plášť, spájkovací drôt
• Malé smaltované medené drôty
• Zatlačte na prepínače atď.

Podrobný zoznam komponentov nájdete v schéme zapojenia. Obrázky sú uvedené v nasledujúcom kroku.

Krok 1: Základné nástroje

Tu sa projekt sústredil predovšetkým na elektroniku. Používajú sa teda predovšetkým elektronické nástroje. Nami používané nástroje sú uvedené nižšie. Vyberáte si svoje obľúbené nástroje.

Mikro spájkovačka, odpájkovacia stanica SMD, multimetre, osciloskop, pinzeta, skrutkovače, kliešte, pílka, pilníky, ručná vŕtačka atď.

Obrázky nástrojov sú uvedené vyššie.

Krok 2: Úplný plán

Mám v pláne vyrobiť prenosný vreckový osciloskop, ktorý dokáže zobrazovať všetky druhy vĺn. Najprv pripravím DPS a potom ju uzatvorím v kryte. Na ohradu používam malý skladací box na make-up. Skladacia vlastnosť zvyšuje flexibilitu tohto zariadenia. Displej je v prvej časti a doska a ovládanie sa v ďalšej polovici prepína. Doska plošných spojov je rozdelená na dve časti ako predná doska plošných spojov a hlavná doska plošných spojov. Osciloskop je skladací, preto naň používam automatický vypínač. Zapne sa, keď sa otvorí, a automaticky sa vypne, keď sa zatvorí. Lítium-iónový článok je umiestnený pod DPS. Toto je môj plán. Najprv teda vyrobím dve dosky plošných spojov. Všetky použité komponenty sú varianty SMD. Výrazne znižuje veľkosť DPS.

Krok 3: Schéma zapojenia

Celá schéma zapojenia je uvedená vyššie. Je rozdelený na dva samostatné obvody ako front-end a hlavný PCB. Obvody sú zložité, pretože obsahujú veľa integrovaných obvodov a ďalších pasívnych komponentov. Na fronde sú hlavnými komponentmi systém vstupného útlmu, multiplexor výberu vstupu a vstupná vyrovnávacia pamäť. Vstupný atenuátor sa používa na prevod rôznych vstupných napätí na požadované výstupné napätie pre osciloskop, vytvára tento osciloskop schopný pracovať v širokom rozsahu vstupných napätí. Vyrába sa pomocou odporového deliča potenciálov a kondenzátor je zapojený paralelne s každým odporom na zvýšenie frekvenčnej odozvy (kompenzovaný atenuátor). Multiplexor na výber vstupu funguje ako otočný prepínač na výber jedného vstupu z iného vstupu z atenuátora, ale tu je vstup multiplexora zvolený digitálnymi údajmi z hlavného procesora. Vyrovnávacia pamäť sa používa na zvýšenie výkonu vstupného signálu. Je navrhnutý pomocou operačného zosilňovača v konfigurácii sledovača napätia. Znižuje účinok zaťaženia signálu kvôli zostávajúcim častiam. Toto sú hlavné časti lístkového konca.

Viac podrobností nájdete na mojom BLOGU, Hlavná doska plošných spojov obsahuje ďalšie systémy digitálneho spracovania. Obsahuje hlavne lítium-iónovú nabíjačku, obvod Li-ion ochrany, konvertor zosilnenia 5 V, generátor napätia, rozhranie USB, ADC, vysokofrekvenčné hodiny a hlavný mikrokontrolér. Obvod Li-ion nabíjačky slúžil na efektívne a inteligentné nabíjanie Li-ion článku zo starého mobilného telefónu. Na nabíjanie článku z 5 V z portu micro-USB používa TP 4056 IC. Podrobne to bolo vysvetlené v mojom predchádzajúcom BLOGU, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Ďalším je ochranný obvod Li-ion. Používa sa na ochranu článku pred skratom, prebitím atď. Vysvetľuje to v mojom jednom z predchádzajúcich blogov, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Ďalším je prevodník zosilnenia 5V. Slúži na premenu napätia 3,7 V článku na 5 V pre lepšie fungovanie digitálnych obvodov. Podrobnosti o obvode sú vysvetlené v mojom predchádzajúcom BLOGU, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. Generátor -ve napätia sa používa na generovanie -ve 3,3V na prácu operačného zosilňovača. Generuje sa pomocou obvodu nabíjacieho čerpadla. Je navrhnutý pomocou 555 IC. Je zapojený ako oscilátor na nabíjanie a vybíjanie kondenzátorov v obvode nabíjacieho čerpadla. Je to veľmi dobré pre nízkoprúdové aplikácie. Rozhranie USB pripája počítač k nášmu osciloskopickému mikrokontroléru na úpravu firmvéru. Obsahuje jeden integrovaný obvod pre tento proces s názvom CH340. ADC prevádza vstupný analógový signál do digitálnej podoby vhodnej pre mikrokontrolér. Tu použitý ADC IC je TLC5510. Jedná sa o vysokorýchlostný semi-flash typ ADC. Je schopný pracovať pri vysokých vzorkovacích frekvenciách. Vysokofrekvenčný hodinový obvod pracuje na frekvencii 16 MHz. Poskytuje potrebné hodinové signály pre čip ADC. Bol navrhnutý s použitím integrovaného obvodu NOT gate a kryštálu 16 MHZ a niektorých pasívnych komponentov. Vysvetľuje to podrobne v mojom BLOGU, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Hlavným použitým mikrokontrolérom je mikrokontrolér ATMega328 AVR. Toto je jadro tohto okruhu. Zachytáva a ukladá údaje z ADC. Potom poháňa TFT displej, aby zobrazil vstupný signál. K ATMega328 sú tiež pripojené spínače ovládania vstupu. Toto je základné nastavenie hardvéru.

Viac podrobností o obvode a jeho dizajne nájdete na mojom BLOGU, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Krok 4: Návrh DPS

Tu používam iba súčiastky SMD pre celý obvod. Takže dizajn a ďalší proces sú trochu zložité. Tu sa schéma zapojenia a usporiadanie DPS vytvoria pomocou online platformy EasyEDA. Je to veľmi dobrá platforma, ktorá obsahuje všetky knižnice komponentov. Tieto dve DPS sú vytvorené oddelene. Nevyužité priestory na doskách plošných spojov sú pokryté uzemňovacím pripojením, aby sa zabránilo nežiaducim problémom s hlukom. Hrúbka stopy medi je veľmi malá, takže na vytlačenie rozloženia použite kvalitnú tlačiareň, inak dôjde k nejednotnosti niektorých stôp. Krok za krokom je uvedený nižšie,

• Vytlačte návrh DPS (2/3 kópie) na fotografický/lesklý papier (použite kvalitnú tlačiareň)
• Naskenujte rozloženie DPS na prípadné diskontinuity v medenej stope
• Vyberte dobré rozloženie DPS, ktoré nemá žiadne chyby
• Vystrihnite rozloženie pomocou Nožníc

Súbory návrhu rozloženia sú uvedené nižšie.

Krok 5: Príprava plátovaného medi

Na výrobu DPS používam jednostranne medený povlak. Toto je hlavná surovina na výrobu PCB. Vyberte si teda kvalitný medený plášť. Krok za krokom je uvedený nižšie,

• Vezmite si kvalitný medený plášť
• Označte rozmer rozloženia DPS v medenom pláte pomocou značky
• Medený povlak odrežte cez značky pomocou pílového listu
• Ostré hrany DPS vyhlaďte brúsnym papierom alebo pilníkom
• Medenú stranu očistite brúsnym papierom a odstráňte prach

Krok 6: Prenos tónu

Tu v tomto kroku prenášame rozloženie DPS na meďou plátovanú metódu prenosu tepla. Na prenos tepla používam ako zdroj tepla železný box. Postup je uvedený nižšie,

• Rozmiestnenie DPS najskôr umiestnite na medený plášť v orientácii, v ktorej je usporiadanie otočené k medenej strane
• Opravte rozloženie v jeho polohe pomocou pások
• Pokrývajte celé nastavenie pomocou bieleho papiera
• Železný box priložte na medenú stranu asi 10-15 minút
• Po zahriatí chvíľu počkajte, kým sa ochladí
• Vložte DPS s papierom do hrnčeka s vodou
• Potom opatrne vyberte papier z dosky plošných spojov (robte to pomaly)
• Potom ho pozorujte a uistite sa, že nemá žiadne chyby

Krok 7: Leptanie a čistenie

Jedná sa o chemický proces na odstraňovanie nežiaducej medi z medeného plášťa na základe rozloženia DPS. Na tento chemický proces potrebujeme roztok chloridu železitého (leptací roztok). Roztok rozpustí nemaskovanú meď v roztoku. Týmto procesom získame DPS ako v rozložení DPS. Postup tohto postupu je uvedený nižšie.

• Vezmite maskovanú DPS, ktorá je vykonaná v predchádzajúcom kroku
• Vezmite prášok chloridu železitého do plastového boxu a rozpustite ho vo vode (množstvo prášku určuje koncentráciu, vyššia koncentrácia proces upevňuje, ale niekedy poškodí odporúčanú PCB je stredná koncentrácia)
• Ponorte maskovanú DPS do roztoku
• Počkajte niekoľko hodín (pravidelne kontrolujte, či je leptanie dokončené alebo nie) (slnečné svetlo tiež upevňuje postup)
• Po úspešnom leptaní odstráňte masku brúsnym papierom
• Okraje opäť vyhlaďte
• Vyčistite DPS

Urobili sme výrobu DPS

Krok 8: Spájkovanie

SMD spájkovanie je o niečo ťažšie ako bežné spájkovanie cez diery. Hlavnými nástrojmi tejto práce sú pinzety a teplovzdušná pištoľ alebo mikrospájkovačka. Teplovzdušnú pištoľ nastavte na teplotu 350 ° C. Prehriatím nejaký čas poškodíte súčiastky. Na DPS preto aplikujte iba obmedzené množstvo tepla. Postup je uvedený nižšie.

• Vyčistite PCB pomocou čističa PCB (izopropylalkohol)
• Na všetky podložky v doske plošných spojov naneste spájkovaciu pastu
• Umiestnite všetky komponenty na podložku pomocou pinzety podľa schémy zapojenia
• Znovu skontrolujte, či sú všetky súčasti správne alebo nie
• Aplikujte teplovzdušnú pištoľ pri nízkych otáčkach (vysoká rýchlosť spôsobuje nesúososť komponentov)
• Zaistite, aby boli všetky pripojenia v poriadku
• Vyčistite DPS pomocou roztoku IPA (čistič DPS)
• Proces spájkovania sme úspešne dokončili

Video o spájkovaní SMD je uvedené vyššie. Prosím, sledujte to.

Krok 9: Záverečná montáž

V tomto kroku zostavujem celé diely do jedného produktu. PCB som dokončil v predchádzajúcich krokoch. Tu umiestnim 2 PCB do make -up boxu. V hornej časti krabice na make -up umiestnim obrazovku LCD. Na tento účel používam niekoľko skrutiek. Potom umiestnim DPS do spodnej časti. Tu boli tiež použité niektoré skrutky na osadenie DPS na miesto. Li-ion batéria je umiestnená pod hlavnou doskou plošných spojov. Ovládací spínač PCB je umiestnený nad batériou pomocou obojstrannej pásky. Ovládací spínač PCB je zo starého PCB Walkman. DPS a LCD obrazovka sú spojené pomocou malých smaltovaných medených drôtov. Je to preto, že je pružnejší ako obyčajný drôt. Vypínač automatického zapnutia/vypnutia je pripojený blízko skladacej strany. Keď sme zložili hornú stranu, došlo k vypnutiu osciloskopu. Toto sú podrobnosti o montáži.

Krok 10: Hotový výrobok

Vyššie uvedené obrázky zobrazujú môj hotový výrobok.

Je schopný merať sínusové, štvorcové, trojuholníkové vlny. Skúšobná prevádzka osciloskopu je zobrazená na videu. Sledujte to To je veľmi užitočné pre všetkých, ktorí majú radi Arduino. Veľmi sa mi to páči. Toto je úžasný produkt. Aký je váš názor? Napíšte mi prosím komentár.

Ak sa vám páči, podporte ma.

Viac podrobností o okruhu nájdete na mojej stránke BLOG. Odkaz uvedený nižšie.

Ak chcete získať ďalšie zaujímavé projekty, navštívte moje stránky YouTube, Pokyny a Blog.

Ďakujem za návštevu mojej stránky projektu.

Zbohom.

Uvídime sa znovu……..