Osciloscop CRT alimentat cu baterie: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Proiecte Tinkercad »

Buna! În acest Instructable vă voi arăta cum să creați un osciloscop CRT alimentat cu o baterie mini. Un osciloscop este un instrument important pentru lucrul cu electronica; puteți vedea toate semnalele care circulă într-un circuit și depanați creațiile electronice. Cu toate acestea, ele nu sunt ieftine; unul bun pe Ebay vă poate costa câteva sute de dolari. Acesta este motivul pentru care am vrut să-mi construiesc propria mea. Designul meu folosește un mini CRT pe care îl puteți găsi într-un vizor vechi al camerei video și în alte câteva componente electrice destul de comune. Să începem!

Pasul 1: consumabile

Pentru acest proiect veți avea nevoie de următoarele:

Pentru generatorul de unde triunghiulare:

-2x Potențiometre 10KΩ

-2x rezistențe 10KΩ

-2x tranzistoare S8050 (npn)

-1x tranzistor S8550 (pnp)

-2x LM358 Op Amp

-1x Rezistor 2KΩ

-1x diodă (am folosit 1N4007, dar tipul nu este foarte important)

-1x condensator (capacitatea afectează frecvența undei triunghiulare, deci nu este foarte critică, dar asigurați-vă că nu este mai mare de 10µF)

Există mai multe condensatoare și un comutator DIP în imagine, dar veți avea nevoie doar de acestea dacă doriți să comutați capacitatea.

Pentru regulatorul LM317:

-1x LM317 Regulator de tensiune reglabil

-1x Rezistor de 220Ω

-1x 680Ω Rezistor

-1x 0,22µF condensator

-1x condensator 100µF

Pentru regulatorul 7805:

-1x 7805 Regulator 5v

-1x 47µF (sau mai mare) Condensator

-1x 0,22µF Condensator

Materiale suplimentare:

-1 comutator SPST

-1x comutator cu buton (opțional)

-1x 10Ω Rezistor

-1x comutator DPST

-1x Mini CRT (Acestea pot fi găsite în vizoare de camere vechi, pe care le puteți obține pe Ebay pentru aproximativ 15-20 USD)

-1x baterie de 12v cu atingere centrală

-imprimantă 3d

-Pistola de lipit fierbinte

Există două regulatoare de tensiune pentru că atunci când am construit primul, acesta a fost zapped, așa că a trebuit să construiesc un al doilea. Trebuie doar să construiți un regulator de tensiune! Acumulatorul trebuie să poată păstra opt baterii și trebuie să puneți un fir în mijloc. Acest lucru creează o sursă de alimentare divizată: + 6v și -6v, iar atingerea centrală este GND (aveți nevoie de acest lucru, deoarece forma de undă trebuie să poată merge pozitiv și negativ față de GND.

Pasul 2: Orientare CRT

Acest proiect utilizează un CRT deoarece sunt ecrane analogice și sunt relativ ușor de convertit într-un osciloscop. CRT-urile din vizorele vechi variază de la companie la companie, dar toate vor avea același aspect de bază. Vor exista fire de bobină de deflexie care rulează spre partea din față a CRT, un conector / fire care duc la placa de circuit și un transformator de înaltă tensiune. Prudență! Când CRT este pornit, transformatorul generează 1, 000-1, 500 volți, acest lucru nu poate fi letal (depinde de curent), dar vă poate zăpădi! CRT este construit astfel încât părțile periculoase să nu fie prea expuse, dar să folosească în continuare bunul simț. Construiți acest lucru pe propriul risc! Înainte de a începe construirea circuitului, trebuie să găsim firele pozitive, negative și video pentru CRT. Pentru a găsi firul de masă, luați un multimetru și setați-l în modul continuitate. Apoi, găsiți orice carcasă metalică pe placa de circuit (eventual carcasa transformatorului), atingeți o sondă și testați fiecare dintre firele de semnal pentru a verifica dacă există o conexiune. Sârma care este conectată la carcasa metalică este firul de masă. Acum cablurile de alimentare și video sunt puțin mai dificile. Cablul de alimentare poate fi colorat sau ar putea exista o urmă de circuit mare care să ducă la acesta. Firul meu de alimentare este firul maro prezentat în imagine. Firul video poate fi colorat sau poate să nu fie. Le-ați putea găsi prin încercare și eroare (nu o modalitate foarte bună de a o face, dar am folosit acea metodă și a funcționat), sau căutând schemele CRT. Dacă furnizați energie CRT și auziți un sunet puternic, dar ecranul nu se aprinde, ați găsit cablul de alimentare. Când construiți circuitul, firul de alimentare și firul de semnal sunt conectate ambele la + 5v. Odată ce puteți lumina ecranul CRT, sunteți gata să plecați!

Notă: Este posibil ca alte CRT să aibă nevoie de 12v, dacă CRT-ul dvs. nu pornește deloc când îi dați 5v, încercați să-l dați puțin peste 5v, dar nu depășiți 12v! Fii absolut sigur că CRT nu va funcționa la 5v dacă acesta este cazul, deoarece dacă CRT-ul tău rulează cu adevărat la 5v, dar încerci să-i dai mai mult de 5v, ai putea prăji CRT-ul tău! Dacă ați aflat că CRT-ul dvs. funcționează la 12v, nu veți avea nevoie de regulatorul de tensiune și îl puteți conecta direct la baterii.

Important: pe CRT-ul meu când este pornit și scoateți mufa pentru bobine, vă așteptați să apară un punct luminos pe ecran, deoarece fasciculul de electroni nu este deviat, dar CRT oprește fasciculul de electroni. Cred că face acest lucru ca o caracteristică de siguranță, astfel încât să nu ardeți fosforul pe ecran făcând ca raza să rămână acolo, dar nu vrem acest lucru, deoarece vom folosi ambele bobine deconectate de pe placă. O modalitate prin care puteți rezolva această problemă este să puneți un rezistor mic (10Ω) unde bobinele orizontale s-ar conecta la placă. Acest lucru „păcălește” CRT să creadă că există o sarcină acolo, așa că mărește luminozitatea și arată fasciculul. În pasul următor voi oferi un design despre cum să construiți acest lucru. Dacă ori de câte ori construiți acest lucru, vedeți un punct extrem de luminos pe ecranul CRT, opriți toată alimentarea la CRT, dacă fasciculul de electroni rămâne pe ecran prea mult timp, fosforul ar putea arde și distruge ecranul.

Pasul 3: Prototipare și construire

Odată ce ați adunat toate părțile dvs., aș sugera să testați mai întâi circuitul pe o placă de calcul și apoi să îl construiți. Nu uitați să construiți circuitul "truc" al bobinei menționat la pasul 2, astfel încât să puteți vedea fasciculul. Priviți cu atenție toate imaginile proiectării circuitului înainte de a construi. Mi-am lipit circuitul pe diferite plăci (o placă conținea regulatorul de tensiune, alta avea generatorul de undă triunghiulară etc.) Am adăugat, de asemenea, un ventilator și un radiator la regulatorul meu de tensiune, deoarece se încălzește. Dacă doriți să schimbați valoarea condensatorului dvs., puteți fie să lipiți un comutator pe PCB și să găsiți o modalitate de a comuta între condensatori, fie puteți adăuga fire pe PCB unde ați conecta condensatorul și conectați condensatorul și firele la o placă de măsurare. Există trei intrări care vor fi ajustate atunci când utilizați osciloscopul (cele două potențiometre și comutatorul). Un potențiometru reglează frecvența de oscilație, altul reglează amplitudinea undei triunghiulare, iar comutatorul pornește și oprește ecranul CRT.

Rezistorul "Magic": Într-una dintre imagini veți vedea un rezistor etichetat "Magic Resistor". Când mi-am testat generatorul de unde triunghiulare a fost foarte instabil, așa că, dintr-un motiv ciudat, am decis să pun un rezistor de 10KΩ peste un alt rezistor de 10KΩ (vezi imaginea) și oscilatorul a funcționat minunat! Dacă generatorul de unde triunghiulare nu funcționează, încercați să folosiți „Magic Resistor” și vedeți dacă acest lucru vă ajută. De asemenea, în timpul proiectării mele, a trebuit să încerc câteva modele diferite de oscilatoare cu undă triunghiulară. Dacă al tău nu funcționează și ai niște cunoștințe electronice, ai putea încerca câteva modele diferite și să vezi dacă funcționează.

Pasul 4: Testare

Odată ce aveți totul conectat, este timpul să îl testați! Conectați totul la baterii și porniți-l (asigurați-vă că aveți totul conectat, astfel încât să se potrivească cu imaginile de la pasul 3). Avertizare! La primul meu test, nu am adăugat un comutator de alimentare, așa că, când am mers să testez generatorul de undă triunghiulară, am conectat bateriile în spate și mi-am prăjit oscilatorul. Nu lăsați acest lucru să vi se întâmple! Când este alimentat, ecranul CRT ar trebui să arate ca în imagine (dacă ați conectat ieșirile generatorului de undă triunghiulară la bobinele orizontale), dacă nu, există câteva întrebări pe care vi le puteți pune:

1. Verificați pentru a vă asigura că ați conectat totul corect. Bateriile sunt inversate? Primeste putere orice?

2. Generatorul de unde triunghiulare funcționează? Puteți auzi un ton constant dacă conectați un difuzor la firele de ieșire?

3. Funcționează circuitul „truc” al bobinei CRT? Încercați să fluturați puțin firele. Se aprinde ecranul?

4. Funcționează regulatorul de tensiune?

5. Ai fi putut să rupi ceva?

Odată ce CRT arată o linie orizontală pe ecran, puteți trece la pasul următor!

Pasul 5: Proiectează-ți cazul

Pentru osciloscopul meu, am vrut să imprim o carcasă 3D în loc să trebuiască să o construiesc din lemn, așa că am proiectat carcasa mea în Tinkercad și am imprimat-o 3D. În funcție de potențiometrele și comutatoarele pe care le utilizați, carcasa dvs. va arăta diferită de a mea. Nu am inclus nicio cameră pentru baterii în carcasa mea (nu-mi pasă de portabilitate), dar s-ar putea să doriți. Din moment ce patul imprimantei 3D nu era egal, carcasa a fost tipărită puțin ciudată, dar funcționează! În funcție de cât de bine calibrată este imprimanta dvs., este posibil să fie necesar să înregistrați găurile astfel încât să se potrivească. După ce ați terminat de imprimat, montați totul în carcasă, testați-l și lipiți-l la cald.

Pasul 6: Tranzistorul rămas

Pentru această ultimă parte, veți avea nevoie de tranzistorul S8050 npn rămas. Pur și simplu conectați-l astfel încât să arate ca imaginea și testați osciloscopul. Este important să conectați osciloscopul GND și semnalul de intrare GND împreună, astfel încât circuitele să fie conectate. Ieșirea undei pătrate de la generatorul de undă triunghiulară (fir conectat la diodă în desene) merge la baza tranzistorului. Acest lucru permite semnalului să curgă la bobină atunci când fasciculul se îndreaptă către o parte a ecranului și nu permite semnalului să curgă atunci când fasciculul merge pe cealaltă parte. Dacă nu utilizați tranzistorul, veți vedea în continuare semnalul pe ecran, dar va fi „dezordonat”, deoarece forma de undă va merge în ambele direcții (a se vedea a doua imagine).

Pasul 7: Experimentare

După finalizarea osciloscopului, aș sugera să testați o formă de undă pentru a vă asigura că funcționează. Dacă da, felicitări! Dacă nu, reveniți la pasul 4 și priviți diferitele întrebări și uitați-vă din nou la diagrame. Acum, acest osciloscop nu este nici pe departe la fel de precis ca cel profesional, dar funcționează bine pentru a privi semnalele electronice și pentru a analiza formele de undă. Sper că v-ați distrat construind acest mini osciloscop mișto și, dacă aveți întrebări, aș fi bucuros să le răspund.