Mini batterijgevoede CRT-oscilloscoop - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Tinkercad-projecten »

Hallo! In deze Instructable laat ik je zien hoe je een mini-batterij aangedreven CRT-oscilloscoop maakt. Een oscilloscoop is een belangrijk hulpmiddel bij het werken met elektronica; je kunt alle signalen in een circuit zien rondstromen en elektronische creaties oplossen. Ze zijn echter niet goedkoop; een goede op Ebay kan je een paar honderd dollar kosten. Daarom wilde ik er zelf een bouwen. Mijn ontwerp maakt gebruik van een mini CRT die je kunt vinden in een oude camcorderzoeker, en een paar andere vrij veel voorkomende elektrische onderdelen. Laten we beginnen!

Stap 1: Benodigdheden

Voor dit project heb je het volgende nodig:

Voor de driehoeksgolfgenerator:

-2x 10KΩ Potentiometers

-2x 10KΩ Weerstanden

-2x S8050 Transistors (npn)

-1x S8550 Transistor (pnp)

-2x LM358 opamp

-1x 2KΩ Weerstand

-1x Diode (ik gebruikte de 1N4007, maar het type is niet super belangrijk)

-1x condensator (de capaciteit beïnvloedt de frequentie van de driehoeksgolf, dus het is niet superkritiek, maar zorg ervoor dat het niet groter is dan 10µF)

Er zijn meerdere condensatoren en een DIP-schakelaar op de foto, maar die heb je alleen nodig als je de capaciteit wilt schakelen.

Voor de LM317-regelaar:

-1x LM317 instelbare spanningsregelaar

-1x 220Ω Weerstand

-1x 680Ω Weerstand

-1x 0.22µF Condensator

-1x 100µF condensator

Voor de 7805-regelaar:

-1x 7805 5v regelaar

-1x 47µF (of hoger) condensator

-1x 0.22µF Condensator

Aanvullende materialen:

-1x SPST-schakelaar

-1x drukknopschakelaar (optioneel)

-1x 10Ω Weerstand

-1x DPST-schakelaar

-1x Mini CRT (deze zijn te vinden in oude camcorderzoekers, die je op Ebay kunt krijgen voor ongeveer $ 15-20)

-1x 12v batterijpakket met middenkraan

-3D-printer

-Heet lijmpistool

Er zijn twee spanningsregelaars, want toen ik de eerste bouwde, werd hij gezapt, dus moest ik een tweede bouwen. U hoeft maar één spanningsregelaar te bouwen! Het batterijpakket moet acht batterijen kunnen bevatten en je moet een draad in het midden plaatsen. Dit creëert een gesplitste voeding: +6v en -6v en de middelste kraan is GND (dit heb je nodig omdat de golfvorm positief en negatief moet kunnen gaan ten opzichte van GND.

Stap 2: CRT-oriëntatie

Dit project maakt gebruik van een CRT omdat het analoge schermen zijn en relatief eenvoudig om te zetten zijn naar een oscilloscoop. De CRT's in oude zoekers verschillen van bedrijf tot bedrijf, maar ze zullen allemaal dezelfde basislay-out hebben. Er lopen afbuigspoeldraden naar de voorkant van de CRT, een connector/draden die naar de printplaat leiden en een hoogspanningstransformator. Voorzichtigheid! Wanneer de CRT is ingeschakeld, genereert de transformator 1, 000-1, 500 volt, dit is misschien niet dodelijk (het hangt af van de stroom), maar het kan je nog steeds zappen! De CRT is zo gebouwd dat de gevaarlijke delen niet te bloot komen te liggen, maar gebruik toch gezond verstand. Bouw dit op eigen risico! Voordat we beginnen met het bouwen van het circuit, moeten we de positieve, negatieve en videodraden voor de CRT vinden. Om de aardingsdraad te vinden, neemt u een multimeter en stelt u deze in op de continuïteitsmodus. Zoek vervolgens een metalen behuizing op de printplaat (mogelijk de behuizing van de transformator), raak daar een sonde aan en test elk van de signaaldraden om te controleren op een verbinding. De draad die is aangesloten op de metalen behuizing is de aardedraad. Nu zijn de stroom- en videokabels wat moeilijker. De stroomdraad kan gekleurd zijn of er kan een groot circuitspoor naar toe leiden. Mijn stroomdraad is de bruine draad die op de afbeelding wordt getoond. De videodraad kan gekleurd zijn of niet. Je zou deze met vallen en opstaan kunnen vinden (niet een erg goede manier om het te doen, maar ik gebruikte die methode en het werkte), of door schema's van de CRT op te zoeken. Als je de CRT van stroom voorziet en je hoort een hoog geluid maar het scherm licht niet op, dan heb je de voedingskabel gevonden. Wanneer u het circuit bouwt, zijn de stroomdraad en signaaldraad beide verbonden met +5v. Zodra u het CRT-scherm kunt laten oplichten, bent u klaar om te gaan!

Opmerking: andere CRT's hebben mogelijk 12v nodig, als uw CRT helemaal niet aangaat wanneer u hem 5v geeft, probeer hem dan iets meer dan 5v te geven, maar overschrijd 12v niet! Wees er absoluut zeker van dat de CRT niet op 5v werkt als dit het geval is, want als je CRT echt op 5v werkt, maar je probeert hem meer dan 5v te geven, zou je je CRT kunnen braden! Als je erachter bent gekomen dat je CRT op 12v werkt, heb je de spanningsregelaar niet nodig en kun je hem direct op de accu's aansluiten.

Belangrijk: als mijn CRT is ingeschakeld en je de stekker voor de spoelen verwijdert, zou je verwachten dat er een kleine heldere stip op het scherm is omdat de elektronenstraal niet wordt afgebogen, maar de CRT schakelt de elektronenstraal uit. Ik denk dat het dit doet als een veiligheidsfunctie, zodat je de fosfor op het scherm niet verbrandt door de straal daar gewoon te laten blijven, maar we willen dit niet omdat we beide spoelen gaan gebruiken losgekoppeld van het bord. Een manier om dit probleem op te lossen, is door een kleine weerstand (10Ω) te plaatsen waar de horizontale spoelen op het bord zouden worden aangesloten. Dit "bedriegt" de CRT door te denken dat daar een belasting is, dus het verhoogt de helderheid en toont de straal. In de volgende stap zal ik een ontwerp geven over hoe dit te bouwen. Als je tijdens het bouwen hiervan een extreem heldere stip op het CRT-scherm ziet, schakel dan alle stroom naar de CRT uit, als de elektronenstraal te lang op het scherm blijft, kan de fosfor verbranden en het scherm verpesten.

Stap 3: Prototyping en bouwen

Als je al je onderdelen hebt verzameld, raad ik je aan het circuit eerst op een breadboard te testen en het vervolgens te bouwen. Vergeet niet om het spoel-truc-circuit te bouwen dat in stap 2 wordt genoemd, zodat u de straal kunt zien. Bekijk alle afbeeldingen van het circuitontwerp goed voordat u gaat bouwen. Ik heb mijn circuit op verschillende borden gesoldeerd (een bord bevatte de spanningsregelaar, een ander had de driehoeksgolfgenerator, enz.) Ik heb ook een ventilator en een koellichaam aan mijn spanningsregelaar toegevoegd omdat deze heet wordt. Als u de waarde van uw condensator wilt wijzigen, kunt u een schakelaar op de print solderen en een manier vinden om tussen condensatoren te schakelen, of u kunt draden toevoegen aan de print waar u de condensator zou aansluiten, en de condensator en draden aansluiten naar een broodplank. Er zijn drie ingangen die worden aangepast wanneer u de oscilloscoop gebruikt (de twee potentiometers en de schakelaar). Eén potentiometer past de oscillatiefrequentie aan, een andere past de amplitude van de driehoeksgolf aan en de schakelaar zet het CRT-scherm aan en uit.

De "Magic" Resistor: In een van de afbeeldingen ziet u een weerstand met het label "Magic Resistor". Toen ik mijn driehoeksgolfgenerator testte, was deze erg onstabiel, dus om de een of andere vreemde reden besloot ik een weerstand van 10KΩ over een andere 10KΩ-weerstand te plaatsen (zie afbeelding) en de oscillator werkte fantastisch! Als uw driehoeksgolfgenerator niet werkt, probeer dan de "Magic Resistor" te gebruiken en kijk of dat helpt. Ook moest ik tijdens mijn ontwerp een aantal verschillende driehoekige golfoscillatorontwerpen proberen. Als de jouwe niet werkt en je hebt wat elektronische kennis, kun je een aantal verschillende ontwerpen proberen en kijken of ze werken.

Stap 4: Testen

Zodra je alles hebt aangesloten, is het tijd om het uit te testen! Sluit alles aan op de batterijen en zet hem aan (zorg ervoor dat je alles hebt aangesloten zodat het overeenkomt met de foto's in stap 3). Waarschuwing! Bij mijn eerste test heb ik geen aan / uit-schakelaar toegevoegd, dus toen ik de driehoeksgolfgenerator ging testen, sloot ik de batterijen achterstevoren aan en bakte ik mijn oscillator. Laat dit jou niet overkomen! Indien ingeschakeld, zou het CRT-scherm eruit moeten zien zoals op de afbeelding (als u de uitgangen van uw driehoeksgolfgenerator hebt aangesloten op de horizontale spoelen), als dit niet het geval is, zijn er een paar vragen die u uzelf kunt stellen:

1. Controleer of je alles goed hebt aangesloten. Zijn de batterijen omgekeerd? Krijgt alles stroom?

2. Werkt de driehoeksgolfgenerator? Hoor je een constante toon als je een luidspreker aansluit op de uitgangsdraden?

3. Werkt het "truc"-circuit van de CRT-spoel? Probeer de draden een beetje te wiebelen. Gaat het scherm aan?

4. Werkt de spanningsregelaar?

5. Heb je iets gebroken?

Zodra de CRT een horizontale lijn op het scherm toont, kunt u doorgaan naar de volgende stap!

Stap 5: Ontwerp uw zaak

Voor mijn oscilloscoop wilde ik een behuizing in 3D printen in plaats van hem uit hout te moeten bouwen, dus ontwierp ik mijn behuizing in Tinkercad en drukte hem in 3D af. Afhankelijk van de potentiometers en schakelaars die u gebruikt, ziet uw behuizing er anders uit dan de mijne. Ik heb geen ruimte voor de batterijen in mijn geval opgenomen (ik geef niet om draagbaarheid), maar misschien wil je dat wel. Omdat het bed van de 3D-printer niet waterpas was, drukte de behuizing een beetje wankel, maar het werkt! Afhankelijk van hoe goed uw printer is gekalibreerd, moet u mogelijk de gaten vijlen zodat ze passen. Nadat het afdrukken is voltooid, past u alles in de hoes, test u het en lijmt u het warm.

Stap 6: De resterende transistor

Voor dit laatste deel heb je de resterende S8050 npn-transistor nodig. Sluit hem eenvoudig aan zodat hij eruitziet als op de afbeelding en test uw oscilloscoop. Het is belangrijk dat u de oscilloscoop GND en het ingangssignaal GND met elkaar verbindt, zodat de circuits met elkaar verbonden zijn. De blokgolfuitgang van de driehoeksgolfgenerator (draad aangesloten op diode in de tekeningen) gaat naar de basis van de transistor. Hierdoor kan het signaal naar de spoel stromen wanneer de straal naar de ene kant van het scherm gaat, en het signaal niet laten stromen wanneer de straal naar de andere kant gaat. Als u de transistor niet gebruikt, ziet u nog steeds het signaal op het scherm, maar het zal "rommelig" zijn omdat de golfvorm in beide richtingen zal gaan (zie de tweede afbeelding).

Stap 7: Experimenteren

Nadat uw oscilloscoop is voltooid, raad ik u aan een golfvorm te testen om te controleren of deze werkt. Als dat zo is, gefeliciteerd! Als dit niet het geval is, ga dan terug naar stap 4 en bekijk de verschillende vragen en bekijk de diagrammen opnieuw. Nu is deze oscilloscoop lang niet zo nauwkeurig als de professionele, maar hij werkt goed om naar elektronische signalen te kijken en golfvormen te analyseren. Ik hoop dat je veel plezier hebt gehad met het bouwen van deze coole mini-oscilloscoop, en als je vragen hebt, beantwoord ik ze graag.