Pocket Signal Visualizer (Pocket Oscilloscoop) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dag iedereen, We doen allemaal zoveel dingen in elke dag. Voor elk werk is er wat gereedschap nodig. Dat is voor het maken, meten, afwerken enz. Dus voor elektronische werkers hebben ze gereedschap nodig zoals soldeerbout, multimeter, oscilloscoop, enz. In deze lijst is de oscilloscoop een belangrijk hulpmiddel om het signaal te zien en de kenmerken ervan te meten. Maar het grootste probleem met de oscilloscoop is dat hij zwaar, complex en kostbaar is. Dus dit merk zou een droom zijn voor beginners in de elektronica. Dus door dit project verander ik het hele oscilloscoopconcept en maak ik een kleinere die betaalbaar is voor beginners. Dat betekent dat ik hier een draagbare kleine oscilloscoop in zakformaat heb gemaakt met de naam "Pocket Signal Visualizer". Het heeft een 2,8-inch TFT-scherm om het signaal in de ingang op te tekenen en een Li-ion-cel om het een draagbare te maken. Het is in staat om tot 1 MHz, 10 V amplitudesignaal te bekijken. versie van onze originele professionele oscilloscoop. Deze zakoscilloscoop maakt alle mensen toegankelijk voor de oscilloscoop.

Hoe gaat het ? Wat is jouw mening ? Reageer op mij.

Voor meer details over dit project bezoek mijn BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Dit project krijgt een initiatie van een soortgelijk project op de gegeven website genaamd bobdavis321.blogspot.com

Benodigdheden

• ATMega 328 microcontroller
• ADC-chip TLC5510
• 2,8" TFT-scherm
• Li-ion cel
• IC's gegeven in het schakelschema
• Condensatoren, weerstanden, diodes, enz. gegeven in het schakelschema
• Met koper bekleed, soldeerdraad
• Kleine geëmailleerde koperdraden
• Drukknopschakelaars enz.

Bekijk het schakelschema voor een gedetailleerde lijst met componenten. Afbeeldingen worden gegeven in de volgende stap.

Stap 1: Essentiële hulpmiddelen

Hier concentreerde het project zich vooral op de elektronicakant. Dus de tools die voornamelijk worden gebruikt, zijn de elektronische tools. Hieronder vind je de tools die ik heb gebruikt. U kiest uw favoriete gereedschap.

Microsoldeerbout, SMD-desoldeerstation, multimeters, oscilloscoop, pincet, schroevendraaiers, tangen, ijzerzaag, vijlen, handboor, enz.

De gereedschapsafbeeldingen worden hierboven gegeven.

Stap 2: Volledig plan

Mijn plan is om een draagbare zakoscilloscoop te maken, die alle soorten golven kan weergeven. Eerst maak ik de printplaat klaar en sluit deze vervolgens in een behuizing. Voor de behuizing gebruik ik een klein opvouwbaar make-updoosje. De opvouwbare eigenschap vergroot de flexibiliteit van dit apparaat. Het display bevindt zich in het eerste deel en het bord en de bedieningsschakelaars in de volgende helft. De PCB is verdeeld in twee stukken als frond-end PCB en hoofd-PCB. De oscilloscoop is opvouwbaar, dus ik gebruik er een automatische AAN/UIT-schakelaar voor. Het gaat AAN als het opengaat en automatisch UIT als het sluit. De Li-ion cel wordt onder de PCB's geplaatst. Dit is mijn planning. Dus eerst maak ik de twee PCB's. Alle gebruikte componenten zijn de SMD-varianten. Het vermindert de PCB-grootte drastisch.

Stap 3: Schakelschema

Het volledige schakelschema staat hierboven. Het is verdeeld in twee afzonderlijke circuits als frond-end en hoofd-PCB. De schakelingen zijn complex, omdat er veel IC's en andere passieve componenten in zitten. In het schijfeinde zijn de belangrijkste componenten het ingangsverzwakkersysteem, de ingangsselectie-multiplexer en de ingangsbuffer. De ingangsverzwakker wordt gebruikt om verschillende ingangsspanningen om te zetten in een gewenste uitgangsspanning voor de oscilloscoop, het creëert deze oscilloscoop die in staat is om bij een breed scala aan ingangsspanningen te werken. Het is gemaakt door een resistieve potentiaaldeler te gebruiken en de condensator is parallel aan elke weerstand aangesloten om de frequentierespons te vergroten (gecompenseerde verzwakker). De ingangsselectie-multiplexer werkt als een draaischakelaar om één ingang van een andere ingang van de verzwakker te selecteren, maar hier wordt de multiplexeringang geselecteerd door digitale gegevens van de hoofdprocessor. De buffer wordt gebruikt om het ingangssignaalvermogen te versterken. Het is ontworpen met behulp van een op-amp in de configuratie van een spanningsvolger. Het vermindert het laadeffect van het signaal vanwege de resterende delen. Dit zijn de belangrijkste delen van het bladeinde.

Ga voor meer informatie naar mijn BLOG, De hoofdprintplaat bevat de andere digitale verwerkingssystemen. Het bevat voornamelijk een Li-ion-oplader, Li-ion-beveiligingscircuit, 5V-boostconverter, -ve-spanningsgenerator, USB-interface, ADC, hoogfrequente klok en de belangrijkste microcontroller. Het Li-ion-oplaadcircuit werd gebruikt om de Li-ion-cel van de oude mobiele telefoon op een efficiënte en intelligente manier op te laden. Het gebruikt TP 4056 IC om de cel op te laden vanaf de 5V van de micro-USB-poort. Het werd in detail uitgelegd in mijn vorige BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. De volgende is het Li-ion-beveiligingscircuit. Het wordt gebruikt om de cel te beschermen tegen kortsluiting, overbelasting enz. Het legt uit in mijn vorige BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. De volgende is de 5V boost-converter. Het wordt gebruikt om de celspanning van 3,7 V om te zetten in 5 V voor een betere werking van de digitale circuits. De circuitdetails worden uitgelegd in mijn vorige BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. De -ve spanningsgenerator wordt gebruikt om een -ve 3.3V te genereren voor de op-amp werking. Het wordt gegenereerd met behulp van een laadpompcircuit. Het is ontworpen met behulp van een 555 IC. Het is bedraad als een oscillator om de condensatoren in het laadpompcircuit op te laden en te ontladen. Het is zeer goed voor toepassingen met een lage stroomsterkte. De USB-interface verbindt de pc met onze oscilloscoop-microcontroller voor firmware-aanpassingen. Het bevat een enkele IC voor dit proces genaamd CH340. De ADC converteert het analoge ingangssignaal naar de digitale vorm die geschikt is voor de microcontroller. Het hier gebruikte ADC IC is de TLC5510. Het is een high-speed semi-flash type ADC. Het kan werken met hoge bemonsteringsfrequenties. Het hoogfrequente klokcircuit werkt op een frequentie van 16 MHz. Het levert de nodige kloksignalen voor de ADC-chip. Het is ontworpen met behulp van een NOT-poort-IC en het kristal van 16 MHZ en enkele passieve componenten. Het wordt gedetailleerd uitgelegd in mijn BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. De belangrijkste microcontroller die hier wordt gebruikt, is de ATMega328 AVR-microcontroller. Het is het hart van dit circuit. Het is het vastleggen en opslaan van de gegevens van de ADC. Vervolgens stuurt het het TFT-scherm aan om het ingangssignaal weer te geven. De ingangscontroleschakelaars zijn ook aangesloten op de ATMega328. Dit is de basisconfiguratie van de hardware.

Voor meer details over het circuit en het ontwerp, bezoek mijn BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Stap 4: PCB-ontwerp

Hier gebruik ik alleen SMD-componenten voor het hele circuit. Dus het ontwerp en het verdere proces zijn een beetje ingewikkeld. Hier worden het schakelschema en de printlayout gemaakt met behulp van het online platform EasyEDA. Het is een zeer goed platform dat alle componentbibliotheken bevat. De twee PCB's worden afzonderlijk gemaakt. De ongebruikte ruimtes in de PCB's zijn afgedekt met een massaverbinding om ongewenste geluidsproblemen te voorkomen. De dikte van de kopersporen is erg klein, dus gebruik een printer van goede kwaliteit om de lay-out af te drukken, anders worden sommige sporen onderbroken. De stapsgewijze procedure wordt hieronder gegeven,

• Print het PCB-ontwerp (2/3 exemplaren) op een foto/glanzend papier (gebruik een printer van goede kwaliteit)
• Scan de PCB-layout op eventuele dis-continuïteiten in het koperspoor
• Selecteer een goede PCB-layout die geen gebreken heeft
• Knip de lay-out met een schaar

De lay-outontwerpbestanden worden hieronder gegeven.

Stap 5: Koper beklede voorbereiding

Voor het maken van PCB's gebruik ik enkelzijdig met koper bekleed. Dit is de belangrijkste grondstof voor het maken van PCB's. Kies dus een koperen bekleding van goede kwaliteit. De stapsgewijze procedure wordt hieronder gegeven,

• Neem een koperen bekleding van goede kwaliteit
• Markeer de afmeting van de printplaatlay-out in de verkoperde bekleding met een stift
• Snijd de met koper beklede markeringen door met een ijzerzaagblad
• Maak de scherpe randen van de PCB glad met schuurpapier of een vijl
• Reinig de koperen kant met schuurpapier en verwijder het stof

Stap 6: Toonoverdracht

Hier in deze stap brengen we de PCB-lay-out over naar de met koper beklede met behulp van de warmteoverdrachtsmethode. Voor de warmteoverdrachtsmethode gebruik ik een ijzeren kist als warmtebron. Hieronder vindt u de procedure,

• Plaats eerst de printplaatlay-out in de verkoperde bekleding in een richting waarin de lay-out naar de koperzijde is gericht
• Bevestig de lay-out op zijn plaats met behulp van tapes
• Bedek de hele opstelling met een wit papier
• Breng de ijzeren kist ongeveer 10-15 minuten aan op de koperen kant
• Wacht na het verwarmen enige tijd om het af te koelen
• Zet de printplaat met papier in een mok water
• Verwijder vervolgens het papier voorzichtig met de hand van de print (graag gedaan)
• Observeer het dan en zorg ervoor dat het geen gebreken heeft

Stap 7: Etsen en schoonmaken

Het is een chemisch proces voor het verwijderen van ongewenst koper uit de koperen bekleding op basis van de PCB-layout. Voor dit chemische proces hebben we ijzerchloride-oplossing (etsoplossing) nodig. De oplossing lost het niet-gemaskeerde koper op in de oplossing. Dus door dit proces krijgen we een PCB zoals in de PCB-lay-out. De procedure voor dit proces wordt hieronder gegeven.

• Neem de gemaskeerde PCB die in de vorige stap is gedaan
• Neem ijzerchloridepoeder in een plastic doos en los het op in het water (de hoeveelheid poeder bepaalt de concentratie, hogere concentratie bevestigt het proces, maar soms beschadigt het de PCB aanbevolen is een gemiddelde concentratie)
• Dompel de gemaskeerde PCB onder in de oplossing
• Wacht enkele uren (controleer regelmatig of het etsen voltooid is of niet) (zonlicht bevestigt ook het proces)
• Na het voltooien van een succesvolle ets verwijdert u het masker met behulp van schuurpapier
• Strijk de randen weer glad
• Reinig de printplaat

We hebben de printplaat gemaakt!

Stap 8: Solderen

SMD-solderen is iets moeilijker dan het gewone doorlopende soldeerwerk. Het belangrijkste gereedschap voor deze klus is een pincet en een heteluchtpistool of microsoldeerbout. Stel het heteluchtpistool in op 350C temp. Oververhitting kan de componenten enige tijd beschadigen. Breng dus slechts een beperkte hoeveelheid warmte aan op de printplaat. De procedure wordt hieronder gegeven.

• Reinig de printplaat met behulp van PCB-reiniger (isopropylalcohol)
• Breng soldeerpasta aan op alle pads in de PCB
• Plaats alle componenten op de pad met behulp van een pincet op basis van het schakelschema
• Controleer nogmaals of de positie van alle componenten correct is of niet!
• Breng het heteluchtpistool aan op lage luchtsnelheid (hoge snelheid veroorzaakt verkeerde uitlijning van de componenten)
• Zorg ervoor dat alle verbindingen goed zijn
• Reinig de PCB met behulp van IPA (PCB cleaner) oplossing
• We hebben het soldeerproces met succes uitgevoerd

De video over SMD-solderen staat hierboven. Bekijk het alsjeblieft.

Stap 9: definitieve montage

Hier in deze stap monteer ik de hele onderdelen tot een enkel product. Ik heb de PCB's in de vorige stappen voltooid. Hier plaats ik de 2 PCB's in de make-updoos. In de bovenzijde van de makeup box plaats ik het LCD scherm. Hiervoor gebruik ik enkele schroeven. Vervolgens plaats ik de PCB's in het onderste gedeelte. Hier ook wat schroeven gebruikt om de printjes op hun plaats te krijgen. De Li-ion batterij wordt onder de hoofdprintplaat geplaatst. De print van de bedieningsschakelaar wordt met dubbelzijdig plakband boven de batterij geplaatst. De print van de bedieningsschakelaar is afkomstig van een oude Walkman-print. De PCB's en het LCD-scherm zijn met elkaar verbonden door middel van kleine geëmailleerde koperdraden. Het is omdat het flexibeler is dan gewone draad. De automatische aan/uit schakelaar wordt dichtbij de opklapbare zijde aangesloten. Dus als we de bovenzijde gevouwen hebben, is de oscilloscoop uitgeschakeld. Dit zijn de montagedetails.

Stap 10: Afgewerkt product

De bovenstaande afbeeldingen tonen mijn eindproduct.

Het is in staat sinus-, vierkante, driehoekige golven te meten. De oscilloscoop-proefrun wordt getoond in de video. Bekijk het. Dit is erg handig voor iedereen die van Arduino houdt. Ik vind het heel erg leuk. Dit is een geweldig product. Wat is jouw mening? Geef commentaar op mij.

Als je het leuk vindt, steun me dan alsjeblieft.

Voor meer details over het circuit Bezoek mijn BLOG-pagina. Link hieronder gegeven.

Bezoek mijn YouTube-, Instructables- en Blog-pagina's voor meer interessante projecten.

Bedankt voor het bezoeken van mijn projectpagina.

Doei.

Tot ziens……..