Minibatteridrivet CRT -oscilloskop: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Tinkercad -projekt »

Hej! I denna instruktionsbok kommer jag att visa dig hur du gör ett mini -batteridrivet CRT -oscilloskop. Ett oscilloskop är ett viktigt verktyg för att arbeta med elektronik; du kan se alla signaler som flödar runt i en krets och felsöka elektroniska skapelser. Men de är inte billiga; en bra på Ebay kan kosta dig ett par hundralappar. Det var därför jag ville bygga mitt eget. Min design använder en mini CRT som du kan hitta i en gammal videokamera sökare och några andra ganska vanliga elektriska delar. Låt oss börja!

Steg 1: Tillbehör

För detta projekt behöver du följande:

För triangelvågsgeneratorn:

-2x 10KΩ Potentiometrar

-2x 10KΩ motstånd

-2x S8050 -transistorer (npn)

-1x S8550 Transistor (pnp)

-2x LM358 Op Amp

-1x 2KΩ motstånd

-1x Diode (jag använde 1N4007, men typen är inte superviktig)

-1x kondensator (Kapacitansen påverkar triangelns vågfrekvens så det är inte superkritiskt, men se bara till att det inte är större än 10µF)

Det finns flera kondensatorer och en DIP -omkopplare i bilden, men du behöver dem bara om du vill byta kapacitans.

För LM317 -regulatorn:

-1x LM317 Justerbar spänningsregulator

-1x 220Ω motstånd

-1x 680Ω motstånd

-1x 0,22µF kondensator

-1x 100µF kondensator

För regulatorn 7805:

-1x 7805 5v Regulator

-1x 47µF (eller högre) kondensator

-1x 0,22µF kondensator

Ytterligare material:

-1x SPST -switch

-1x tryckknappsbrytare (tillval)

-1x 10Ω motstånd

-1x DPST -omkopplare

-1x Mini CRT (Dessa finns i gamla videokamera sökare, som du kan få på Ebay för cirka $ 15-20)

-1x 12v batteripaket med mittkran

-3d skrivare

-Lim pistol

Det finns två spänningsregulatorer för när jag byggde den första blev den zappad, så jag var tvungen att bygga en andra. Du behöver bara bygga en spänningsregulator! Batteriet måste kunna hålla åtta batterier och du måste sätta en tråd i mitten. Detta skapar en delad strömförsörjning: +6v och -6v och mittkranen är GND (Du behöver detta eftersom vågformen måste kunna gå positiv och negativ i förhållande till GND.

Steg 2: CRT -orientering

Detta projekt använder en CRT eftersom de är analoga skärmar, och de är relativt enkla att konvertera till ett oscilloskop. CRT: erna i gamla sökare varierar från företag till företag, men alla kommer att ha samma grundläggande layout. Det kommer att vara avböjningsspolstrådar som går till framsidan av CRT, en kontakt/ledningar som leder till kretskortet och en högspänningstransformator. Varning! När CRT slås på genererar transformatorn 1, 000-1, 500 volt, detta kanske inte är dödligt (det beror på strömmen), men det kan fortfarande zappa dig! CRT är byggt så att de farliga delarna inte är alltför utsatta, men ändå använder sunt förnuft. Bygg detta på egen risk! Innan vi börjar bygga kretsen måste vi hitta de positiva, negativa och videotrådarna för CRT. För att hitta jordledningen, ta en multimeter och ställ den i kontinuitetsläge. Hitta sedan ett metallhölje på kretskortet (eventuellt transformatorhuset), rör vid en sond och testa var och en av signaltrådarna för att kontrollera om det finns en anslutning. Tråden som är ansluten till metallhöljet är jordledningen. Nu är ström- och videokablarna lite svårare. Strömkabeln kan vara färgad, eller det kan finnas ett stort kretsspår som leder till den. Min strömkabel är den bruna tråden som visas på bilden. Videotråden kan vara färgad eller inte. Du kan hitta dessa genom försök och fel (inte ett mycket bra sätt att göra det, men jag använde den metoden och det fungerade), eller genom att leta upp scheman för CRT. Om du ger ström till CRT och du hör ett högt ljud men skärmen inte tänds har du hittat strömkabeln. När du bygger kretsen är strömkabeln och signalkabeln båda anslutna till +5v. När du väl har tänt CRT -skärmen är du redo att gå!

Obs! Andra CRT kan behöva 12v, om din CRT inte slås på alls när du ger den 5v, försök att ge den lite över 5v, men överstig inte 12v! Var helt säker på att CRT inte körs på 5v om så är fallet, för om din CRT verkligen körs på 5v men du försöker ge den mer än 5v, kan du steka din CRT! Om du fick reda på att din CRT fungerar vid 12v behöver du inte spänningsregulatorn och du kan ansluta den direkt till batterierna.

Viktigt: På min CRT när den är påslagen och du tar bort kontakten till spolarna, skulle du förvänta dig att det kommer en liten ljuspunkt på skärmen eftersom elektronstrålen inte avböjs, men CRT stänger av elektronstrålen. Jag tror att det gör detta som en säkerhetsfunktion så att du inte bränner fosforet på skärmen genom att låta strålen bara stanna där, men vi vill inte ha det eftersom vi kommer att använda båda spolarna kopplade från kortet. Ett sätt att lösa detta problem är att sätta ett litet motstånd (10Ω) där de horisontella spolarna skulle ansluta till kortet. Detta "lurar" CRT till att tro att det finns en belastning där, så det ökar ljusstyrkan och visar strålen. I nästa steg kommer jag att ge en design om hur man bygger detta. Om när du bygger detta ser du en extremt ljus prick på CRT -skärmen, stäng av all ström till CRT, om elektronstrålen stannar kvar på skärmen för länge kan fosforet brinna och förstöra skärmen.

Steg 3: Prototypning och byggande

När du har samlat alla dina delar föreslår jag att du testar kretsen först på en brödbräda och sedan bygger den. Kom ihåg att bygga spolens "trick" -krets som nämns i steg 2 så att du kan se strålen. Titta på alla bilder av kretsdesignen noga innan du bygger. Jag lödde min krets på olika kort (ett kort innehöll spänningsregulatorn, ett annat hade triangelvågsgeneratorn etc.) Jag lade också till en fläkt och en kylfläns till min spänningsregulator eftersom det blir varmt. Om du vill ändra värdet på din kondensator kan du antingen löda en strömbrytare på kretskortet och hitta ett sätt att växla mellan kondensatorer, eller så kan du lägga till ledningar på kretskortet där du skulle ansluta kondensatorn och ansluta kondensatorn och ledningar till en brödbräda. Det finns tre ingångar som justeras när du använder oscilloskopet (de två potentiometrarna och omkopplaren). En potentiometer justerar oscillationsfrekvensen, en annan justerar amplituden för triangelvågen och omkopplaren slår på och av CRT -skärmen.

"Magic" -motståndet: På en av bilderna ser du ett motstånd märkt "Magic Resistor". När jag testade min triangelvågsgenerator var den väldigt instabil, så av någon konstig anledning bestämde jag mig för att sätta ett 10KΩ -motstånd över ett annat 10KΩ -motstånd (se bild) och oscillatorn fungerade fantastiskt! Om din triangelvågsgenerator inte fungerar, prova att använda "Magic Resistor" och se om det hjälper. Under min design var jag också tvungen att prova ett par olika triangelvågsoscillatordesigner. Om din inte fungerar och du har lite elektronisk kunskap kan du prova olika mönster och se om de fungerar.

Steg 4: Testning

När du har allt anslutet är det dags att testa det! Anslut allt till batterierna och slå på det (se till att allt är anslutet så att det matchar bilderna i steg 3). Varning! På mitt första test lade jag inte till någon strömbrytare, så när jag gick för att testa triangelvåggeneratorn kopplade jag batterierna bakåt och stekte min oscillator. Låt inte detta hända dig! När den är påslagen bör CRT -skärmen se ut som den gör på bilden (om du kopplade din triangelvåggenerators utgångar till de horisontella spolarna), om den inte gör det, finns det några frågor du kan ställa dig själv:

1. Kontrollera att du har anslutit allt korrekt. Är batterierna omvända? Får allt ström?

2. Fungerar triangelvågsgeneratorn? Kan du höra en konstant ton om du ansluter en högtalare till utgångskablarna?

3. Fungerar CRT -spolens "trick" -krets? Försök att vifta lite på trådarna. Slås skärmen på?

4. Fungerar spänningsregulatorn?

5. Kan du ha brutit något?

När CRT visar en horisontell linje på skärmen kan du gå vidare till nästa steg!

Steg 5: Designa ditt fodral

För mitt oscilloskop ville jag 3D -skriva ut ett fodral istället för att behöva bygga det av trä, så jag designade mitt fodral i Tinkercad och 3D -utskrift. Beroende på vilka potentiometrar och omkopplare du använder ser ditt fodral annorlunda ut än mitt. Jag inkluderade inget utrymme för batterierna i mitt fodral (jag bryr mig inte om bärbarhet) men du kanske vill. Eftersom 3D -skrivarens säng inte var jämn, trycktes fodralet lite häftigt, men det fungerar! Beroende på hur väl kalibrerad din skrivare är kan du behöva fila ut hålen så att de passar. När det är klart skriv ut, montera allt i fodralet, testa det och hetlimma in det.

Steg 6: Den återstående transistorn

För denna sista del behöver du den återstående S8050 npn -transistorn. Anslut den helt enkelt så att den ser ut som på bilden och testa ditt oscilloskop. Det är viktigt att du kopplar ihop oscilloskopet GND och insignalen GND så att kretsarna är anslutna. Kvadratvågsutmatningen från triangelvågsgeneratorn (tråd ansluten till diod på ritningarna) går till basen på transistorn. Detta gör att signalen kan strömma till spolen när strålen går till ena sidan av skärmen, och tillåter inte att signalen flödar när strålen går till den andra sidan. Om du inte använder transistorn ser du fortfarande signalen på skärmen men det blir "rörigt" eftersom vågformen kommer att gå åt båda hållen (se den andra bilden).

Steg 7: Experiment

När ditt oscilloskop är klart föreslår jag att du testar en vågform för att se till att det fungerar. Om det gör det, grattis! Om det inte gör det går du tillbaka till steg 4 och tittar över de olika frågorna och tittar över diagrammen igen. Nu är det här oscilloskopet inte så exakt som de professionella, men det fungerar bra för att titta på elektroniska signaler och analysera vågformer. Jag hoppas att du hade kul att bygga detta coola mini -oscilloskop, och om du har några frågor svarar jag gärna på dem.