Pocket Signal Visualizer (Pocket Oscilloscope): 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Hej alla, Vi gör alla så många saker varje dag. För varje arbete där behöver du några verktyg. Det är för tillverkning, mätning, efterbehandling etc… Så för elektroniska arbetare behöver de verktyg som lödkolv, multimätare, oscilloskop, etc. I den här listan är oscilloskopet ett huvudverktyg för att se signalen och mäta dess egenskaper. Men huvudproblemet med oscilloskopet är att det är tungt, komplext och kostsamt. Så detta märke, det ska vara en dröm för nybörjare inom elektronik. Så genom detta projekt ändrar jag hela oscilloskopkonceptet och gör ett mindre som är överkomligt för nybörjare. Det betyder att här gjorde jag ett portabelt litet oscilloskop i fickformat med namnet "Pocket Signal Visualizer". Den har en 2,8 "TFT-skärm för att dra signalen i ingången och en Li-ion-cell för att göra den till en bärbar. Den kan se upp till 1 MHz, 10 V amplitudsignal. Så det fungerar som en liten skala version av vårt ursprungliga professionella oscilloskop. Detta fickoscilloskop gör alla människor tillgängliga för oscilloskopet.

Hur är det ? Vad är din åsikt ? Kommentera till mig.

För mer information om detta projekt besök min BLOGG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Detta projekt får en initiering från ett liknande projekt på den angivna webbplatsen som heter bobdavis321.blogspot.com

Tillbehör

• ATMega 328 mikrokontroller
• ADC -chip TLC5510
• 2,8 "TFT -skärm
• Li-joncell
• IC: er som ges i kretsschemat
• Kondensatorer, motstånd, dioder, etc som anges i kretsschemat
• Kopparklädd, lödtråd
• Små emaljerade koppartrådar
• Tryck på knapparna etc.

För detaljerad komponentlista, observera kretsschemat. Bilder ges i nästa steg.

Steg 1: Viktiga verktyg

Här koncentrerades projektet främst på elektroniksidan. Så de verktyg som främst används är de elektroniska verktygen. Verktygen som används av mig ges nedan. Du väljer dina favoritverktyg.

Mikrolödjärn, SMD-avlödningsstation, Multi-meter, Oscilloskop, Pincett, skruvmejslar, tång, hack-såg, filer, handborrare etc.

Verktygsbilderna ges ovan.

Steg 2: Fullständig plan

Min plan är att göra ett bärbart fickoscilloskop, som kan visa alla typer av vågor. Först förbereder jag kretskortet och sedan omsluter det i ett hölje. Till höljet använder jag en liten vikbar sminklåda. Den vikbara egenskapen ökar flexibiliteten hos denna enhet. Displayen finns i den första delen och tavlan och manöverbrytarna i nästa halvlek. Kretskortet är uppdelat i två delar som främre kretskort och huvudkort. Oscilloskopet är ett vikbart, så jag använder en automatisk PÅ/AV -omkopplare för det. Den slås på när den öppnas och den stängs av automatiskt när den stängs. Li-joncellen placeras under PCB: erna. Detta är min plan. Så först gör jag de två kretskorten. Alla komponenter som används är SMD -varianterna. Det minskar PCB -storleken drastiskt.

Steg 3: Kretsdiagram

Hela kretsschemat ges ovan. Det är uppdelat i två separata kretsar som frond-end och huvudkort. Kretsarna är komplexa eftersom de innehåller många IC: er och andra passiva komponenter. I främre delen är huvudkomponenterna ingångsdämparsystemet, ingångsvalsmultiplexern och ingångsbufferten. Ingångsdämparen används för att konvertera olika ingångsspänningar till en önskad utspänning för oscilloskopet, det skapar detta oscilloskop som kan arbeta vid ett stort antal ingångsspänningar. Det görs med hjälp av resistiv potentialdelare och kondensatorn är ansluten parallellt med varje motstånd för att öka frekvenssvaret (kompenserad dämpare). Ingångsväljmultiplexorn fungerar som en vridomkopplare för att välja en ingång från olika ingångar från dämparen men här väljs multiplexingången med digital data från huvudprocessorn. Bufferten används för att öka insignalens effekt. Den är utformad med hjälp av en op-amp i spänningsföljaren konfiguration. Det minskar signaleffekten på grund av de återstående delarna. Dessa är huvuddelarna i fransänden.

För mer information, besök min BLOGG, Det huvudsakliga kretskortet innehåller de andra digitala bearbetningssystemen. Den innehåller huvudsakligen en Li-ion-laddare, Li-ion-skyddskrets, 5V boost-omvandlare, -ve spänningsgenerator, USB-gränssnitt, ADC, högfrekvent klocka och huvudmikrostyrenheten. Li-ion-laddarkretsen som används för att ladda Li-ion-cellen från den gamla mobiltelefonen på ett effektivt och intelligent sätt. Den använder TP 4056 IC för att ladda cellen från 5V från mikro-USB-porten. Det förklarade i detalj i min tidigare BLOGG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Nästa är Li-ion-skyddskretsen. Den används för att skydda cellen från kortslutning, överladdning etc. Det förklarar i min en av de tidigare BLOGGEN, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Nästa är 5V boost -omvandlaren. Den används för att omvandla 3,7 V -cellspänningen till 5V för bättre drift av de digitala kretsarna. Kretsdetaljerna förklaras i min tidigare BLOGG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. V -spänningsgeneratorn används för att generera en -ve 3.3V för op -amp -arbetet. Den genereras genom att använda en laddningspumpkrets. Den är designad med hjälp av en 555 IC. Den är ansluten som en oscillator för laddning och urladdning av kondensatorerna i laddningspumpkretsen. Det är mycket bra för applikationer med låg ström. USB-gränssnittet ansluter datorn med vår oscilloskopmikrokontroller för modifiering av firmware. Den innehåller en enda IC för denna process som heter CH340. ADC: n konverterar den analoga ingångssignalen till den digitala formen som är lämplig för mikrostyrenheten. ADC IC som används här är TLC5510. Det är en hög hastighet halvblixt typ ADC. Det kan fungera med höga samplingshastigheter. Högfrekventa klockkretsen arbetar med 16 MHz frekvens. Det ger nödvändiga klocksignaler för ADC -chipet. Den designades med hjälp av en NOT gate IC och kristallen på 16 MHz och några passiva komponenter. Det förklarar detaljerat i min BLOGG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Den huvudsakliga mikrokontrollern som används här är ATMega328 AVR mikrokontroller. Det är hjärtat i denna krets. Det är att fånga och lagra data från ADC. Sedan driver den TFT -displayen för att visa insignalen. Ingångskontrollbrytarna är också anslutna till ATMega328. Detta är den grundläggande maskinvaruinstallationen.

För mer information om kretsen och dess design, besök min BLOGG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Steg 4: PCB -design

Här använder jag bara SMD -komponenter för hela kretsen. Så design och vidare process är lite komplexa. Här skapas kretsschemat och PCB -layouten med hjälp av EasyEDA online -plattformen. Det är en mycket bra plattform som innehåller alla komponentbibliotek. De två kretskorten skapas separat. De oanvända utrymmena i kretskorten är täckta med jordanslutning för att undvika oönskade bullerproblem. Kopparspårets tjocklek är mycket liten, så använd en skrivare av god kvalitet för att skriva ut layouten, annars får vissa spår dis-kontinuiteter. Det stegvisa förfarandet ges nedan,

• Skriv ut kretskortet (2/3 kopior) till ett foto/glansigt papper (använd skrivare av god kvalitet)
• Skanna PCB-layouten efter eventuella dis-kontinuiteter i kopparspåret
• Välj en bra PCB -layout som inte har några defekter
• Klipp upp layouten med en sax

Layoutdesignfilerna ges nedan.

Steg 5: Kopparklädd förberedelse

För PCB-tillverkning använder jag enkelsidig kopparklädda. Detta är den viktigaste råvaran för PCB -tillverkningen. Så välj en kopparklädd god kvalitet. Stegvis procedur ges nedan,

• Ta en kopparklädd god kvalitet
• Markera dimensionen på PCB-layouten i kopparklädda med hjälp av en markör
• Skär den kopparklädda genom markeringarna med hjälp av ett sågblad
• Släta ut de skarpa kanterna på kretskortet med sandpapper eller en fil
• Rengör kopparsidan med ett sandpapper och ta bort dammet

Steg 6: Tonöverföring

Här i detta steg överför vi PCB-layouten till den kopparklädda med hjälp av värmeöverföringsmetoden. För värmeöverföringsmetoden använder jag en järnlåda som värmekälla. Proceduren ges nedan,

• Placera först PCB-layouten i den kopparklädda i en orientering där layouten vetter mot kopparsidan
• Fixa layouten i dess position med hjälp av band
• Täck hela installationen med ett vitt papper
• Applicera järnlådan på kopparsidan i cirka 10-15 minuter
• Efter uppvärmning vänta en stund för att svalna det
• Lägg kretskortet med papper i en mugg vatten
• Ta sedan bort papperet från kretskortet med försiktighet (gör det långsamt)
• Observera det sedan och se till att det inte har några defekter

Steg 7: Etsning och rengöring

Det är en kemisk process för att ta bort oönskad koppar från kopparklädda baserat på PCB -layouten. För denna kemiska process behöver vi järnkloridlösning (etsningslösning). Lösningen löser det icke -maskerade koppar till lösningen. Så genom denna process får vi ett PCB som i PCB -layouten. Proceduren för denna process ges nedan.

• Ta det maskerade kretskortet som gjordes i föregående steg
• Ta järnkloridpulver i en plastlåda och lös det i vattnet (mängden pulver bestämmer koncentrationen, högre koncentration fäster processen men någon gång skadar det PCB som rekommenderas är en medelkoncentration)
• Sänk ned det maskerade kretskortet i lösningen
• Vänta några timmar (kontrollera regelbundet att etsningen är klar eller inte) (solsken låser också processen)
• Efter avslutad etsning tar du bort masken med sandpapper
• Släta ut kanterna igen
• Rengör kretskortet

Vi gjorde PCB -tillverkningen

Steg 8: Lödning

SMD -lödning är lite svårare än det vanliga genomlödningshålet. De viktigaste verktygen för detta jobb är en pincett och en varmluftspistol eller mikrolödkolv. Ställ varmluftspistolen på 350C temp. Överhettning skadar komponenterna en tid. Så applicera endast begränsad mängd värme på kretskortet. Proceduren ges nedan.

• Rengör kretskortet med PCB-rengöring (iso-propylalkohol)
• Applicera lödpasta på alla kuddar i kretskortet
• Placera alla komponenter på dess pad med pincett baserat på kretsschemat
• Dubbelkolla att alla komponenter är korrekta eller inte
• Applicera varmluftspistol vid låga lufthastigheter (hög hastighet orsakar feljustering av komponenterna)
• Se till att alla anslutningar är bra
• Rengör kretskortet med hjälp av IPA (PCB cleaner) -lösning
• Vi gjorde lödprocessen framgångsrikt

Videon om SMD -lödning ges ovan. Se den.

Steg 9: Slutmontering

Här i detta steg monterar jag ihop hela delarna till en enda produkt. Jag slutförde kretskorten i de föregående stegen. Här lägger jag de 2 kretskorten i sminklådan. I sminklådans ovansida placerar jag LCD -skärmen. För detta använder jag några skruvar. Sedan placerar jag kretskorten i den nedre delen. Här användes också några skruvar för att montera kretskorten på plats. Li-jonbatteriet är placerat under huvudkortet. Kontrollomkopplaren PCB placeras ovanför batteriet med hjälp av dubbelsidig tejp. Kontrollomkopplaren PCB är från en gammal Walkman -kretskort. Kretskortet och LCD -skärmen är anslutna med små emaljerade koppartrådar. Det är för att det är mer flexibelt än vanlig tråd. Den automatiska på/av -omkopplaren är ansluten nära den fällbara sidan. Så när vi viks ovansidan är det avstängning av oscilloskopet. Detta är monteringsdetaljerna.

Steg 10: Färdig produkt

Bilderna ovan visar min färdiga produkt.

Den kan mäta sinus, fyrkantiga, triangulära vågor. Testet av oscilloskopet visas i videon. Se upp. Detta är mycket användbart för alla som gillar Arduino. Jag gillar det väldigt mycket. Detta är en fantastisk produkt. Vad är din åsikt? Kommentera mig.

Om du gillar det, stöd mig.

För mer information om kretsen Besök min BLOGG -sida. Länk nedan.

För mer intressanta projekt, besök mina YouTube-, instruktions- och bloggsidor.

Tack för att du besöker min projektsida.

Hejdå.

Vi ses……..