Mini-batteriebetriebenes CRT-Oszilloskop - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

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Hallo! In diesem Instructable zeige ich Ihnen, wie man ein Mini-Batteriebetriebenes CRT-Oszilloskop herstellt. Ein Oszilloskop ist ein wichtiges Werkzeug für die Arbeit mit Elektronik; Sie können alle Signale sehen, die in einem Stromkreis herumfließen, und Fehler bei elektronischen Kreationen beheben. Allerdings sind sie nicht billig; ein gutes bei Ebay kann Sie ein paar hundert Dollar kosten. Aus diesem Grund wollte ich mein eigenes bauen. Mein Design verwendet eine Mini-CRT, die Sie in einem alten Camcorder-Sucher finden, und ein paar andere ziemlich gebräuchliche elektrische Teile. Lass uns anfangen!

Schritt 1: Zubehör

Für dieses Projekt benötigen Sie Folgendes:

Für den Dreieckwellengenerator:

-2x 10KΩ Potentiometer

-2x 10KΩ Widerstände

-2x S8050-Transistoren (npn)

-1x S8550-Transistor (pnp)

-2x LM358 Operationsverstärker

-1x 2KΩ Widerstand

-1x Diode (ich habe die 1N4007 verwendet, aber der Typ ist nicht so wichtig)

-1x Kondensator (Die Kapazität beeinflusst die Frequenz der Dreieckswelle, daher ist sie nicht überkritisch, aber stellen Sie sicher, dass sie nicht größer als 10µF ist)

Es gibt mehrere Kondensatoren und einen DIP-Schalter im Bild, die Sie jedoch nur benötigen, wenn Sie die Kapazität schalten möchten.

Für den Regler LM317:

-1x LM317 einstellbarer Spannungsregler

-1x 220Ω Widerstand

-1x 680Ω Widerstand

-1x 0,22µF Kondensator

-1x 100µF Kondensator

Für den Regler 7805:

-1x 7805 5V-Regler

-1x 47µF (oder höher) Kondensator

-1x 0,22µF Kondensator

Zusätzliche Materialien:

-1x SPST-Schalter

-1x Druckknopfschalter (optional)

-1x 10Ω Widerstand

-1x DPST-Schalter

-1x Mini CRT (Diese sind in alten Camcorder-Suchern zu finden, die Sie bei Ebay für ca. 15-20 US-Dollar bekommen)

-1x 12-V-Akku mit Mittelabgriff

-3D Drucker

-Heißklebepistole

Es gibt zwei Spannungsregler, denn als ich den ersten baute, wurde er gezapft, also musste ich einen zweiten bauen. Sie müssen nur einen Spannungsregler bauen! Der Akku muss acht Akkus aufnehmen können und Sie müssen einen Draht in die Mitte legen. Dadurch entsteht eine geteilte Stromversorgung: +6 V und -6 V und der Mittelabgriff ist GND (Sie benötigen dies, da die Wellenform relativ zu GND positiv und negativ sein muss.

Schritt 2: CRT-Ausrichtung

Dieses Projekt verwendet eine CRT, da es sich um analoge Bildschirme handelt und sie relativ einfach in ein Oszilloskop umgewandelt werden können. Die Kathodenstrahlröhren in alten Suchern variieren von Unternehmen zu Unternehmen, aber sie haben alle das gleiche grundlegende Layout. An der Vorderseite der CRT verlaufen Ablenkspulendrähte, ein Stecker/Drähte zur Leiterplatte und ein Hochspannungstransformator. Vorsicht! Wenn die Kathodenstrahlröhre eingeschaltet ist, erzeugt der Transformator 1.000-1.500 Volt, dies kann nicht tödlich sein (es hängt vom Strom ab), aber es kann Sie trotzdem zappen! Die CRT ist so gebaut, dass die gefährlichen Teile nicht zu exponiert sind, aber dennoch der gesunde Menschenverstand verwendet wird. Bauen Sie dies auf eigene Gefahr! Bevor wir mit dem Bau der Schaltung beginnen, müssen wir die positiven, negativen und Videokabel für die Kathodenstrahlröhre finden. Um das Erdungskabel zu finden, nehmen Sie ein Multimeter und stellen Sie es auf den Durchgangsmodus ein. Suchen Sie dann ein Metallgehäuse auf der Platine (möglicherweise das Transformatorgehäuse), berühren Sie eine Sonde und testen Sie jedes der Signalkabel, um eine Verbindung zu prüfen. Der Draht, der mit dem Metallgehäuse verbunden ist, ist der Erdungsdraht. Jetzt sind die Strom- und Videokabel etwas schwieriger. Das Stromkabel kann farbig sein oder es könnte eine große Leiterbahn dorthin führen. Mein Stromkabel ist das im Bild gezeigte braune Kabel. Das Videokabel kann farbig sein oder nicht. Sie können diese durch Versuch und Irrtum finden (keine sehr gute Methode, aber ich habe diese Methode verwendet und sie hat funktioniert) oder indem Sie Schaltpläne der CRT nachschlagen. Wenn Sie die Kathodenstrahlröhre mit Strom versorgen und einen hohen Ton hören, der Bildschirm jedoch nicht aufleuchtet, haben Sie das Stromkabel gefunden. Wenn Sie die Schaltung aufbauen, sind das Stromkabel und das Signalkabel beide mit +5 V verbunden. Sobald Sie den CRT-Bildschirm aufleuchten lassen können, können Sie loslegen!

Hinweis: Andere CRTs benötigen möglicherweise 12 V. Wenn sich Ihre CRT bei 5 V überhaupt nicht einschaltet, versuchen Sie es mit etwas mehr als 5 V, aber überschreiten Sie nicht 12 V! Stellen Sie absolut sicher, dass die CRT in diesem Fall nicht mit 5 V läuft, denn wenn Ihre CRT wirklich mit 5 V läuft, Sie aber versuchen, mehr als 5 V zu geben, könnten Sie Ihre CRT braten! Wenn Sie herausgefunden haben, dass Ihre CRT mit 12 V arbeitet, benötigen Sie den Spannungsregler nicht und können ihn direkt an die Batterien anschließen.

Wichtig: Wenn meine CRT eingeschaltet ist und Sie den Stecker für die Spulen entfernen, würden Sie erwarten, dass ein kleiner heller Punkt auf dem Bildschirm erscheint, da der Elektronenstrahl nicht abgelenkt wird, aber die CRT schaltet den Elektronenstrahl aus. Ich denke, dies dient als Sicherheitsfunktion, damit Sie den Phosphor nicht auf dem Bildschirm verbrennen, indem der Strahl einfach dort bleibt, aber wir wollen dies nicht, weil wir beide Spulen von der Platine getrennt verwenden werden. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu beheben, besteht darin, einen kleinen Widerstand (10 Ω) dort anzubringen, wo die horizontalen Spulen mit der Platine verbunden würden. Dies "täuscht" die Kathodenstrahlröhre, dass sie glaubt, dass dort eine Last ist, also dreht sie die Helligkeit hoch und zeigt den Strahl an. Im nächsten Schritt werde ich einen Entwurf zur Verfügung stellen, wie man dies baut. Wenn Sie jedes Mal, wenn Sie dies bauen, einen extrem hellen Punkt auf dem CRT-Bildschirm sehen, schalten Sie die gesamte Stromversorgung der CRT aus. Wenn der Elektronenstrahl zu lange auf dem Bildschirm bleibt, könnte der Phosphor verbrennen und den Bildschirm zerstören.

Schritt 3: Prototyping und Bau

Sobald Sie alle Ihre Teile gesammelt haben, würde ich vorschlagen, die Schaltung zuerst auf einem Steckbrett zu testen und dann zu bauen. Denken Sie daran, die in Schritt 2 erwähnte Spulen-"Trick" -Schaltung zu bauen, damit Sie den Strahl sehen können. Schauen Sie sich alle Bilder des Schaltungsdesigns genau an, bevor Sie bauen. Ich habe meine Schaltung auf verschiedenen Platinen gelötet (eine Platine enthielt den Spannungsregler, eine andere hatte den Dreieckwellengenerator usw.) Ich habe meinem Spannungsregler auch einen Lüfter und einen Kühlkörper hinzugefügt, weil er heiß wird. Wenn Sie den Wert Ihres Kondensators ändern möchten, können Sie entweder einen Schalter auf die Platine löten und einen Weg finden, zwischen den Kondensatoren umzuschalten, oder Sie können Drähte auf der Platine hinzufügen, wo Sie den Kondensator anschließen würden, und den Kondensator und die Drähte anschließen zu einem Steckbrett. Es gibt drei Eingänge, die eingestellt werden, wenn Sie das Oszilloskop verwenden (die beiden Potentiometer und der Schalter). Ein Potentiometer stellt die Oszillationsfrequenz ein, ein anderes passt die Amplitude der Dreieckswelle an und der Schalter schaltet den CRT-Bildschirm ein und aus.

Der "Magic"-Widerstand: In einem der Bilder sehen Sie einen Widerstand mit der Bezeichnung "Magic Resistor". Als ich meinen Dreieckwellengenerator testete, war er sehr instabil, also entschied ich mich aus irgendeinem seltsamen Grund, einen 10KΩ-Widerstand über einen anderen 10KΩ-Widerstand zu legen (siehe Bild) und der Oszillator funktionierte wunderbar! Wenn Ihr Dreieckwellengenerator nicht funktioniert, versuchen Sie es mit dem "Magischen Widerstand" und sehen Sie, ob das hilft. Außerdem musste ich während meines Designs ein paar verschiedene Dreieckwellenoszillator-Designs ausprobieren. Wenn Ihres nicht funktioniert und Sie über einige elektronische Kenntnisse verfügen, können Sie verschiedene Designs ausprobieren und sehen, ob sie funktionieren.

Schritt 4: Testen

Sobald Sie alles verbunden haben, ist es Zeit, es auszuprobieren! Schließen Sie alles an die Batterien an und schalten Sie es ein (stellen Sie sicher, dass alles angeschlossen ist, damit es mit den Bildern in Schritt 3 übereinstimmt). Warnung! Bei meinem ersten Test habe ich keinen Netzschalter hinzugefügt, also habe ich beim Testen des Dreieckwellengenerators die Batterien nach hinten angeschlossen und meinen Oszillator gebraten. Lass dir das nicht passieren! Im eingeschalteten Zustand sollte der CRT-Bildschirm wie auf dem Bild aussehen (wenn Sie die Ausgänge Ihres Dreieckwellengenerators an die horizontalen Spulen angeschlossen haben). Wenn dies nicht der Fall ist, können Sie sich einige Fragen stellen:

1. Überprüfen Sie, ob Sie alles richtig angeschlossen haben. Sind die Batterien vertauscht? Bekommt alles Strom?

2. Funktioniert der Dreieckwellengenerator? Können Sie einen konstanten Ton hören, wenn Sie einen Lautsprecher an die Ausgangskabel anschließen?

3. Funktioniert die Trickschaltung der CRT-Spule? Versuchen Sie, die Drähte ein wenig zu wackeln. Schaltet sich der Bildschirm ein?

4. Funktioniert der Spannungsregler?

5. Könnten Sie etwas kaputt gemacht haben?

Sobald das CRT eine horizontale Linie auf dem Bildschirm anzeigt, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren!

Schritt 5: Entwerfen Sie Ihren Fall

Für mein Oszilloskop wollte ich ein Gehäuse in 3D drucken, anstatt es aus Holz bauen zu müssen, also habe ich mein Gehäuse in Tinkercad entworfen und in 3D gedruckt. Je nachdem, welche Potentiometer und Schalter Sie verwenden, sieht Ihr Gehäuse anders aus als meines. Ich habe in meinem Fall keinen Platz für die Batterien vorgesehen (die Tragbarkeit ist mir egal), aber Sie möchten vielleicht. Da das Bett des 3D-Druckers nicht eben war, druckte das Gehäuse etwas wackelig, aber es funktioniert! Je nachdem, wie gut Ihr Drucker kalibriert ist, müssen Sie möglicherweise die Löcher ausfeilen, damit sie passen. Nachdem der Druck fertig ist, passen Sie alles in das Gehäuse ein, testen Sie es und kleben Sie es mit Heißkleber ein.

Schritt 6: Der verbleibende Transistor

Für diesen letzten Teil benötigen Sie den verbleibenden S8050-npn-Transistor. Schließen Sie es einfach so an, dass es wie auf dem Bild aussieht, und testen Sie Ihr Oszilloskop. Es ist wichtig, dass Sie den GND des Oszilloskops und den GND des Eingangssignals miteinander verbinden, damit die Schaltkreise verbunden sind. Der Rechteckwellenausgang des Dreieckwellengenerators (in den Zeichnungen mit einer Diode verbundener Draht) geht zur Basis des Transistors. Dadurch kann das Signal zur Spule fließen, wenn der Strahl zu einer Seite des Bildschirms geht, und verhindert, dass das Signal fließt, wenn der Strahl zur anderen Seite geht. Wenn Sie den Transistor nicht verwenden, sehen Sie das Signal immer noch auf dem Bildschirm, aber es wird "unordentlich", da die Wellenform in beide Richtungen verläuft (siehe zweites Bild).

Schritt 7: Experimentieren

Nachdem Ihr Oszilloskop fertig ist, würde ich vorschlagen, eine Wellenform zu testen, um sicherzustellen, dass sie funktioniert. Wenn ja, herzlichen Glückwunsch! Wenn dies nicht der Fall ist, gehen Sie zurück zu Schritt 4 und sehen Sie sich die verschiedenen Fragen an und sehen Sie sich die Diagramme erneut an. Dieses Oszilloskop ist zwar bei weitem nicht so präzise wie die professionellen Oszilloskope, aber es eignet sich gut zum Betrachten elektronischer Signale und zur Analyse von Wellenformen. Ich hoffe, Sie hatten Spaß beim Bauen dieses coolen Mini-Oszilloskops und wenn Sie Fragen haben, beantworte ich sie gerne.