Pocket Signal Visualizer (Taschenoszilloskop) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Hallo alle zusammen, Wir alle tun jeden Tag so viele Dinge. Für jede Arbeit gibt es einige Werkzeuge. Das ist für die Herstellung, Messung, Endbearbeitung usw.. Elektronikarbeiter benötigen also Werkzeuge wie Lötkolben, Multimeter, Oszilloskop usw. In dieser Liste ist das Oszilloskop ein Hauptwerkzeug, um das Signal zu sehen und seine Eigenschaften zu messen. Das Hauptproblem des Oszilloskops besteht jedoch darin, dass es schwer, komplex und teuer ist. Also ein Traum für Elektronik-Anfänger. Mit diesem Projekt ändere ich also das gesamte Oszilloskop-Konzept und mache ein kleineres, das für Anfänger erschwinglich ist. Das heißt, hier habe ich ein tragbares winziges Oszilloskop im Taschenformat namens "Pocket Signal Visualizer" hergestellt. Es verfügt über ein 2,8-Zoll-TFT-Display zum Zeichnen des Signals im Eingang und eine Lithium-Ionen-Zelle, um es tragbar zu machen. Es kann ein Signal mit einer Amplitude von bis zu 1 MHz und 10 V anzeigen Version unseres originalen Profi-Oszilloskops Dieses Taschen-Oszilloskop macht das Oszilloskop allen Menschen zugänglich.

Wie ist das ? Was ist deine Meinung ? Kommentar zu mir.

Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie in meinem BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Dieses Projekt wird von einem ähnlichen Projekt auf der angegebenen Website namens bobdavis321.blogspot.com initiiert

Lieferungen

• ATMega 328 Mikrocontroller
• ADC-Chip TLC5510
• 2,8" TFT-Display
• Lithium-Ionen-Zelle
• ICs im Schaltplan angegeben
• Kondensatoren, Widerstände, Dioden usw. im Schaltplan angegeben
• Kupferplattiert, Lötdraht
• Kleine Kupferlackdrähte
• Druckknopfschalter usw.

Für eine detaillierte komponentenweise Liste beachten Sie den Schaltplan. Bilder werden im nächsten Schritt gegeben.

Schritt 1: Wesentliche Werkzeuge

Hier konzentrierte sich das Projekt hauptsächlich auf die Elektronikseite. Die hauptsächlich verwendeten Werkzeuge sind also die elektronischen Werkzeuge. Die von mir verwendeten Tools sind unten angegeben. Sie wählen Ihre Lieblingswerkzeuge.

Mikrolötkolben, SMD-Entlötstation, Multimeter, Oszilloskop, Pinzette, Schraubendreher, Zange, Bügelsäge, Feilen, Handbohrer usw.

Die Werkzeugbilder sind oben angegeben.

Schritt 2: Vollständiger Plan

Mein Plan ist es, ein tragbares Taschenoszilloskop zu entwickeln, das alle Arten von Wellen anzeigen kann. Zuerst bereite ich die Platine vor und schließe sie dann in ein Gehäuse ein. Für das Gehäuse verwende ich eine kleine faltbare Schminkbox. Die faltbare Eigenschaft erhöht die Flexibilität dieses Gerätes. Das Display befindet sich im ersten Teil und die Platine und die Bedienschalter in der nächsten Hälfte. Die Platine ist in zwei Teile als Frontendplatine und Hauptplatine unterteilt. Das Oszilloskop ist faltbar, daher verwende ich einen automatischen EIN/AUS-Schalter dafür. Es schaltet sich beim Öffnen ein und beim Schließen automatisch aus. Die Li-Ionen-Zelle wird unterhalb der Leiterplatten platziert. Das ist mein Plan. Also mache ich zuerst die beiden Platinen. Alle verwendeten Komponenten sind die SMD-Varianten. Es reduziert die PCB-Größe drastisch.

Schritt 3: Schaltplan

Der vollständige Schaltplan ist oben angegeben. Es ist in zwei separate Stromkreise als Front-End- und Hauptplatine unterteilt. Die Schaltungen sind komplex, da sie viele ICs und andere passive Komponenten enthalten. Im Frontend sind die Hauptkomponenten das Eingangsdämpfungssystem, der Eingangsauswahlmultiplexer und der Eingangspuffer. Der Eingangsabschwächer wird verwendet, um verschiedene Eingangsspannungen in eine gewünschte Ausgangsspannung für das Oszilloskop umzuwandeln, wodurch dieses Oszilloskop in der Lage ist, mit einem breiten Eingangsspannungsbereich zu arbeiten. Es wird hergestellt, indem ein ohmscher Potentialteiler verwendet wird und ein Kondensator parallel zu jedem Widerstand geschaltet wird, um den Frequenzgang zu erhöhen (kompensierter Abschwächer). Der Multiplexer zur Eingangsauswahl funktioniert wie ein Drehschalter, um einen Eingang aus einem anderen Eingang des Dämpfungsglieds auszuwählen, aber hier wird der Multiplexereingang durch digitale Daten vom Hauptprozessor ausgewählt. Der Puffer wird verwendet, um die Eingangssignalleistung zu erhöhen. Es wurde unter Verwendung eines Operationsverstärkers in einer Spannungsfolgerkonfiguration entwickelt. Es reduziert den Ladeeffekt des Signals aufgrund der verbleibenden Teile. Dies sind die Hauptteile des Wedels.

Weitere Informationen finden Sie in meinem BLOG, Die Hauptplatine enthält die anderen digitalen Verarbeitungssysteme. Es enthält hauptsächlich ein Li-Ion-Ladegerät, eine Li-Ion-Schutzschaltung, einen 5-V-Aufwärtswandler, einen -ve-Spannungsgenerator, eine USB-Schnittstelle, einen ADC, eine Hochfrequenzuhr und den Hauptmikrocontroller. Die Li-Ionen-Ladeschaltung dient zum effizienten und intelligenten Laden der Li-Ionen-Zelle des alten Handys. Es verwendet TP 4056 IC, um die Zelle von den 5 V des Micro-USB-Anschlusses aufzuladen. Es wurde ausführlich in meinem vorherigen BLOG erklärt, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Das nächste ist die Lithium-Ionen-Schutzschaltung. Es wird verwendet, um die Zelle vor Kurzschluss, Überladung usw. zu schützen. Es wird in meinem vorherigen BLOG erklärt, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Der nächste ist der 5V-Boost-Wandler. Es wird verwendet, um die 3,7-V-Zellenspannung in 5V umzuwandeln, um die digitale Schaltung zu verbessern. Die Schaltungsdetails werden in meinem vorherigen BLOG erklärt, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. Der -ve-Spannungsgenerator wird verwendet, um -ve 3,3 V für den Operationsverstärker zu erzeugen. Es wird unter Verwendung einer Ladungspumpenschaltung erzeugt. Es wurde mit einem 555 IC entwickelt. Es ist als Oszillator verdrahtet, um die Kondensatoren in der Ladungspumpenschaltung zu laden und zu entladen. Es ist sehr gut für Anwendungen mit niedrigem Strom geeignet. Die USB-Schnittstelle verbindet den PC mit unserem Oszilloskop-Mikrocontroller für Firmware-Änderungen. Es enthält einen einzelnen IC für diesen Prozess namens CH340. Der ADC wandelt das analoge Eingangssignal in die für den Mikrocontroller geeignete digitale Form um. Der hier verwendete ADC-IC ist der TLC5510. Es handelt sich um einen Hochgeschwindigkeits-ADC vom Typ Semi-Flash. Es kann mit hohen Abtastraten arbeiten. Die Hochfrequenztaktschaltung arbeitet mit einer Frequenz von 16 MHz. Es stellt die notwendigen Taktsignale für den ADC-Chip bereit. Es wurde mit einem NOT-Gate-IC und einem 16-MHz-Quarz sowie einigen passiven Komponenten entwickelt. Es erklärt ausführlich in meinem BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Der hier verwendete Hauptmikrocontroller ist der ATMega328 AVR-Mikrocontroller. Es ist das Herz dieser Schaltung. Es erfasst und speichert die Daten vom ADC. Dann steuert es das TFT-Display an, um das Eingangssignal anzuzeigen. Die Eingangssteuerschalter sind auch mit dem ATMega328 verbunden. Dies ist das grundlegende Hardware-Setup.

Weitere Informationen zur Schaltung und ihrem Design finden Sie in meinem BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Schritt 4: PCB-Design

Hier verwende ich nur SMD-Bauteile für die gesamte Schaltung. Das Design und der weitere Prozess sind also etwas komplex. Hier werden der Schaltplan und das Leiterplattenlayout mit Hilfe der EasyEDA Online-Plattform erstellt. Es ist eine sehr gute Plattform, die alle Komponentenbibliotheken enthält. Die beiden PCBs werden separat erstellt. Die ungenutzten Räume in den Leiterplatten werden mit Masseleitungsverbindungen abgedeckt, um unerwünschte Rauschprobleme zu vermeiden. Die Kupferleiterbahndicke ist sehr gering. Verwenden Sie also einen hochwertigen Drucker, um das Layout zu drucken, da sonst einige Leiterbahnen Unterbrechungen erhalten. Die schrittweise Vorgehensweise ist unten angegeben,

• Drucken Sie das PCB-Design (2/3 Kopien) auf ein Foto-/Glanzpapier (verwenden Sie einen hochwertigen Drucker)
• Scannen Sie das PCB-Layout auf Unterbrechungen in der Kupferleiterbahn
• Wählen Sie ein gutes PCB-Layout, das keine Fehler aufweist
• Schneiden Sie das Layout mit einer Schere

Die Layout-Design-Dateien sind unten angegeben.

Schritt 5: Vorbereitung der Kupferplattierung

Für die Leiterplattenherstellung verwende ich einseitig kupferplattiert. Dies ist der wichtigste Rohstoff für die Leiterplattenherstellung. Wählen Sie also eine gute Kupferverkleidung aus. Das schrittweise Verfahren ist unten angegeben,

• Nehmen Sie eine gute Kupferverkleidete
• Markieren Sie das Maß des Leiterplattenlayouts in der Kupferkaschierung mit einem Marker
• Schneiden Sie die Kupferverkleidung mit einem Bügelsägeblatt durch die Markierungen
• Glätten Sie die scharfen Kanten der Leiterplatte mit Sandpapier oder einer Feile
• Reinigen Sie die Kupferseite mit einem Schleifpapier und entfernen Sie den Staub

Schritt 6: Tonübertragung

Hier in diesem Schritt übertragen wir das PCB-Layout mit der Wärmeübertragungsmethode in die Kupferkaschierung. Für die Wärmeübertragungsmethode verwende ich eine Eisenbox als Wärmequelle. Das Verfahren ist unten angegeben,

• Platzieren Sie zuerst das PCB-Layout in der kupferkaschierten Ausrichtung in einer Ausrichtung, in der das Layout der Kupferseite zugewandt ist
• Fixieren Sie das Layout in seiner Position mit Klebebändern
• Decken Sie das gesamte Setup mit einem Whitepaper ab
• Tragen Sie die Eisenbox für ca. 10-15 Minuten auf die Kupferseite auf
• Nach dem Erhitzen einige Zeit warten, bis es abgekühlt ist
• Legen Sie die Platine mit Papier in einen Becher Wasser
• Dann vorsichtig mit der Hand das Papier von der Platine entfernen (langsam vorgehen)
• Dann beobachten Sie es und stellen Sie sicher, dass es keine Mängel hat

Schritt 7: Ätzen und Reinigen

Es ist ein chemischer Prozess zum Entfernen von unerwünschtem Kupfer aus dem Kupfermantel basierend auf dem PCB-Layout. Für diesen chemischen Prozess benötigen wir Eisenchloridlösung (Ätzlösung). Die Lösung löst das nicht maskierte Kupfer in der Lösung auf. Durch diesen Prozess erhalten wir also eine Platine wie im PCB-Layout. Das Verfahren für diesen Vorgang ist unten angegeben.

• Nehmen Sie die maskierte Platine, die im vorherigen Schritt erstellt wurde
• Nehmen Sie Eisenchlorid-Pulver in einer Plastikbox und lösen Sie es im Wasser auf (die Pulvermenge bestimmt die Konzentration, eine höhere Konzentration beschleunigt den Prozess, aber manchmal schädigt es die PCB, empfohlen wird eine mittlere Konzentration)
• Tauchen Sie die maskierte Leiterplatte in die Lösung ein
• Warten Sie einige Stunden (überprüfen Sie regelmäßig, ob die Ätzung abgeschlossen ist oder nicht) (Sonnenlicht befestigt auch den Prozess)
• Entfernen Sie nach Abschluss einer erfolgreichen Ätzung die Maske mit Sandpapier
• Glätten Sie die Kanten wieder
• Reinigen Sie die Platine

Wir haben die Leiterplattenherstellung gemacht

Schritt 8: Löten

Das SMD-Löten ist etwas härter als das normale Durchgangslöten. Die wichtigsten Werkzeuge für diese Arbeit sind eine Pinzette und eine Heißluftpistole oder ein Mikrolötkolben. Stellen Sie die Heißluftpistole auf 350 ° C Temp. Überhitzung beschädigt die Komponenten einige Zeit. Wenden Sie daher nur eine begrenzte Wärmemenge auf die Leiterplatte an. Das Verfahren ist unten angegeben.

• Reinigen Sie die Leiterplatte mit PCB-Reiniger (Isopropylalkohol)
• Tragen Sie Lötpaste auf alle Pads in der Leiterplatte auf
• Platzieren Sie alle Komponenten mit einer Pinzette basierend auf dem Schaltplan auf ihrem Pad
• Überprüfen Sie, ob die Position aller Komponenten korrekt ist oder nicht
• Heißluftpistole mit niedriger Luftgeschwindigkeit anwenden (hohe Geschwindigkeit führt zu einer Fehlausrichtung der Komponenten)
• Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen gut sind
• Reinigen Sie die Leiterplatte mit einer IPA-Lösung (PCB-Reiniger)
• Wir haben den Lötprozess erfolgreich durchgeführt

Das Video zum SMD-Löten finden Sie oben. Bitte beobachte es.

Schritt 9: Endmontage

Hier in diesem Schritt montiere ich die ganzen Teile zu einem einzigen Produkt. Ich habe die PCBs in den vorherigen Schritten abgeschlossen. Hier lege ich die 2 Platinen in die Make-up-Box. In die Oberseite der Make-up-Box platziere ich den LCD-Bildschirm. Dafür verwende ich einige Schrauben. Dann lege ich die Platinen in den unteren Teil. Hier werden auch einige Schrauben zum Anbringen der Leiterplatten verwendet. Der Lithium-Ionen-Akku befindet sich unter der Hauptplatine. Die Steuerschalterplatine wird mit doppelseitigem Klebeband über der Batterie angebracht. Die Steuerschalterplatine stammt von einer alten Walkman-Platine. Die Leiterplatten und der LCD-Bildschirm werden mit kleinen Kupferlackdrähten verbunden. Dies liegt daran, dass es flexibler ist als gewöhnlicher Draht. Der automatische Ein-/Ausschalter ist nahe der Klappseite angeschlossen. Wenn wir also die Oberseite gefaltet haben, ist das Oszilloskop ausgeschaltet. Dies sind die Montagedetails.

Schritt 10: Fertiges Produkt

Die obigen Bilder zeigen mein fertiges Produkt.

Es ist in der Lage, Sinus-, Rechteck- und Dreieckswellen zu messen. Der Probelauf des Oszilloskops wird im Video gezeigt. Beobachte es. Dies ist sehr nützlich für alle, die Arduino mögen. Ich mag es sehr. Dies ist ein tolles Produkt. Was ist deine Meinung? Bitte kommentieren Sie mich.

Wenn es dir gefällt, unterstütze mich bitte.

Für weitere Details über die Strecke besuchen Sie bitte meine BLOG-Seite. Link unten angegeben.

Für weitere interessante Projekte besuchen Sie meine YouTube-, Instructables- und Blog-Seiten.

Vielen Dank für Ihren Besuch auf meiner Projektseite.

Wiedersehen.

Wir sehen uns wieder……..