Osciloscópio CRT mini alimentado por bateria: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

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Olá! Neste Instructable, mostrarei como fazer um mini osciloscópio CRT alimentado por bateria. Um osciloscópio é uma ferramenta importante para trabalhar com eletrônicos; você pode ver todos os sinais fluindo em um circuito e solucionar problemas de criações eletrônicas. No entanto, eles não são baratos; um bom no Ebay pode custar algumas centenas de dólares. É por isso que eu queria construir o meu próprio. Meu projeto usa um mini CRT que você pode encontrar no visor de uma câmera de vídeo antiga e algumas outras peças elétricas bastante comuns. Vamos começar!

Etapa 1: suprimentos

Para este projeto, você precisará do seguinte:

Para o gerador de ondas triangulares:

-2x Potenciômetros de 10KΩ

-2x Resistores 10KΩ

-2x Transistores S8050 (npn)

-1x Transistor S8550 (pnp)

-2x LM358 Op Amp

-1x Resistor 2KΩ

-1x Diodo (usei o 1N4007, mas o tipo não é muito importante)

-1x Capacitor (a capacitância afeta a frequência da onda triangular, por isso não é supercrítica, mas certifique-se de que não seja maior que 10 µF)

Existem vários capacitores e uma chave DIP na imagem, mas você só precisará deles se quiser alternar a capacitância.

Para o regulador LM317:

-1x Regulador de tensão ajustável LM317

-1x resistor 220Ω

-1x Resistor 680Ω

-1x 0,22µF Capacitor

-1x Capacitor 100µF

Para o regulador 7805:

-1x 7805 5v Regulador

-1x 47µF (ou superior) Capacitor

-1x 0,22µF Capacitor

Materiais adicionais:

-1x SPST Switch

-1x Botão de pressão (opcional)

-1x 10Ω Resistor

-1x DPST Switch

-1x Mini CRT (podem ser encontrados em visores de filmadoras antigas, que você pode obter no Ebay por cerca de US $ 15-20)

-1x bateria 12v com torneira central

-impressora 3d

-Pistola de cola quente

Existem dois reguladores de tensão porque quando eu construí o primeiro, ele foi zapeado, então eu tive que construir um segundo. Você só precisa construir um regulador de tensão! A bateria deve ter capacidade para oito baterias e você precisa colocar um fio no meio. Isso cria uma fonte de alimentação dividida: + 6 V e -6 V e a derivação central é GND (você precisa disso porque a forma de onda precisa ser capaz de ser positiva e negativa em relação ao GND.

Etapa 2: Orientação CRT

Este projeto usa um CRT porque são telas analógicas e são relativamente fáceis de converter em um osciloscópio. Os CRTs dentro de visores antigos variam de empresa para empresa, mas todos terão o mesmo layout básico. Haverá fios da bobina de deflexão indo para a frente do CRT, um conector / fios levando à placa de circuito e um transformador de alta tensão. Cuidado! Quando o CRT é ligado, o transformador gera 1.000-1.500 volts, isso pode não ser letal (depende da corrente), mas ainda pode te atingir! O CRT é construído de forma que as partes perigosas não sejam muito expostas, mas ainda assim use o bom senso. Construa por sua própria conta e risco! Antes de começarmos a construir o circuito, precisamos encontrar os fios positivo, negativo e de vídeo para o CRT. Para encontrar o fio terra, pegue um multímetro e coloque-o no modo de continuidade. Em seguida, encontre qualquer invólucro de metal na placa de circuito (possivelmente o invólucro do transformador), toque uma ponta de prova nele e teste cada um dos fios de sinal para verificar se há uma conexão. O fio que está conectado ao invólucro de metal é o fio terra. Agora, os cabos de alimentação e de vídeo são um pouco mais difíceis. O fio de alimentação pode ser colorido ou pode haver um grande traço de circuito levando a ele. Meu fio de alimentação é o fio marrom mostrado na imagem. O fio de vídeo pode ser colorido ou não. Você pode encontrá-los por tentativa e erro (não é uma maneira muito boa de fazer isso, mas usei esse método e funcionou) ou procurando os esquemas do CRT. Se você fornecer energia ao CRT e ouvir um som agudo, mas a tela não acender, você encontrou o cabo de alimentação. Quando você está construindo o circuito, o fio de alimentação e o fio de sinal são ambos conectados a + 5v. Assim que conseguir acender a tela CRT, você está pronto para começar!

Nota: Outros CRTs podem precisar de 12v, se seu CRT não ligar quando você estiver administrando 5v, tente administrar um pouco acima de 5v, mas não exceda 12v! Esteja absolutamente certo de que o CRT não funcionará a 5v se este for o caso, porque se seu CRT realmente funcionar a 5v, mas você tentar dar a ele mais de 5v, você pode fritar seu CRT! Se você descobriu que seu CRT funciona a 12v, não precisará do regulador de tensão e poderá conectá-lo diretamente às baterias.

Importante: no meu CRT, quando ele está ligado e você remove o plugue das bobinas, é de se esperar que haja um pequeno ponto brilhante na tela porque o feixe de elétrons não está sendo desviado, mas o CRT desliga o feixe de elétrons. Acho que faz isso como um recurso de segurança para que você não queime o fósforo na tela, deixando o feixe apenas lá, mas não queremos isso porque vamos usar as duas bobinas desconectadas da placa. Uma maneira de corrigir esse problema é colocar um pequeno resistor (10Ω) onde as bobinas horizontais se conectariam à placa. Isso "engana" o CRT fazendo-o pensar que há uma carga ali, então aumenta o brilho e mostra o feixe. Na próxima etapa, fornecerei um design sobre como construir isso. Se sempre que você estiver construindo isso, você vir um ponto extremamente brilhante na tela do CRT, desligue toda a energia do CRT, se o feixe de elétrons permanecer na tela por muito tempo, o fósforo pode queimar e estragar a tela.

Etapa 3: prototipagem e construção

Depois de reunir todas as suas partes, sugiro testar o circuito primeiro em uma placa de ensaio e, em seguida, construí-lo. Lembre-se de construir o circuito de "truque" da bobina mencionado na etapa 2 para que você possa ver o feixe. Observe todas as imagens do projeto do circuito com atenção antes de construí-lo. Eu soldei meu circuito em placas diferentes (uma placa continha o regulador de tensão, outra tinha o gerador de ondas triangulares, etc.) Eu também adicionei uma ventoinha e um dissipador de calor ao meu regulador de tensão porque ele fica quente. Se você quiser alterar o valor do seu capacitor, você pode soldar um interruptor no pcb e encontrar uma maneira de alternar entre os capacitores, ou você pode adicionar fios no pcb onde você conectaria o capacitor e conecte o capacitor e os fios para uma placa de ensaio. Existem três entradas que serão ajustadas quando você usar o osciloscópio (os dois potenciômetros e a chave). Um potenciômetro ajusta a frequência de oscilação, outro ajusta a amplitude da onda do triângulo e a chave liga e desliga a tela CRT.

O Resistor "Mágico": Em uma das fotos, você verá um resistor chamado "Resistor Mágico". Quando testei meu gerador de ondas triangulares, ele estava muito instável, então por alguma razão estranha decidi colocar um resistor de 10KΩ em cima de outro resistor de 10KΩ (veja a imagem) e o oscilador funcionou maravilhosamente bem! Se o seu gerador de ondas triangulares não estiver funcionando, tente usar o "Resistor mágico" e veja se isso ajuda. Além disso, durante meu projeto, tive que tentar alguns projetos diferentes de osciladores de onda triangulares. Se o seu não funcionar e você tiver algum conhecimento eletrônico, pode tentar alguns projetos diferentes e ver se funcionam.

Etapa 4: Teste

Depois de ter tudo conectado, é hora de testar! Conecte tudo às baterias e ligue-o (certifique-se de ter tudo conectado de forma que corresponda às imagens na etapa 3). Aviso! No meu primeiro teste, não adicionei uma chave liga / desliga, então, quando fui testar o gerador de ondas triangulares, conectei as baterias ao contrário e fritei meu oscilador. Não deixe isso acontecer com você! Quando ligado, a tela CRT deve ser parecida com a da imagem (se você conectou as saídas do gerador de ondas triangulares às bobinas horizontais), caso contrário, há algumas perguntas que você pode fazer a si mesmo:

1. Certifique-se de que conectou tudo corretamente. As baterias estão trocadas? Tudo está recebendo energia?

2. O gerador de ondas triangulares está funcionando? Você consegue ouvir um tom constante se conectar um alto-falante aos fios de saída?

3. O circuito de "truque" da bobina CRT está funcionando? Experimente mexer um pouco os fios. A tela liga?

4. O regulador de tensão está funcionando?

5. Você poderia ter quebrado alguma coisa?

Assim que o CRT mostrar uma linha horizontal na tela, você pode passar para a próxima etapa!

Etapa 5: Projete seu caso

Para meu osciloscópio, eu queria imprimir uma caixa em 3D em vez de ter que construí-la de madeira, então projetei minha caixa em Tinkercad e imprimi-a em 3D. Dependendo de quais potenciômetros e interruptores você usa, seu gabinete será diferente do meu. Não incluí espaço para as baterias no meu caso (não me importo com a portabilidade), mas talvez você queira. Como a base da impressora 3D não estava nivelada, a caixa imprimiu um pouco instável, mas funciona! Dependendo de quão bem calibrada sua impressora está, você pode ter que arquivar os orifícios para que eles se encaixem. Depois de imprimir, coloque tudo na caixa, teste e cole com cola quente.

Etapa 6: O Transistor Restante

Para esta última parte, você precisará do transistor S8050 npn restante. Simplesmente conecte-o de forma que se pareça com a imagem e teste seu osciloscópio. É importante que você conecte o osciloscópio GND e o sinal de entrada GND juntos para que os circuitos sejam conectados. A saída de onda quadrada do gerador de onda triangular (fio conectado ao diodo nos desenhos) vai para a base do transistor. Isso permite que o sinal flua para a bobina quando o feixe está indo para um lado da tela e não permite que o sinal flua quando o feixe vai para o outro lado. Se você não usar o transistor, ainda verá o sinal na tela, mas ficará "confuso" porque a forma de onda estará indo nas duas direções (veja a segunda imagem).

Etapa 7: Experimentação

Depois que seu osciloscópio estiver completo, sugiro testar uma forma de onda para ter certeza de que funciona. Se isso acontecer, parabéns! Caso contrário, volte para a etapa 4 e examine as diferentes questões e examine os diagramas novamente. Este osciloscópio não é nem de longe tão preciso quanto os profissionais, mas funciona bem para observar sinais eletrônicos e analisar formas de onda. Espero que você tenha se divertido construindo este mini osciloscópio incrível e, se tiver alguma dúvida, ficarei feliz em respondê-la.