Mini osciloscopio CRT alimentado por batería: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

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¡Hola! En este Instructable, le mostraré cómo hacer un mini osciloscopio CRT alimentado por batería. Un osciloscopio es una herramienta importante para trabajar con electrónica; puede ver todas las señales fluyendo en un circuito y solucionar problemas de creaciones electrónicas. Sin embargo, no son baratos; uno bueno en Ebay puede costarle un par de cientos de dólares. Por eso quería construir el mío. Mi diseño utiliza un mini CRT que puedes encontrar en el visor de una videocámara vieja y algunas otras partes eléctricas bastante comunes. ¡Empecemos!

Paso 1: Suministros

Para este proyecto necesitará lo siguiente:

Para el generador de ondas triangulares:

-2x potenciómetros de 10KΩ

-2x resistencias de 10KΩ

-2x transistores S8050 (npn)

-1x Transistor S8550 (pnp)

-2x Amplificador operacional LM358

-1x resistencia de 2KΩ

-1x Diodo (utilicé el 1N4007, pero el tipo no es muy importante)

-1x Condensador (la capacitancia afecta la frecuencia de la onda triangular, por lo que no es muy crítica, pero asegúrese de que no sea mayor a 10 µF)

Hay varios condensadores y un interruptor DIP en la imagen, pero solo los necesitará si desea cambiar la capacitancia.

Para el regulador LM317:

-1x Regulador de voltaje ajustable LM317

-1x resistencia 220Ω

-1x resistencia de 680Ω

-1x condensador de 0,22 µF

-1x condensador de 100 µF

Para el regulador 7805:

-1x 7805 regulador 5v

-1x condensador de 47 µF (o superior)

-1x condensador de 0,22 µF

Materiales adicionales:

-1x interruptor SPST

-1x interruptor de botón (opcional)

-1x resistencia de 10Ω

-1x interruptor DPST

-1x Mini CRT (se pueden encontrar en visores de videocámaras antiguas, que puede obtener en Ebay por alrededor de $ 15-20)

-1x Paquete de baterías de 12v con grifo central

-impresora 3d

-Pistola de silicona

Hay dos reguladores de voltaje porque cuando construí el primero, se redujo, así que tuve que construir un segundo. ¡Solo tiene que construir un regulador de voltaje! El paquete de baterías debe tener capacidad para ocho baterías y debe colocar un cable en el medio. Esto crea una fuente de alimentación dividida: + 6v y -6v y la toma central es GND (lo necesita porque la forma de onda debe poder ser positiva y negativa en relación con GND.

Paso 2: Orientación CRT

Este proyecto utiliza un CRT porque son pantallas analógicas y son relativamente fáciles de convertir en un osciloscopio. Los CRT dentro de los visores antiguos varían de una empresa a otra, pero todos tendrán el mismo diseño básico. Habrá cables de bobina de deflexión que van al frente del CRT, un conector / cables que conducen a la placa de circuito y un transformador de alto voltaje. ¡Precaución! Cuando el CRT está encendido, el transformador genera 1, 000-1, 500 voltios, esto puede no ser letal (depende de la corriente), ¡pero aún puede golpearlo! El CRT está construido para que las partes peligrosas no estén demasiado expuestas, pero aún usa el sentido común. ¡Construya esto bajo su propio riesgo! Antes de comenzar a construir el circuito, necesitamos encontrar los cables positivo, negativo y de video para el CRT. Para encontrar el cable de tierra, tome un multímetro y configúrelo en el modo de continuidad. Luego, busque cualquier carcasa de metal en la placa de circuito (posiblemente la carcasa del transformador), toque una sonda y pruebe cada uno de los cables de señal para verificar si hay una conexión. El cable que está conectado a la carcasa de metal es el cable de tierra. Ahora los cables de alimentación y video son un poco más difíciles. El cable de alimentación puede ser de color o puede haber un gran trazo de circuito que conduce a él. Mi cable de alimentación es el cable marrón que se muestra en la imagen. El cable de video puede ser de color o no. Puede encontrarlos por prueba y error (no es una muy buena manera de hacerlo, pero usé ese método y funcionó), o buscando esquemas del CRT. Si proporciona energía al CRT y escucha un sonido agudo pero la pantalla no se enciende, ha encontrado el cable de alimentación. Cuando está construyendo el circuito, el cable de alimentación y el cable de señal están conectados a + 5v. Una vez que pueda encender la pantalla CRT, ¡estará listo para comenzar!

Nota: Otros CRT pueden necesitar 12v, si su CRT no se enciende cuando le está dando 5v, intente darle un poco más de 5v, ¡pero no exceda los 12v! Esté absolutamente seguro de que el CRT no funcionará a 5v si este es el caso, porque si su CRT realmente funciona a 5v pero intenta darle más de 5v, ¡podría freír su CRT! Si descubrió que su CRT funciona a 12v, no necesitará el regulador de voltaje y puede conectarlo directamente a las baterías.

Importante: en mi CRT cuando está encendido y quita el enchufe de las bobinas, esperaría que haya un pequeño punto brillante en la pantalla porque el haz de electrones no se está desviando, pero el CRT apaga el haz de electrones. Creo que hace esto como una característica de seguridad para que no se queme el fósforo en la pantalla dejando el rayo simplemente allí, pero no queremos esto porque vamos a utilizar ambas bobinas desconectadas de la placa. Una forma de solucionar este problema es colocar una pequeña resistencia (10 Ω) donde las bobinas horizontales se conectarían a la placa. Esto "engaña" al CRT para que piense que hay una carga allí, por lo que aumenta el brillo y muestra el rayo. En el siguiente paso, proporcionaré un diseño sobre cómo construir esto. Si siempre que está construyendo esto, ve un punto extremadamente brillante en la pantalla CRT, apague toda la energía al CRT, si el haz de electrones permanece en la pantalla por mucho tiempo, el fósforo podría quemarse y arruinar la pantalla.

Paso 3: creación de prototipos y construcción

Una vez que haya reunido todas sus partes, sugeriría probar el circuito primero en una placa y luego construirlo. Recuerde construir el circuito de "truco" de la bobina mencionado en el paso 2 para que pueda ver el rayo. Mire todas las imágenes del diseño del circuito de cerca antes de construir. Soldé mi circuito en diferentes placas (una placa contenía el regulador de voltaje, otra tenía el generador de onda triangular, etc.) También agregué un ventilador y un disipador de calor a mi regulador de voltaje porque se calienta. Si desea cambiar el valor de su capacitor, puede soldar un interruptor en la PCB y encontrar una manera de cambiar entre capacitores, o puede agregar cables en la PCB donde conectaría el capacitor y conectar el capacitor y los cables. a una placa de pruebas. Hay tres entradas que se ajustarán cuando use el osciloscopio (los dos potenciómetros y el interruptor). Un potenciómetro ajusta la frecuencia de oscilación, otro ajusta la amplitud de la onda triangular y el interruptor enciende y apaga la pantalla CRT.

La resistencia "mágica": En una de las imágenes, verá una resistencia con la etiqueta "Resistencia mágica". Cuando probé mi generador de ondas triangulares era muy inestable, así que por alguna extraña razón decidí poner una resistencia de 10KΩ sobre otra resistencia de 10KΩ (ver imagen) y el oscilador funcionó de maravilla. Si su generador de ondas triangulares no funciona, intente usar la "Resistencia mágica" y vea si eso ayuda. Además, durante mi diseño, tuve que probar un par de diseños diferentes de osciladores de onda triangular. Si el tuyo no funciona y tienes algunos conocimientos electrónicos, puedes probar algunos diseños diferentes y ver si funcionan.

Paso 4: prueba

Una vez que tenga todo conectado, ¡es hora de probarlo! Conecte todo a las baterías y enciéndalo (asegúrese de tener todo conectado para que coincida con las imágenes del paso 3). ¡Advertencia! En mi primera prueba, no agregué un interruptor de encendido, así que cuando fui a probar el generador de ondas triangulares, conecté las baterías al revés y frí mi oscilador. ¡No dejes que esto te pase a ti! Cuando se enciende, la pantalla CRT debe verse como se ve en la imagen (si conectó las salidas de su generador de onda triangular a las bobinas horizontales), si no es así, hay algunas preguntas que puede hacerse:

1. Verifique que haya conectado todo correctamente. ¿Están las baterías al revés? ¿Todo está recibiendo energía?

2. ¿Está funcionando el generador de ondas triangulares? ¿Puede escuchar un tono constante si conecta un altavoz a los cables de salida?

3. ¿Está funcionando el circuito de "truco" de la bobina CRT? Intenta mover un poco los cables. ¿Se enciende la pantalla?

4. ¿Está funcionando el regulador de voltaje?

5. ¿Podrías haber roto algo?

Una vez que el CRT muestra una línea horizontal en la pantalla, puede pasar al siguiente paso.

Paso 5: diseña tu carcasa

Para mi osciloscopio, quería imprimir un estuche en 3D en lugar de tener que construirlo de madera, así que diseñé mi estuche en Tinkercad y lo imprimí en 3D. Dependiendo de los potenciómetros e interruptores que use, su carcasa se verá diferente a la mía. No incluí espacio para las baterías en mi estuche (no me importa la portabilidad), pero es posible que desee. Dado que la cama de la impresora 3D no estaba nivelada, la carcasa se imprimió un poco torcida, ¡pero funciona! Dependiendo de qué tan bien calibrada esté su impresora, es posible que deba limar los orificios para que encajen. Una vez que haya terminado de imprimir, coloque todo en la carcasa, pruébelo y péguelo en caliente.

Paso 6: el transistor restante

Para esta última parte, necesitará el transistor npn S8050 restante. Simplemente conéctelo para que se vea como la imagen y pruebe su osciloscopio. Es importante que conecte el GND del osciloscopio y la señal de entrada GND juntos para que los circuitos estén conectados. La salida de onda cuadrada del generador de onda triangular (cable conectado al diodo en los dibujos) va a la base del transistor. Esto permite que la señal fluya hacia la bobina cuando el rayo va hacia un lado de la pantalla y no permite que la señal fluya cuando el rayo va hacia el otro lado. Si no usa el transistor, aún verá la señal en la pantalla, pero será "desordenada" porque la forma de onda irá en ambas direcciones (vea la segunda imagen).

Paso 7: experimentación

Una vez que su osciloscopio esté completo, sugeriría probar una forma de onda para asegurarse de que funcione. Si es así, ¡enhorabuena! Si no es así, regrese al paso 4 y revise las diferentes preguntas, y revise los diagramas nuevamente. Ahora bien, este osciloscopio no es tan preciso como los profesionales, pero funciona bien para observar señales electrónicas y analizar formas de onda. Espero que se haya divertido construyendo este fantástico mini osciloscopio y, si tiene alguna pregunta, estaré encantado de responderla.