Vizualizator džepnog signala (džepni osciloskop): 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Pozdrav svima, Svi radimo toliko stvari svaki dan. Za svaki rad potreban je neki alat. To je za izradu, mjerenje, doradu itd. Dakle, za elektroničke radnike potrebni su alati poput lemilice, višemetara, osciloskopa itd. Na ovom popisu osciloskop je glavni alat za gledanje signala i mjerenje njegovih karakteristika. No, glavni problem osciloskopa je taj što je težak, složen i skup. Dakle, ovo bi trebao biti san za početnike u elektronici. Tako sam ovim projektom promijenio cijeli koncept osciloskopa i napravio manji koji je pristupačan za početnike. To znači da sam ovdje napravio džepni prijenosni sićušni osciloskop pod nazivom "Pocket Signal Visualizer". Ima 2,8 "TFT zaslon za uvlačenje signala na ulazu i Li-ionsku ćeliju što ga čini prijenosnim. Sposoban je gledati do 1MHz, signal amplitude 10 V. Dakle, ovo djeluje kao mala skala verzija našeg originalnog profesionalnog osciloskopa. Ovaj džepni osciloskop čini sve ljude pristupačnim osciloskopu.

Kako je ? Kakvo je vaše mišljenje ? Komentirajte me.

Za više detalja o ovom projektu posjetite moj BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Ovaj projekt je pokrenut od sličnog projekta na datoj web stranici pod nazivom bobdavis321.blogspot.com

Pribor

• ATMega 328 mikrokontroler
• ADC čip TLC5510
• 2.8 "TFT zaslon
• Li-ionska ćelija
• IC -ovi navedeni u dijagramu kola
• Kondenzatori, otpornici, diode itd. Dati u dijagramu kola
• Bakar obložena, žica za lemljenje
• Male emajlirane bakrene žice
• Prekidači za guranje itd.

Za detaljan popis komponenti, pogledajte dijagram kruga. Slike su date u sljedećem koraku.

Korak 1: Osnovni alati

Ovdje se projekt uglavnom koncentrirao na elektroniku. Dakle, alati koji se uglavnom koriste su elektronički alati. Alati koje sam koristio dani su u nastavku. Vi birate svoje omiljene alate.

Mikro lemilica, SMD stanica za lemljenje, višemetarski, osciloskop, pinceta, odvijači, kliješta, pile za rezanje, turpije, ručna bušilica itd.

Slike alata date su gore.

Korak 2: Potpuni plan

Moj plan je napraviti prijenosni džepni osciloskop koji može prikazivati sve vrste valova. Prvo pripremam PCB, a zatim ga zatvaram u kućište. Za kućište koristim malu sklopivu kutiju za šminku. Sklopivo svojstvo povećava fleksibilnost ovog uređaja. Zaslon je u prvom dijelu, a ploča i upravljački prekidači u sljedećoj polovici. PCB je podijeljen na dva dijela kao frontalni PCB i glavni PCB. Osciloskop je sklopiv, pa za njega koristim automatski prekidač za uključivanje/isključivanje. Uključuje se kada se otvori i automatski se isključuje kada se zatvori. Li-ionska ćelija smještena je ispod PCB-a. Ovo je moj plan. Pa prvo napravim dvije PCB -e. Sve komponente koje se koriste su SMD varijante. To drastično smanjuje veličinu PCB -a.

Korak 3: Dijagram kruga

Potpuni dijagram kola dat je gore. Podijeljen je u dva odvojena kruga kao frontalni i glavni PCB. Krugovi su složeni jer sadrže mnogo IC -ova i drugih pasivnih komponenti. Na kraju su glavne komponente sustav ulaznog prigušivača, multipleksor za odabir ulaza i ulazni međuspremnik. Ulazni prigušivač koristi se za pretvaranje različitog ulaznog napona u željeni izlazni napon za osciloskop, stvarajući ovaj osciloskop sposoban za rad pri širokom rasponu ulaznih napona. Izrađuje se pomoću otporničkog razdjelnika potencijala, a kondenzator je spojen paralelno na svaki otpornik kako bi se povećao frekvencijski odziv (kompenzirani prigušivač). Multiplekser za odabir ulaza radi poput rotacijskog prekidača za odabir jednog ulaza s različitih ulaza prigušivača, ali ovdje se ulaz multipleksera bira digitalnim podacima iz glavnog procesora. Međuspremnik se koristi za povećanje snage ulaznog signala. Dizajnirano je pomoću op-pojačala u konfiguraciji sljedbenika napona. Smanjuje učinak opterećenja signala zbog preostalih dijelova. Ovo su glavni dijelovi čela.

Za više detalja posjetite moj BLOG, Glavni PCB -i sadrže ostale sustave digitalne obrade. Uglavnom sadrži Li-ionski punjač, Li-ionski zaštitni krug, 5V pojačivački pretvarač, -ve generator napona, USB sučelje, ADC, visokofrekventni sat i glavni mikrokontroler. Krug Li-ion punjača koristio se za punjenje Li-ionske ćelije sa starog mobilnog telefona na učinkovit i inteligentan način. Koristi TP 4056 IC za punjenje ćelije s 5V iz micro-USB priključka. Detaljno je objašnjeno u mom prethodnom BLOGU, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Sljedeći je Li-ionski zaštitni krug. Koristi se za zaštitu ćelije od kratkog spoja, preopterećenja itd. Objašnjava u jednom od mojih prethodnih blogova, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Sljedeći je pretvarač pojačanja 5V. Koristi se za pretvaranje napona ćelije od 3,7 V u 5 V radi boljeg rada digitalnih krugova. Pojedinosti o krugu objašnjene su u mom prethodnom BLOGU, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. Generator napona -ve koristi se za generiranje -ve 3.3V za rad op -amp -a. Stvara se pomoću kruga pumpe za punjenje. Dizajniran je pomoću 555 IC. Ožičen je kao oscilator za punjenje i pražnjenje kondenzatora u krugu pumpe za punjenje. Vrlo je dobro za primjenu niske struje. USB sučelje povezuje računalo s našim mikrokontrolerom osciloskopa radi izmjena firmvera. Sadrži jedan IC za ovaj proces pod nazivom CH340. ADC pretvara ulazni analogni signal u digitalni oblik prikladan za mikrokontroler. Ovdje se koristi ADC IC TLC5510. Radi se o ADC-u polubrzaca velike brzine. Sposoban je raditi pri visokim stopama uzorkovanja. Krug takta visoke frekvencije radi na frekvenciji od 16 MHz. Pruža potrebne signale takta za ADC čip. Dizajniran je pomoću IC zasuna NOT i kristala od 16 MHZ te nekih pasivnih komponenti. Objašnjava detaljno u mom BLOGU, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Glavni mikrokontroler koji se ovdje koristi je mikrokontroler ATMega328 AVR. To je srce ovog kruga. Hvata i pohranjuje podatke iz ADC -a. Zatim pokreće TFT zaslon za prikaz ulaznog signala. Prekidači za kontrolu ulaza također su spojeni na ATMega328. Ovo je osnovno postavljanje hardvera.

Za više detalja o strujnom krugu i njegovom dizajnu posjetite moj BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Korak 4: Dizajn PCB -a

Ovdje koristim samo SMD komponente za cijeli krug. Stoga su dizajn i daljnji proces pomalo složeni. Ovdje se dijagram sklopa i izgled PCB -a stvaraju pomoću online platforme EasyEDA. To je vrlo dobra platforma koja sadrži sve biblioteke komponenti. Dva PCB -a stvaraju se zasebno. Neiskorišteni prostori u tiskanim pločama prekriveni su spojem na uzemljenje kako bi se izbjegli problemi s neželjenom bukom. Debljina tragova bakra vrlo je mala, stoga za ispis izgleda upotrijebite kvalitetan pisač, u protivnom neki tragovi dobivaju diskontinuitete. Koračni postupak dat je u nastavku,

• Ispišite dizajn PCB -a (2/3 kopije) na foto/sjajni papir (koristite pisač dobre kvalitete)
• Skenirajte raspored PCB-a za eventualne nedostatke u tragu bakra
• Odaberite dobar raspored PCB -a koji nema nedostataka
• Izrežite izgled pomoću škara

Datoteke dizajna izgleda dane su u nastavku.

Korak 5: Priprema presvučena bakrom

Za izradu PCB-a koristim jednostrano obložene bakrom. To je glavna sirovina za izradu PCB -a. Zato odaberite kvalitetan bakar obložen. Koračni postupak dan je u nastavku,

• Uzmite kvalitetno presvučeno bakrom
• Označite dimenziju izgleda PCB-a u bakrenom sloju pomoću markera
• List nožače izrežite bakar presvučene oznake
• Izgladite oštre rubove tiskane ploče pomoću brusnog papira ili turpije
• Očistite bakrenu stranu brusnim papirom i uklonite prašinu

Korak 6: Prijenos tonova

Ovdje u ovom koraku prenosimo raspored PCB-a u bakreno obloženu metodu prijenosa topline. Za način prijenosa topline koristim željeznu kutiju kao izvor topline. Postupak je dat u nastavku,

• Prvo postavite raspored PCB-a u bakreno obložene u orijentaciji u kojoj je raspored okrenut prema bakrenoj strani
• Popravite izgled pomoću traka
• Pokrijte cijeli postav bijelim papirom
• Nanesite željeznu kutiju na bakrenu stranu oko 10-15 minuta
• Nakon zagrijavanja pričekajte neko vrijeme da se ohladi
• Stavite PCB s papirom u šalicu vode
• Zatim pažljivo uklonite papir s PCB -a (učini to polako)
• Zatim ga promatrajte i uvjerite se da nema nedostataka

Korak 7: Nagrizanje i čišćenje

To je kemijski postupak za uklanjanje neželjenog bakra iz bakrenog sloja na temelju rasporeda PCB -a. Za ovaj kemijski postupak potrebna nam je otopina željezovog klorida (otopina za jetkanje). Otopina otopi neomaskirani bakar u otopinu. Dakle, ovim postupkom dobivamo PCB kao u rasporedu PCB -a. Postupak za ovaj proces dan je u nastavku.

• Uzmite maskirani PCB koji je učinjen u prethodnom koraku
• Prah željezovog klorida uzmite u plastičnu kutiju i otopite u vodi (količina praha određuje koncentraciju, veća koncentracija učvršćuje proces, ali ponekad ošteti preporučeni PCB je srednje koncentracije)
• Uronite maskirani PCB u otopinu
• Pričekajte nekoliko sati (redovito provjeravajte je li jetkanje završeno ili ne) (sunčevo svjetlo također učvršćuje postupak)
• Nakon uspješnog jetkanja uklonite masku brusnim papirom
• Ponovno zagladite rubove
• Očistite PCB

Završili smo izradu PCB -a

Korak 8: Lemljenje

SMD lemljenje malo je teže od običnog lemljenja kroz rupe. Glavni alati za ovaj posao su pinceta i pištolj s vrućim zrakom ili mikro lemilica. Postavite pištolj za topli zrak na 350C temp. Pregrijavanjem neko vrijeme oštetite komponente. Zato primjenjujte samo ograničenu količinu topline na PCB. Postupak je dat u nastavku.

• Očistite PCB pomoću sredstva za čišćenje PCB-a (izo-propil alkohol)
• Nanesite pastu za lemljenje na sve jastučiće u PCB -u
• Stavite sve komponente na podlogu pomoću pincete na temelju dijagrama kruga
• Dvaput provjerite jesu li sve komponente ispravne ili ne
• Nanesite pištolj za vrući zrak pri maloj brzini zraka (velika brzina uzrokuje pogrešno poravnanje komponenti)
• Provjerite jesu li sve veze dobre
• Očistite PCB pomoću otopine IPA (sredstvo za čišćenje PCB -a)
• Uspješno smo obavili proces lemljenja

Video o SMD lemljenju dat je gore. Molim vas, pazite.

Korak 9: Konačno sastavljanje

Ovdje u ovom koraku sastavljam cijele dijelove u jedan proizvod. Dovršio sam PCB -ove u prethodnim koracima. Ovdje stavljam 2 PCB -a u kutiju za šminku. Na gornju stranu kutije za šminku stavljam LCD zaslon. Za to koristim neke vijke. Zatim postavljam PCB -ove u donji dio. Ovdje smo također koristili neke vijke za postavljanje PCB -a na mjesto. Li-ionska baterija postavljena je ispod glavne tiskane ploče. PCB upravljačkog prekidača postavlja se iznad baterije pomoću dvostrane trake. PCB upravljačkog prekidača dobiven je sa stare Walkman PCB -a. PCB -i i LCD zaslon povezani su malim emajliranim bakrenim žicama. To je zato što je fleksibilniji od obične žice. Automatski prekidač za uključivanje/isključivanje spojen je blizu preklopne strane. Dakle, kad smo preklopili gornju stranu, isključujemo osciloskop. Ovo su detalji sastavljanja.

Korak 10: Gotov proizvod

Gornje slike prikazuju moj gotov proizvod.

Sposoban je mjeriti sinusne, kvadratne, trokutaste valove. Probni rad osciloskopa prikazan je u videu. Gledaj. Ovo je vrlo korisno za sve koji vole Arduino. Sviđa mi se jako. Ovo je sjajan proizvod. Kakvo je vaše mišljenje? Molim vas komentirajte me.

Ako vam se sviđa molim vas podržite me.

Za više detalja o strujnom krugu posjetite moju BLOG stranicu. Link dolje.

Za više zanimljivih projekata posjetite moje stranice YouTube, Instructables i Blog.

Hvala što ste posjetili moju stranicu projekta.

Zbogom.

Vidimo se opet……..