Визуализатор на джобни сигнали (джобен осцилоскоп): 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Здравейте всички, Всички правим толкова много неща всеки ден. За всяка работа има нужда от някои инструменти. Това е за изработка, измерване, довършване и т.н. Така че за електронните работници се нуждаят от инструменти като поялник, многометър, осцилоскоп и т.н. В този списък осцилоскопът е основен инструмент за наблюдение на сигнала и измерване на неговите характеристики. Но основният проблем с осцилоскопа е, че той е тежък, сложен и скъп. Така че тази марка ще бъде мечта за начинаещи в електрониката. Така че с този проект променям цялата концепция за осцилоскоп и правя по -малък, който е достъпен за начинаещи. Това означава, че тук направих преносим малък джобен осцилоскоп, наречен „Pocket Signal Visualizer“. Той има 2.8 TFT дисплей за извличане на сигнала във входа и литиево-йонна клетка, за да го направи преносим. Той е в състояние да гледа до 1MHz, 10V амплитуден сигнал. Така че това действа като малък мащаб версия на нашия оригинален професионален осцилоскоп. Този джобен осцилоскоп прави всички хора достъпни за осцилоскопа.

Как е ? Какво е вашето мнение ? Коментирайте ми.

За повече подробности относно този проект посетете моя БЛОГ, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Този проект се инициира от подобен проект в дадения уебсайт, наречен bobdavis321.blogspot.com

Консумативи

• ATMega 328 микроконтролер
• ADC чип TLC5510
• 2.8 "TFT дисплей
• Литиево-йонна клетка
• IC, дадени в електрическата схема
• Кондензатори, резистори, диоди и т.н., дадени в електрическата схема
• Медно облечена, спойка тел
• Малки емайлирани медни проводници
• Бутони за натискане и др.

За подробен списък на компонентите, спазвайте електрическата схема. Изображенията са дадени в следващата стъпка.

Стъпка 1: Основни инструменти

Тук проектът се концентрира основно върху електрониката. Така че основно използваните инструменти са електронните инструменти. Инструментите, използвани от мен, са дадени по -долу. Вие избирате любимите си инструменти.

Микро поялник, SMD станция за запояване, многометрови, осцилоскоп, пинсети, отвертки, клещи, трион, пили, ръчен свредло и др.

Изображенията на инструментите са дадени по -горе.

Стъпка 2: Пълен план

Моят план е да направя преносим джобен осцилоскоп, който да може да показва всички видове вълни. Първо подготвям платката и след това я затварям в кутия. За кутията използвам малка сгъваема кутия за грим. Сгъваемото свойство увеличава гъвкавостта на това устройство. Дисплеят е в първата част, а платката и контролните превключватели в следващата половина. Печатната платка е разделена на две части като печатна платка в края и основна печатна платка. Осцилоскопът е сгъваем, затова използвам автоматичен превключвател за включване/изключване за него. Включва се при отваряне и автоматично се изключва при затваряне. Литиево-йонната клетка е поставена под ПХБ. Това е моят план. Така че първо правя двете печатни платки. Всички използвани компоненти са SMD варианти. Намалява драстично размера на печатната платка.

Стъпка 3: Електрическа схема

Пълната електрическа схема е дадена по -горе. Той е разделен на две отделни вериги като челна и основна печатна платка. Веригите са сложни, тъй като съдържат много интегрални схеми и други пасивни компоненти. В предния край основните компоненти са системата за входен атенюатор, мултиплексор за избор на вход и входен буфер. Входният атенюатор се използва за преобразуване на различно входно напрежение в желаното изходно напрежение за осцилоскопа, той създава този осцилоскоп, способен да работи при широк диапазон от входни напрежения. Той е направен с помощта на резистивен делител на потенциал и кондензатор е свързан успоредно на всеки резистор за увеличаване на честотната характеристика (компенсиран атенюатор). Мултиплексорът за избор на вход работи като въртящ се превключвател, за да изберете един вход от различен вход от атенюатора, но тук входът на мултиплексор се избира чрез цифрови данни от основния процесор. Буферът се използва за увеличаване на мощността на входния сигнал. Той е проектиран чрез използване на оп-усилвател в конфигурация на последовател на напрежение. Това намалява ефекта на зареждане на сигнала поради останалите части. Това са основните части на предния край.

За повече подробности посетете моя БЛОГ, Основната печатна платка съдържа другите цифрови системи за обработка. Той съдържа главно литиево-йонно зарядно устройство, литиево-йонна защитна верига, 5V усилващ преобразувател, генератор на напрежение -ve, USB интерфейс, ADC, високочестотен часовник и основния микроконтролер. Схемата на литиево-йонното зарядно устройство, използвана за зареждане на литиево-йонната клетка от стария мобилен телефон по ефективен и интелигентен начин. Той използва TP 4056 IC за зареждане на клетката от 5V от микро-USB порта. Той обяснява подробно в предишния ми БЛОГ, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Следващата е литиево-йонната защитна верига. Използва се за защита на клетката от късо съединение, презареждане и т.н. Обяснява се в един от предишните ми блогове, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Следващият е 5V усилващ преобразувател. Използва се за преобразуване на напрежението от 3,7 V клетка в 5 V за по -добра работа на цифровите схеми. Подробностите за схемата са обяснени в предишния ми БЛОГ, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. Генераторът на напрежение -ve се използва за генериране на -ve 3.3V за работа на оп -усилвателя. Той се генерира чрез използване на верига на помпа за зареждане. Той е проектиран с помощта на 555 IC. Той е свързан като осцилатор за зареждане и разреждане на кондензаторите във веригата на зареждащата помпа. Това е много добро за ниско текущо приложение. USB интерфейсът свързва компютъра с нашия микроконтролер за осцилоскоп за модификации на фърмуера. Той съдържа една интегрална схема за този процес, наречена CH340. ADC преобразува входния аналогов сигнал в цифрова форма, подходяща за микроконтролера. Използваната тук ADC IC е TLC5510. Това е високоскоростен полу-флаш тип ADC. Той е способен да работи при високи честоти на вземане на проби. Високочестотната тактова верига работи на честота 16 MHz. Той осигурява необходимите тактови сигнали за ADC чипа. Той е проектиран чрез използване на порта IC, кристал от 16 MHZ и някои пасивни компоненти. Той обяснява подробно в моя блог, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Основният микроконтролер, използван тук, е микроконтролерът ATMega328 AVR. Това е сърцето на тази верига. Той улавя и съхранява данните от ADC. След това задвижва TFT дисплея, за да покаже входния сигнал. Превключвателите за входен контрол също са свързани към ATMega328. Това е основната хардуерна настройка.

За повече подробности относно схемата и нейния дизайн, посетете моя БЛОГ, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Стъпка 4: Дизайн на печатни платки

Тук използвам само SMD компоненти за цялата верига. Така че дизайнът и по -нататъшният процес са малко сложни. Тук електрическата схема и оформлението на печатната платка се създават с помощта на онлайн платформата EasyEDA. Това е много добра платформа, която съдържа всички библиотеки на компоненти. Двете печатни платки се създават отделно. Неизползваните пространства в печатните платки са покрити със земна връзка, за да се избегнат нежелани проблеми с шума. Дебелината на медната следа е много малка, затова използвайте качествен принтер, за да отпечатате оформлението, в противен случай някои следи получават различия. Поетапната процедура е дадена по -долу,

• Отпечатайте дизайна на печатни платки (2/3 копия) в фото/гланцирана хартия (използвайте качествен принтер)
• Сканирайте оформлението на печатната платка за всякакви несъответствия в медната следа
• Изберете добро оформление на печатна платка, което няма дефекти
• Изрежете оформлението с помощта на ножица

Файловете за дизайн на оформлението са дадени по -долу.

Стъпка 5: Подготовка с мед

За изработката на печатни платки използвам едностранно облечен с мед. Това е основната суровина за производството на печатни платки. Така че изберете медно покритие с добро качество. Поетапната процедура е дадена по-долу,

• Вземете качествено облечено с мед
• Маркирайте размерите на оформлението на печатната платка в медното покритие с помощта на маркер
• Изрежете медената облицовка през маркировките с помощта на острие за ножовка
• Изгладете острите ръбове на платката с шкурка или пила
• Почистете медната страна с шкурка и отстранете праха

Стъпка 6: Прехвърляне на тонове

Тук в тази стъпка прехвърляме оформлението на печатната платка в медното покритие, използвайки метода на топлопреминаване. За метода на топлопреминаване използвам желязна кутия като източник на топлина. Процедурата е дадена по -долу,

• Първо поставете оформлението на печатната платка в медното покритие в ориентация, при която оформлението е обърнато към медната страна
• Поправете оформлението в неговото положение, като използвате ленти
• Покрийте цялата настройка с бяла хартия
• Приложете желязната кутия към медната страна за около 10-15 минути
• След нагряване изчакайте известно време да се охлади
• Поставете печатната платка с хартия в чаша вода
• След това внимателно извадете хартията от печатната платка (направете го бавно)
• След това го наблюдавайте и се уверете, че няма дефекти

Стъпка 7: Офорт и почистване

Това е химичен процес за отстраняване на нежелана мед от медното покритие въз основа на оформлението на печатната платка. За този химичен процес се нуждаем от разтвор на железен хлорид (разтвор за ецване). Разтворът разтваря немаскираната мед към разтвора. Така че чрез този процес получаваме печатна платка, както в оформлението на печатната платка. Процедурата за този процес е дадена по -долу.

• Вземете маскираната печатна платка, която е направена в предишната стъпка
• Вземете прах от железен хлорид в пластмасова кутия и го разтворете във водата (количеството прах определя концентрацията, по -висока концентрация закрепва процеса, но понякога уврежда препоръчаната печатна платка е средна концентрация)
• Потопете маскираната печатна платка в разтвора
• Изчакайте няколко часа (редовно проверявайте ецването завършено или не) (слънчевата светлина също закрепва процеса)
• След завършване на успешно ецване махнете маската с помощта на шкурка
• Загладете отново ръбовете
• Почистете печатната платка

Завършихме производството на печатни платки

Стъпка 8: Запояване

SMD запояването е малко по -трудно от обикновеното запояване чрез отвори. Основните инструменти за тази работа са пинсета и пистолет с горещ въздух или микропоялник. Настройте пистолета за горещ въздух на температура 350C. При прегряване известно време повредете компонентите. Затова прилагайте само ограничено количество топлина към печатната платка. Процедурата е дадена по -долу.

• Почистете печатната платка с помощта на препарат за почистване на печатни платки (изо-пропилов алкохол)
• Нанесете спояваща паста върху всички подложки в печатната платка
• Поставете всички компоненти на подложката с помощта на пинсети въз основа на електрическата схема
• Проверете отново всички позиции на компонентите дали са правилни или не
• Нанесете пистолет с горещ въздух при ниска скорост на въздуха (висока скорост причинява разминаване на компонентите)
• Уверете се, че всички връзки са добри
• Почистете печатната платка, като използвате разтвор IPA (почистващ препарат за печатни платки)
• Успешно извършихме процеса на запояване

Видеото за SMD запояване е дадено по -горе. Моля, гледайте го.

Стъпка 9: Окончателно сглобяване

Тук в тази стъпка сглобявам цели части в един продукт. Завърших печатните платки в предишните стъпки. Тук поставям 2 -те платки в кутията за грим. В горната страна на кутията за грим поставям LCD екрана. За това използвам някои винтове. След това поставям печатните платки в долната част. Тук също използвахме някои винтове за поставяне на печатни платки на място. Литиево-йонната батерия е поставена под основната платка. Плата за управление на превключвателя се поставя над батерията с помощта на двустранна лента. Печатната платка на превключвателя за управление се получава от стара печатна платка на Walkman. ПХБ и LCD екранът са свързани с помощта на малки емайлирани медни проводници. Това е така, защото е по -гъвкав от обикновения проводник. Автоматичният превключвател за включване/изключване е свързан близо до сгъваемата страна. Така че, когато сгънахме горната страна, това е изключване на осцилоскопа. Това са подробностите за сглобяването.

Стъпка 10: Готов продукт

Горните изображения показват моя завършен продукт.

Той е в състояние да измерва синусоидални, квадратни, триъгълни вълни. Пробното пускане на осцилоскопа е показано във видеото. Внимавай. Това е много полезно за всички, които харесват Arduino. Аз го харесвам много. Това е страхотен продукт. Какво е вашето мнение? Моля, коментирайте ме.

Ако ви харесва, моля, подкрепете ме.

За повече подробности относно веригата, моля, посетете моята страница в блога. Връзката е дадена по -долу.

За още интересни проекти посетете моите страници в YouTube, инструкции и блог.

Благодаря, че посетихте страницата на моя проект.

Чао.

Ще се видим отново……..