Taskusignaalin visualisoija (taskuoskilloskooppi): 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei kaikki, Me kaikki teemme niin paljon asioita joka päivä. Jokaiseen työhön, jossa tarvitaan työkaluja. Se on tekemistä, mittaamista, viimeistelyä jne. Elektroniikan työntekijöille tarvitaan siis työkaluja, kuten juotin, monimetri, oskilloskooppi jne. Tässä luettelossa oskilloskooppi on tärkein työkalu signaalin näkemiseen ja sen ominaisuuksien mittaamiseen. Mutta oskilloskoopin suurin ongelma on se, että se on raskas, monimutkainen ja kallis. Joten tämä merkki on elektroniikan aloittelijoiden unelma. Joten tällä projektilla muutan koko oskilloskooppikonseptin ja teen pienemmän, joka on edullinen aloittelijoille. Tämä tarkoittaa, että tässä tein taskukokoisen kannettavan pienen oskilloskoopin nimeltä "Pocket Signal Visualizer". Siinä on 2,8 tuuman TFT-näyttö, joka vetää signaalin tuloon, ja litiumionikenno, joka tekee siitä kannettavan. Se pystyy katsomaan jopa 1 MHz: n 10 V: n amplitudisignaalia. Joten tämä toimii pienenä skaalatuna versio alkuperäisestä ammattimaisesta oskilloskoopista. Tämä taskuoskilloskooppi mahdollistaa kaikkien ihmisten pääsyn oskilloskoopille.

Millainen se on ? Mitä mieltä olette ? Kommentoi minulle.

Lisätietoja tästä projektista löydät blogistani, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Tämä projekti saa aloitteen vastaavasta projektista annetulla verkkosivustolla nimeltä bobdavis321.blogspot.com

Tarvikkeet

• ATMega 328 mikro-ohjain
• ADC -siru TLC5510
• 2,8 "TFT -näyttö
• Li-ion-kenno
• Piirikaaviossa annetut IC: t
• Kytkentäkaaviossa annetut kondensaattorit, vastukset, diodit jne
• Kuparilla päällystetty, juotoslanka
• Pienet emaloidut kuparilangat
• Työntöpainikkeet jne.

Katso yksityiskohtainen komponenttiluettelo piirikaaviosta. Kuvat annetaan seuraavassa vaiheessa.

Vaihe 1: Olennaiset työkalut

Täällä projekti keskittyi pääasiassa elektroniikan puolelle. Joten pääasiassa käytettävät työkalut ovat sähköisiä työkaluja. Omat työkalut ovat alla. Valitset suosikkityökalusi.

Mikrojuotosrauta, SMD-juotosasema, monimetrit, oskilloskooppi, pinsetit, ruuvimeisselit, pihdit, hakkasaha, viilaukset, käsipora jne.

Työkalukuvat on esitetty yllä.

Vaihe 2: Täysi suunnitelma

Suunnitelmani on tehdä kannettava tasku oskilloskooppi, joka pystyy näyttämään kaikenlaisia aaltoja. Ensin valmistan piirilevyn ja suljen sen sitten koteloon. Kotelossa käytän pientä taitettavaa meikkilaatikkoa. Taitettava ominaisuus lisää tämän laitteen joustavuutta. Näyttö on ensimmäisessä osassa ja kortti ja ohjauskytkimet seuraavalla puoliskolla. Piirilevy on jaettu kahteen osaan päätypiirilevynä ja pääpiirilevynä. Oskilloskooppi on taitettava, joten käytän siihen automaattista ON/OFF -kytkintä. Se kytkeytyy päälle, kun se avataan, ja sammuu automaattisesti, kun se sulkeutuu. Li-ion-kenno asetetaan piirilevyjen alle. Tämä on minun suunnitelmani. Joten teen ensin kaksi PCB: tä. Kaikki käytetyt komponentit ovat SMD -variantteja. Se pienentää piirilevyn kokoa rajusti.

Vaihe 3: Piirikaavio

Koko piirikaavio on esitetty yllä. Se on jaettu kahteen erilliseen piiriin etu- ja pääpiirilevyinä. Piirit ovat monimutkaisia, koska ne sisältävät paljon IC: itä ja muita passiivisia komponentteja. Etusivun pääkomponentit ovat sisääntulon vaimennusjärjestelmä, tulonvalinta multiplekseri ja tulopuskuri. Tulovaimenninta käytetään muuntaa eri tulojännite halutuksi oskilloskoopin lähtöjännitteeksi, ja se luo tämän oskilloskoopin, joka kykenee toimimaan monilla tulojännitteillä. Se on valmistettu käyttämällä resistiivistä potentiaalinjakajaa ja kondensaattori on kytketty rinnakkain jokaisen vastuksen kanssa taajuusvasteen lisäämiseksi (kompensoitu vaimennin). Tulonvalinta multiplekseri toimii kiertokytkimen tavoin valitakseen yhden tulon vaimennin eri tuloista, mutta tässä multiplekseritulo valitaan pääprosessorin digitaalisella datalla. Puskuria käytetään tulosignaalin tehon lisäämiseen. Se on suunniteltu käyttämällä op-vahvistinta jänniteseuraajan kokoonpanossa. Se vähentää signaalin kuormitusvaikutusta jäljellä olevista osista johtuen. Nämä ovat etuosan pääosat.

Lisätietoja on blogissani, Tärkeimmät piirilevyt sisältävät muita digitaalisia käsittelyjärjestelmiä. Se sisältää pääasiassa Li-ion-laturin, Li-ion-suojapiirin, 5 V: n tehonmuuntimen, -ve-jännitegeneraattorin, USB-liitännän, ADC: n, korkeataajuisen kellon ja päämikro-ohjaimen. Li-ion-latauspiiri, jolla ladattiin Li-ion-kenno vanhasta matkapuhelimesta tehokkaasti ja älykkäästi. Se käyttää TP 4056 IC: tä ladatakseen kennon 5 V: n mikro-USB-portista. Se selitettiin yksityiskohtaisesti edellisessä blogissani, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Seuraava on litiumionisuojapiiri. Sitä käytetään suojaamaan solua oikosululta, ylikuormitukselta jne. Se selittää edellisessä BLOGISSA, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Seuraava on 5V: n tehomuunnin. Sitä käytetään 3,7 V: n kennojännitteen muuntamiseen 5 V: ksi, jotta digitaalipiirit toimisivat paremmin. Piirin yksityiskohdat on selitetty edellisessä BLOGISSA, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. -Ve jännitegeneraattoria käytetään generoimaan -ve 3.3V op -vahvistimen toimintaan. Se syntyy latauspumppupiirin avulla. Se on suunniteltu käyttämällä 555 IC: tä. Se on kytketty oskillaattoriksi lataamaan ja purkamaan latauspumppupiirin kondensaattoreita. Se on erittäin hyvä alhaisen virran sovelluksiin. USB-liitäntä yhdistää tietokoneen oskilloskoopin mikro-ohjaimeemme laiteohjelmiston muokkaamista varten. Se sisältää yhden IC: n tälle prosessille nimeltä CH340. ADC muuntaa analogisen tulosignaalin digitaaliseen muotoon, joka soveltuu mikro-ohjaimelle. Tässä käytetty ADC IC on TLC5510. Se on nopea puolisalamainen ADC. Se pystyy toimimaan korkeilla näytteenottotaajuuksilla. Korkeataajuinen kellopiiri toimii 16 MHz: n taajuudella. Se tarjoaa tarvittavat kellosignaalit ADC -sirulle. Se on suunniteltu käyttämällä EI portti -IC: tä ja 16 MHZ: n kristallia ja joitain passiivisia komponentteja. Se selittää yksityiskohtaisesti blogissani, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Tärkein tässä käytetty mikro-ohjain on ATMega328 AVR -mikro-ohjain. Se on tämän piirin sydän. Se kerää ja tallentaa tiedot ADC: stä. Sitten se ohjaa TFT -näyttöä näyttämään tulosignaalin. Tulonohjauskytkimet on myös kytketty ATMega328: een. Tämä on peruslaitteiston asennus.

Lisätietoja piiristä ja sen rakenteesta on BLOGISSA, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Vaihe 4: Piirilevyjen suunnittelu

Tässä käytän vain SMD -komponentteja koko piirille. Joten suunnittelu ja jatkokäsittely ovat hieman monimutkaisia. Tässä piirikaavio ja piirilevyasettelu luodaan EasyEDA -online -alustan avulla. Se on erittäin hyvä alusta, joka sisältää kaikki komponenttikirjastot. Molemmat piirilevyt luodaan erikseen. Piirilevyjen käyttämättömät tilat on peitetty maadoitusliitännällä ei -toivottujen meluongelmien välttämiseksi. Kuparijäljen paksuus on hyvin pieni, joten käytä laadukasta tulostinta asettelun tulostamiseen, muuten jotkut jäljet saavat epäjohdonmukaisuuksia. Vaiheittainen menettely on esitetty alla,

• Tulosta piirilevymalli (2/3 kopiota) valokuva-/kiiltävälle paperille (käytä laadukasta tulostinta)
• Tarkista piirilevyasettelusta mahdolliset kuparijäljen epäjohdonmukaisuudet
• Valitse hyvä piirilevyasettelu, jossa ei ole vikoja
• Leikkaa asettelu saksilla

Asettelutiedostot on esitetty alla.

Vaihe 5: Kuparipäällystetty valmistelu

Piirilevyjen valmistuksessa käytän yksipuolista kuparipinnoitettua. Tämä on PCB -valmistuksen tärkein raaka -aine. Valitse siis hyvälaatuinen kuparipinnoitettu. Vaiheittainen menettely on esitetty alla,

• Ota hyvälaatuinen kuparipinnoitettu
• Merkitse piirilevyn mitat kuparipinnoitetulla merkillä
• Leikkaa kuparipäällysteinen merkintöjen läpi sahanterällä
• Tasoita piirilevyn terävät reunat hiekkapaperilla tai viilalla
• Puhdista kuparin puoli hiekkapaperilla ja poista pölyt

Vaihe 6: Sävynsiirto

Tässä vaiheessa siirrämme piirilevyasettelun kuparipäällysteiseksi lämmönsiirtomenetelmää käyttäen. Lämmönsiirtomenetelmässä käytän rautarasiaa lämmönlähteenä. Menettely on esitetty alla,

• Aseta ensin piirilevyasettelu kuparipäällysteiseen suuntaan siten, että asettelu on kuparin puolella
• Kiinnitä asettelu paikoilleen nauhoilla
• Peitä koko asennus valkoisella paperilla
• Levitä rautarasiaa kuparipuolelle noin 10-15 minuutin ajan
• Kuumenemisen jälkeen odota hetki jäähtyä
• Laita piirilevy paperilla mukiin vettä
• Poista sitten paperi piirilevystä käsin varovasti (tee se hitaasti)
• Tarkkaile sitä ja varmista, ettei siinä ole vikoja

Vaihe 7: Etsaus ja puhdistus

Se on kemiallinen prosessi ei -toivotun kuparin poistamiseksi kuparipinnoitetusta PCB -asettelun perusteella. Tätä kemiallista prosessia varten tarvitsemme ferrikloridiliuosta (etsausliuosta). Liuos liuottaa peittämätön kupari liuokseen. Joten tällä prosessilla saamme piirilevyn kuten piirilevyasettelussa. Menettely tätä prosessia varten on esitetty alla.

• Ota naamioitu piirilevy, joka on tehty edellisessä vaiheessa
• Ota ferrikloridijauhe muovilaatikkoon ja liuota se veteen (jauheen määrä määrittää pitoisuuden, korkeampi pitoisuus kiinnittää prosessin, mutta joskus se vahingoittaa suositeltavaa PCB: tä)
• Upota peitetty piirilevy liuokseen
• Odota muutama tunti (tarkista etsaus säännöllisesti tai ei) (auringonvalo myös kiinnittää prosessin)
• Kun olet onnistunut etsauksen, poista maski hiekkapaperilla
• Tasoita reunat uudelleen
• Puhdista piirilevy

Teimme piirilevyjen valmistuksen

Vaihe 8: Juotos

SMD -juotto on hieman vaikeampaa kuin tavallinen läpireikien juotto. Tämän työn tärkeimmät työkalut ovat pinsetit ja kuumailmapistooli tai mikrojuotosrauta. Aseta kuumailmapistooli 350C lämpötilaan. Ylikuumeneminen jonkin aikaa vaurioittaa komponentteja. Käytä siis vain rajoitettua määrää lämpöä piirilevyyn. Menettely on esitetty alla.

• Puhdista piirilevy PCB-puhdistusaineella (iso-propyylialkoholi)
• Levitä juotospastaa kaikkiin piirilevyn tyynyihin
• Aseta kaikki osat tyynylleen käyttäen pinsettejä piirikaavion perusteella
• Tarkista vielä kerran, että kaikki osat ovat oikein tai eivät
• Käytä kuumailmapistoolia alhaisella ilmavirralla (suuri nopeus aiheuttaa osien väärän suuntauksen)
• Varmista, että kaikki liitännät ovat hyvät
• Puhdista piirilevy IPA (PCB Cleaner) -liuoksella
• Teimme juotosprosessin onnistuneesti

Video SMD -juotoksesta on esitetty yllä. Katso sitä.

Vaihe 9: Lopullinen kokoaminen

Tässä vaiheessa koon kaikki osat yhdeksi tuotteeksi. Tein piirilevyt valmiiksi edellisissä vaiheissa. Tässä laitan 2 PCB: tä meikkilaatikkoon. Meikkilaatikon yläpuolelle sijoitan nestekidenäytön. Käytän tätä varten joitakin ruuveja. Sitten asetan piirilevyt alaosaan. Tässä käytettiin myös joitain ruuveja piirilevyjen asentamiseen paikalleen. Li-ion-akku on sijoitettu pääpiirilevyn alle. Ohjauskytkimen piirilevy asetetaan akun päälle kaksipuolisella teipillä. Ohjauskytkimen piirilevy on peräisin vanhasta Walkman -piirilevystä. Piirilevyt ja LCD -näyttö yhdistetään pienillä emaloiduilla kuparijohdoilla. Tämä johtuu siitä, että se on joustavampi kuin tavallinen lanka. Automaattinen virtakytkin on kytketty taittopuolen lähelle. Joten kun taitimme yläpuolen, oskilloskooppi sammutetaan. Tämä on kokoamisen yksityiskohdat.

Vaihe 10: Valmis tuote

Yllä olevat kuvat esittävät lopputuotteeni.

Se pystyy mittaamaan sini-, neliö-, kolmionmuotoisia aaltoja. Oskilloskoopin koeajo näkyy videossa. Katso se. Tämä on erittäin hyödyllistä kaikille, jotka pitävät Arduinosta. Pidän siitä kovasti. Tämä on upea tuote. Mitä mieltä olette? Ole hyvä ja kommentoi minua.

Jos pidät siitä, tue minua.

Lisätietoja piiristä Käy BLOG -sivulla. Linkki alla.

Lisää mielenkiintoisia projekteja löydät YouTube-, Instructables- ja Blog -sivuiltani.

Kiitos vierailustani projektisivullani.

Hei hei.

Nähdään taas……..