Osciloskops no vecā televizora

Internetā ir ievietotas dažādas instrukcijas, kā vecu (dažreiz daļēji nedarbīgu) televizoru pārvērst platekrāna osciloskopā. Šis raksts jums arī pateiks, kā izveidot pienācīgu elektronisko ierīci, izmantojot vienkāršu uzlabojumu, kuras kopējās izmaksas ir aptuveni 20 USD. Lai ievades signāls tiktu parādīts ekrānā un atskaņots caur televizora skaļruni, jums ir jāsamontē vienkārša ierīce, kas komutē novirzošās sistēmas barošanas ķēdi. Protams, jūs nevarat paplašināt liela frekvences spektru uz šāda instrumenta (faktiski 20-20000 kHz), taču ir pilnīgi iespējams izsekot zemfrekvences vibrācijām.

Televizora korpusā varat arī instalēt ierīces galvenos savienotājus un vadības elementus (par laimi, tas ļauj atbrīvot vietu). Piemēram, RCA savienotāja klātbūtne būs lieliska iespēja savienot iPod un vienlaikus atļaut maiņstrāvas barošanu no milivoltiem līdz simtiem voltu. Tuvumā varat novietot 1 mOhm izturības pretestību un 6 sekciju rotācijas slēdzi. Ar nelielu trimmeri būs ērti kontrolēt horizontālo slaucīšanas frekvenci, un ierīces ieslēgšanai ir piemērota spilgti sarkana poga.
Atliek piebilst, ka šī savienojuma shēma nav piemērota visiem televizoru modeļiem un ir noderīgāka cilvēkiem, kuri prot rīkoties ar shēmām un kuriem ir pieredze elektronikā. Bet pati ideja satur daudz interesantu punktu.

Drošības prasības

Aprakstītā projekta īstenošana ietver darbu blakus atvērtam televīzijas transformatoram un augstsprieguma kondensatoriem. Spriegums pie magnetrona sasniedz 120 kV! Lai izslēgtu nāvējoša elektriskās strāvas trieciena iespēju, stingri jāievēro atbilstoši drošības pasākumi. Pirmajam jebkuras darbības solim vajadzētu būt pilnīgai ierīces aptumšošanai. Šeit mēs nedrīkstam aizmirst par augstsprieguma kondensatoriem. Tāpēc augstsprieguma bloka aizsargapvalku noņem ļoti uzmanīgi. Ir svarīgi nesabojāt shēmas plates vadus un nepieskarties tā atvērtiem kontaktiem.
Tālāk jums jāpiespiež izlādēt lielas jaudas (50 V vai vairāk). To veic ar labi izolētu skrūvgriezi vai pinceti. Viņu kontakti ir noslēgti viens otram vai korpusam līdz pilnīgai izlādei. Neveiciet to uz iespiedshēmas plates, jo celiņi var izdegt. Veicot darbu vai pārbaudot ierīci, pārliecinieties, vai tuvumā ir kāds, kurš var piezvanīt ārstam vai sniegt pirmo palīdzību.

Darba princips

Televīzijas staru lampu (CRT) televizori un osciloskopi tiek uzskatīti par visvairāk maināmām ierīcēm. Arī televizora uztvērējs ir sarežģītāks nekā pamata laboratorijas osciloskops. Tās pārveidošanai ir pietiekami atbrīvoties no dažām tajā iestrādātajām televizora funkcijām un pievienot vienkāršu pastiprinātāju. Galu galā katra televizora ekrāna paplašināmā līnija rada elektronu staru, kuru ātri noskenē caur caurspīdīgo caurules luminiscējošās substrāta materiālu.
Uzlādētos elektronus kontrolē elektriskie un magnētiskie lauki, ko rada spoles, kas atrodas aiz caurules. Šie serdeņi ar stiepli novirza staru horizontālajā un vertikālajā plaknē, kontrolējot attēla atrašanās vietu ekrānā. Lai to noregulētu osciloskopa līnijas centrā, jums ar tiem jāveic daži pielāgojumi.
Mēs atgādinām, ka video signāls rada 32 kadrus sekundē, no kuriem katrs sastāv no diviem "savstarpēji savienotiem" attēliem (tas ir, tiek skenēti 64 kadri). NTSC standarts definē 525 līnijas ekrāna formātā, citiem standartiem ir nedaudz atšķirīgas vērtības. Tas nozīmē, ka, lai ekrānā varētu parādīties aizpildīts attēls, elektronu stars jānovirza vertikāli ik pēc 1/64 sekundes (frekvence 64 Hz) un horizontāli 1 / ((64x525) sekundes (frekvence 32000 Hz). Lai nodrošinātu šādas vērtības, horizontālā transformatora spriegums pārsniedz 15 000 voltus. Šajā gadījumā ierīce darbojas kā televizors un ekrānā izveido detalizētu attēlu.
Lai liktu viņam zīmēt attēlu uz ļoti plānas līnijas, kuru vertikāli noraida ieejas signāls, jums jāpielāgo ekrāna spoļu pagriezienu skaits. Ir arī svarīgi "strādāt" ar induktora spoli. Tās pretestība ir atkarīga no frekvences. Jo augstāka frekvence, jo grūtāk to parādīt ekrānā. Ja toroidālās serdes ārējais diametrs ir 10 mm un biezums ir 2 mm, I un III tinumam jābūt 100 apgriezieniem PELSHO 0,1 stieples un II tinumam - 30 pagriezieniem.
Ir arī vērts atcerēties, ka signāls televizorā ir matemātiski integrēts. Tas noved pie tā, ka ieejas taisnstūra vilnis ekrānā tiks parādīts trīsstūrveida, bet trīsstūrveida - sinusoīds. Tas attiecas tikai uz attēliem, bet ne uz skaņu. Sinusoidālie viļņi tiks parādīti bez kropļojumiem. Šī parādība nebūs tik pamanāma ļoti vecos televizoros, kas signāla neesamības gadījumā var parādīt baltu troksni vai zilu ekrānu un automātiski neizslēgt attēlu.

Lieko mezglu noņemšana

Mūsu gadījumā mēs izmantojām veco televīzijas uztvērēju ar 15 collu ekrānu un klasisko UHF / VHF uztvērēju. Lai izveidotu osciloskopu, tas nav nepieciešams, tāpēc skaņotāju var nekavējoties noņemt un aizmirst par tā esamību. Papildu moduļus var arī pakāpeniski izslēgt pa vienam, pārbaudot, vai televizors joprojām var darboties. Jums nepieciešama tikai galvenā tāfele un viss, kas ir savienots ar attēla mēģeni. Ir nepieciešams, lai tajā tiktu parādīts tikai balts troksnis vai zils ekrāns. No atlikušajām daļām jūs varat vienkārši atbrīvot kasti.
Pārveidotā televizora priekšpusē bija divi potenciometri. Viens no tiem kalpoja, lai ieslēgtu un regulētu skaļumu, bet otrs kontrolēja spilgtumu. Abas tika noņemtas: pirmo aizstāja ar strāvas slēdzi (liela sarkana poga), otro vajadzēja iestatīt uz maksimālu spilgtumu un fiksēt, lodējot ķēdē papildu pretestības. Jums nekavējoties jāpievērš uzmanība tam, ka ierīce ar iebūvētu skaļuma kontroli pārveidošanai nav piemērota. Tas pastiprina televizoram pievienoto signālu, un jums būs jāmeklē pastiprinātājs uz galvenās plates, un tas radīs papildu problēmas. Šajā posmā skaļruņus var arī izslēgt.

Novirzes sistēmas sagatavošana

Lai iegūtu osciloskopa attēlu kineskopa ekrānā, novirzošajām spolēm H un V būs jāpielieto ģenerētais kadra un horizontālā sinhronizācijas impulsu pastiprinātais signāls. Kā to iegūt, nedaudz vēlāk tiks izjaukts, un tagad ir jāsagatavo novirzīšanas sistēma. Spoles ir savienotas ar galveno dēli ar četrām tapām. Ir nepieciešams atvienot horizontālos, sarkanie un zilie vadi iet uz to. Pieslēdzot iPod vai datoru tieši pie šīm izejām, jūs varat iegūt mūzikas displeju caurules ekrānā. Vertikālajai spolei ir dzeltens un oranžs vads, bet, lai iegūtu 64 Hz skenēšanu, tie jāmaina uz horizontālu spoli.
Tagad jums jāatrod, kur spoles ir savienotas ar nelielu shēmas plati, kas atrodas caurules caurulē. Ja televizors nav ļoti jauns, no tiem uz galveno padomi ir tikai divas spoles un 4 vadi. Pretējā gadījumā būs vairāk spoļu, un šādā veidā izmaiņas nedarbosies. Neatsakieties no tā, ko sākāt, un jūs varat nedaudz eksperimentēt. Pa to laiku mēs pieņemam, ka vadi joprojām ir 4. Atliek rīkoties ar vadiem, kas iet uz cauruli. Saskaņā ar labās rokas likumu (F = qVxB), mēs noņemam vienu no tiem nejaušā secībā. Ja, ieslēdzot ierīci, ekrānā tiek parādīta horizontāla līnija, vertikālā spole tiek atspējota, ja tā ir vertikāla, tad otrādi. Testētājs atrod un marķē atbilstošos galus.
Tagad horizontālās spoles savienojuma vadi tiek noņemti no galvenās shēmas plates. Neaizmirstiet, ka jums būs jāsaskaras ar frekvenci 30 000 Hz un spriegumu, kas pārsniedz 15 000 voltus. Nākotnes osciloskops viņiem nav vajadzīgs. Pirms pieskaršanās tiem jābūt īsslēgtiem, pēc tam labi izolētiem un ievietotiem korpusa iekšpusē, lai pēc ierīces ieslēgšanas tie neko nepieskartos. Tātad 60 Hz vertikālās marķēšanas līnija ir gatava. Lai iegūtu tādu pašu horizontālo līniju 60 Hz, divi atlikušie vadi, kas iet uz vertikālo spoli, tiek pielodēti līdz horizontālajam. Un vertikālā būs osciloskopa ieeja, lai savienotu pastiprinātāja ķēdi.

Skenēšanas iestatīšana

Turpmākā darba daļa ir visbīstamākā, jo tā tiks veikta, kad ir pievienots spriegums. Esiet īpaši uzmanīgs! Mēs cenšamies savienot signāla avotu ar vertikālu novirzošu spoli (tā var būt MP3 atskaņotājs vai datora austiņu izeja). Lai ekrānā parādītu vienu frekvenci, mēģiniet radīt stabilu signālu. Kad televizors ir ieslēgts ar izolētu skrūvgriezi, pēc kārtas uzmanīgi pieskarieties augstsprieguma vadiem, noskaidrojot, kādas izmaiņas ekrānā tas izraisīs (jūsu palīgam tas jāuzmana vai jāizmanto liels spogulis).
Viens no tiem ietekmēs skenēšanas frekvenci. Uz tāfeles, kur tā nonāk, jums jālodē noregulēšanas pretestība (aptuveni 50–60 kOhm). Pārliecinoties, ka iekārta darbojas, varat noņemt iesaistītā rezistora rokturi no ierīces korpusa. Pat perfekti izpildīts horizontālās frekvences iestatījums neļaus jums redzēt augšējo diapazonu, bet ekrānā parādīs tikai ritināšanas viļņu formu. Varat arī pielāgot esošās gredzeniskās cilnes, kas atrodas ap caurules caurules šauro daļu. Parasti tie ir melni vai tumši pelēki un arī netieši kontrolē gala attēlu.

Ievades pieaugums

Viss, kas tika izdarīts līdz šim brīdim, ļāva mums izveidot labu ieejas signāla vizualizētāju. Pietiekami, lai savienotu iPod ligzdu ar vertikālās novirzes spoli, un ekrānā parādīsies skaņas mūzika. Bet, lai iegūtu īstu osciloskopu, jums ir nepieciešams papildu pastiprinātājs (varat to salikt tur, kur atradās izmestais UHF / VHF skaņotājs). Viņa ideja tika aizgūta no vairākām tematiskām vietnēm ar mērķi iegūt minimālas izmaksas un maksimālu efektivitāti. Par pamatu tika ņemta Pāvela Falstāda attīstība, un iesniegtā shēma bija modificēta divtaktu audio pastiprinātāja shēma.
Lai to ieviestu, mums nepieciešams: mikro montāža TL082, ieskaitot 2 op-ampērus, tranzistoru pāri (piemēram, 41НПН / 42ПНП), jaudas regulators LM317, rotācijas slēdzis "Pole", potenciometrs 1 mOhm, divi trimeri 10 kOhm, 4 diodes 1A, transformators 30 V maiņstrāva, elektrolīti 1000 μF 50 V, divi elektrolīti 470 μF 16 V un 5 rezistori (10 omi, 220 omi, 1 kOhm, 100 kOhm un 10 mOhm).
Pirmais op-amp kontrolē ieejas signāla pieaugumu pēc formulas R1 / R2, kur R1 ir rotācijas slēdža izvēlētā pretestība, R2 ir 1 m, katls. Teorētiski tas spēj pastiprināt ieejas signālu līdz 1 miljonam reižu (ar rotācijas slēdzi ir pieejams vismaz 1 oms). Otrais nodrošina, ka tranzistori saņem nepieciešamo spriegumu, lai atvērtu krustojumus, un kompensē izkropļojumus. Viņiem ir nepieciešams 0,7 V atvēršanai un 1,4 V pārslēgšanai.
Pabeigtajai ķēdei nepieciešama obligāta kalibrēšana. Strāvas regulators ir paredzēts 30 V atšķirībai, tāpēc op-amp parasti izvada + 15 / -15 V, bet labai filtrēšanai tā izvadei vajadzētu būt vairākiem voltiem mazākam par spriegumu, kas šķērso 1000 mikrofatru kapacitāti. Lai to izdarītu, ir trimmeris 1. Ķēdes izeja ir savienota ar horizontālu novirzes spoli. Mūzika, kas tiek nodota caur ķēdi, tiek “nogriezta” no augšas / apakšas. Lai no tā izvairītos, 2. trimmeris tiek noregulēts, līdz klipu augšējās daļas pieskaras ekrāna malām. Tas pazeminās spriegumu un neļaus tranzistoriem pārslogot ierīces RF ceļu (sadedzināt novirzes spoli).
Tagad televizora izejai var pievienot iebūvēto skaļruņu sistēmu. Pārmērīga tilpuma gadījumā tiek pievienota liela slodzes pretestība (piemēram, 10 omi 1 W), ja trūkst skaņas, slodzes pretestība tiek uzlikta uz novirzes spoles, pēc kuras tā tiek atkārtoti kalibrēta. Lai pasargātu sevi no pārmērīgiem kaitinošiem skaņas signāliem, skatot nepieciešamo ieejas signālu, skaļrunī varat uzstādīt slēdzi.

Montāža visi kopā

Papildu pastiprinātājs var radīt spēcīgu magnētisko lauku, tāpēc jums vajadzētu rūpēties par tā dizainu. Plātnei jābūt pēc iespējas kompaktai, ar īsiem vadiem un labu grupējumu. Viņai nav nepieciešams īpašs ekranējums, taču, lai izvairītos no traucējumiem ar citiem jūsu mājās esošajiem televizoriem, pārliecinieties, vai tas atrodas korpusā, neradot traucējumus galvenajiem mezgliem. Ārkārtējos gadījumos jūs varat izmantot koka vai plastmasas korpusu, iekšpusē salīmētu ar foliju.
Izjauktajā televizorā, noņemot analogo skaņotāju, tika atbrīvots pietiekami daudz vietas transformatora uzstādīšanai ar šādu dēli, un pat parādījās atvere barošanas slēdzim. Vēlams arī transformatora ekranējumu, lai netraucētu TV kanālus. Savienojiet spailes sinhronizācijas sprieguma un testa signāla pieslēgšanai pie plates tikai ar ekranētu vadu.
Pēc transformatora pievienošanas ķēdei attiecīgi pievienojiet S1 un S2, pa ieejas vadiem izlaidiet caur televizora uztvērēja caurumu, pievienojiet ķēdes izeju skaļrunim un noraidīšanas spoli. Visos vadošajos savienojumos izmantojiet minimālo stieples garumu, lai samazinātu ķēdes izkliedēto induktivitāti. Atliek atrast ērtu S1 un S2 uzstādīšanas vietu, aizvērt aizmugurējo vāciņu un turpināt testa braucienu.

Ierīces veiktspējas pārbaude

Pēc savas funkcionalitātes samontētais osciloskops ir tālu no cienīgiem laboratorijas modeļiem, taču tas ir neaizstājams izmantošanai vienkāršos projektos, kur vēlaties redzēt viļņu formu. Arī noteiktam jaunumam ir spēja dzirdēt pētāmo signālu, it īpaši, ja tiek saņemta atgriezeniskā saite, kas atgādina “zīmes”. Šajā piemērā mēs varam novērot signāla izmaiņas, ko izraisa parasta stieples spole, kad tā atrodas patvaļīgā vietā, virs instrumenta iekšējā transformatora un kad tā atrodas virs klēpjdatora procesora.
Iespēja pastiprināt ienākošo signālu ir lieliska īpašība, ja jums nav nepieciešami tā absolūti precīzi parametri. Līdz šim ar pietiekamu kļūdu var noteikt 60 Hz frekvences troksni, ko pastiprina ķēde. Bet šī parādība izraisa arī ievades vada nomaldīto induktivitāti. Traucējumus var samazināt tikai visu ķēdes daļu ekranēts zemējums.
Demonstrētā spole ar vadu, kas savienots ar ierīces ieeju, ļauj izmantot lielu induktivitāti ar spēcīgu pastiprinājumu. Viņa var noteikt enerģijas avotus vairākiem metriem, virzot spoli transformatoru virzienā un pēc tam vizuāli redzēt viņu darbu. Varat arī noteikt procesora atrašanās vietu sarežģītā ierīcē. Jūs varat izmantot spoli kā induktīvo mikrofonu, novietojot to pie skaļruņa, kas atskaņo mūziku. Skaļruņa spoles reproducētais magnētiskais lauks tiks noteikts un pastiprināts izveidotajā ierīcē, pēc kura atskaņotā mūzika tiks atspoguļota osciloskopa caurulē.
Jūs varat vizuāli apskatīt ierīcē un interneta kanāla darbību. Tam kā ieejas signālu tika izmantota speciāla mājas līnija (120 VAC), un, parādot savu “attēlu”, ierīce joprojām darbojas.
Oriģināls raksts angļu valodā