Pocket Signal Visualizer (Pocket Oscilloscope): 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hej allesammen, Vi laver alle så mange ting hver dag. Til hvert arbejde der, hvor der er brug for nogle værktøjer. Det er til fremstilling, måling, efterbehandling osv. Så for elektroniske arbejdere har de brug for værktøjer som loddejern, multi-meter, oscilloskop osv. På denne liste er oscilloskopet et hovedværktøj til at se signalet og måle dets egenskaber. Men hovedproblemet med oscilloskopet er, at det er tungt, komplekst og dyrt. Så dette mærke, det skal være en drøm for elektronikbegyndere. Så ved dette projekt ændrer jeg hele oscilloskop -konceptet og laver et mindre, som er overkommeligt for begyndere. Det betyder her, at jeg lavede et lille lille oscilloskop i lommeformat med navnet "Pocket Signal Visualizer". Den har et 2,8 "TFT-display til at trække signalet i indgangen og en Li-ion-celle til at gøre det til at være en bærbar. Det er i stand til at se op til 1MHz, 10V amplitude signal. Så dette fungerer som en lille skaleret version af vores originale professionelle oscilloskop. Dette lommeoscilloskop gør alle mennesker tilgængelige for oscilloskopet.

Hvordan er det ? Hvad er din mening ? Kommenter til mig.

For flere detaljer om dette projekt, besøg min BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Dette projekt får en initiering fra et lignende projekt på det givne websted ved navn bobdavis321.blogspot.com

Forbrugsvarer

• ATMega 328 mikrokontroller
• ADC -chip TLC5510
• 2,8 "TFT -skærm
• Li-ion-celle
• IC'er angivet i kredsløbsdiagrammet
• Kondensatorer, modstande, dioder osv. Angivet i kredsløbsdiagrammet
• Kobberbeklædt, loddetråd
• Små emaljerede kobbertråde
• Push butt switches osv.

For detaljeret komponentliste, se kredsløbsdiagrammet. Billeder gives i det næste trin.

Trin 1: Vigtige værktøjer

Her koncentrerede projektet sig hovedsageligt om den elektroniske side. Så de værktøjer, der hovedsageligt bruges, er de elektroniske værktøjer. De værktøjer, jeg har brugt, er angivet nedenfor. Du vælger dine foretrukne værktøjer.

Mikroloddejern, SMD-aflodningsstation, Multi-meter, Oscilloskop, Pincet, skruetrækkere, tang, hack-sav, filer, håndboremaskiner osv.

Værktøjsbillederne er angivet ovenfor.

Trin 2: Fuld plan

Min plan er at lave et bærbart lommeoscilloskop, som er i stand til at vise alle typer bølger. Først forbereder jeg printkortet og derefter omslutter det i et kabinet. Til kabinettet bruger jeg en lille foldbar sminkeboks. Den foldbare ejendom øger denne enheds fleksibilitet. Displayet er i den første del og tavlen og kontrolkontakterne i den næste halvdel. PCB er opdelt i to stykker som frond end PCB og main PCB. Oscilloskopet er et foldbart, så jeg bruger en automatisk ON/OFF -kontakt til det. Den tændes, når den åbnes, og den slukker automatisk, når den lukker. Li-ion-cellen placeres under PCB'erne. Dette er min plan. Så først laver jeg de to printkort. Alle de anvendte komponenter er SMD -varianterne. Det reducerer PCB -størrelsen drastisk.

Trin 3: Kredsløbsdiagram

Hele kredsløbsdiagrammet er angivet ovenfor. Det er opdelt i to separate kredsløb som frond-end og hovedkort. Kredsløbene er komplekse, fordi de indeholder mange IC'er og andre passive komponenter. I frontenden er hovedkomponenterne inputdæmpningssystemet, inputvalgsmultiplexeren og inputbufferen. Inputdæmperen bruges til at konvertere forskellige indgangsspændinger til en ønsket udgangsspænding til oscilloskopet, det skaber dette oscilloskop, der er i stand til at arbejde ved et bredt spektrum af indgangsspændinger. Det fremstilles ved hjælp af resistiv potentialdeler, og kondensatoren er forbundet parallelt med hver modstand for at øge frekvensresponsen (kompenseret dæmper). Input -valgmultiplexeren fungerer som en drejekontakt for at vælge en indgang fra forskellige input fra dæmperen, men her vælges multiplexer -input af digitale data fra hovedprocessoren. Bufferen bruges til at øge indgangssignalets effekt. Det er designet ved at bruge en op-amp i spændingsfølger-konfiguration. Det reducerer signalets belastningseffekt på grund af de resterende dele. Disse er hoveddelene af frondenden.

For flere detaljer besøg min BLOG, Hovedkortet indeholder de andre digitale behandlingssystemer. Den indeholder hovedsageligt en Li-ion oplader, Li-ion beskyttelseskredsløb, 5V boost-konverter, -ve spændingsgenerator, USB-interface, ADC, højfrekvent ur og den vigtigste mikrokontroller. Li-ion oplader kredsløb bruges til at oplade Li-ion cellen fra den gamle mobiltelefon på en effektiv og intelligent måde. Det bruger TP 4056 IC til at oplade cellen fra 5V fra mikro-USB-porten. Det forklarede detaljeret i min tidligere BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Det næste er Li-ion-beskyttelseskredsløbet. Det bruges til at beskytte cellen mod kortslutning, overopladning osv. Det forklarer i min tidligere BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. Den næste er 5V boost -konverteren. Det bruges til at konvertere 3,7 V cellespændingen til 5V for bedre drift af de digitale kredsløb. Kredsløbsdetaljerne forklares i min tidligere BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. V -spændingsgeneratoren bruges til at generere en -ve 3.3V til op -amp -arbejdet. Det genereres ved hjælp af et ladningspumpekredsløb. Det er designet ved hjælp af en 555 IC. Det er kablet som en oscillator til at oplade og aflade kondensatorerne i ladningspumpekredsløbet. Det er meget godt til applikationer med lav strøm. USB-interfacet forbinder pc'en med vores oscilloskopmikrokontroller til firmware-ændringer. Den indeholder en enkelt IC til denne proces ved navn CH340. ADC konverterer det analoge indgangssignal til den digitale form, der er egnet til mikrokontrolleren. Den ADC IC, der bruges her, er TLC5510. Det er en high speed semi-flash type ADC. Det er i stand til at arbejde med høje samplingshastigheder. Højfrekvent urkredsløb arbejder med 16 MHz frekvens. Det giver nødvendige kloksignaler til ADC -chippen. Det er designet ved hjælp af en NOT gate IC og krystallen på 16 MHZ og nogle passive komponenter. Det forklarer detaljeret i min BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Den vigtigste mikrokontroller, der bruges her, er ATMega328 AVR mikrokontroller. Det er hjertet i dette kredsløb. Det indsamler og gemmer data fra ADC. Derefter driver det TFT -displayet for at vise indgangssignalet. Inputkontrolkontakterne er også forbundet til ATMega328. Dette er den grundlæggende hardwareopsætning.

For flere detaljer om kredsløbet og dets design, besøg min BLOG, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Trin 4: PCB -design

Her bruger jeg kun SMD -komponenter til hele kredsløbet. Så designet og den videre proces er lidt komplekse. Her er kredsløbsdiagrammet og PCB -layoutet oprettet ved hjælp af EasyEDA online platformen. Det er en meget god platform, der indeholder alle komponentbibliotekerne. De to printkort er oprettet separat. De ubrugte rum i printkortene er dækket med jordforbindelse for at undgå uønskede støjproblemer. Kobbersporstykkelsen er meget lille, så brug en printer af god kvalitet til at udskrive layoutet, ellers får nogle spor dis-kontinuiteter. Den trinvise fremgangsmåde er givet nedenfor,

• Udskriv printkortdesignet (2/3 kopier) på et foto/blankt papir (brug printer af god kvalitet)
• Scan PCB-layoutet for eventuelle dis-kontinuiteter i kobbersporet
• Vælg et godt PCB -layout, der ikke har nogen fejl
• Klip layoutet ved hjælp af en saks

Layoutdesignfilerne er angivet nedenfor.

Trin 5: Forberedelse af kobber

Til PCB-fremstilling bruger jeg enkeltsidet kobberbeklædning. Dette er det vigtigste råmateriale i PCB -fremstillingen. Så vælg en kobberbeklædning af god kvalitet. Trinvis fremgangsmåde er givet nedenfor,

• Tag en kobberbeklædning af god kvalitet
• Marker dimensionen af PCB-layoutet i kobberbeklædningen ved hjælp af en markør
• Skær den kobberbeklædte gennem markeringerne ved hjælp af en hacksavsblad
• Glat printets skarpe kanter ved hjælp af sandpapir eller en fil
• Rengør kobbersiden med et sandpapir, og fjern støvet

Trin 6: Toneoverførsel

Her i dette trin overfører vi PCB-layoutet til kobberbeklædningen ved hjælp af varmeoverførselsmetoden. Til varmeoverførselsmetoden bruger jeg en jernkasse som varmekilde. Proceduren er angivet nedenfor,

• Placer først PCB-layoutet i kobberbeklædningen i en orientering, hvor layout vender mod kobbersiden
• Fix layoutet i sin position ved hjælp af bånd
• Dæk hele opsætningen med et hvidt papir
• Påfør jernkassen på kobbersiden i ca. 10-15 minutter
• Efter opvarmning vent lidt tid på afkøling
• Læg printkortet med papir i et krus vand
• Fjern derefter papiret fra printkortet med forsigtighed (gør det langsomt)
• Iagttag det derefter og sørg for, at det ikke har fejl

Trin 7: Ætsning og rengøring

Det er en kemisk proces til fjernelse af uønsket kobber fra kobberbeklædningen baseret på PCB -layoutet. Til denne kemiske proces har vi brug for ferrichloridopløsning (ætsning). Opløsningen opløser det ikke -maskerede kobber i opløsningen. Så ved denne proces får vi et printkort som i PCB -layoutet. Proceduren for denne proces er givet nedenfor.

• Tag det maskerede PCB, som er udført i det foregående trin
• Tag ferrichloridpulver i en plastikæske, og opløs det i vandet (mængden af pulver bestemmer koncentrationen, højere koncentration fastgør processen, men engang skader det PCB, der anbefales, er en medium koncentration)
• Fordyb det maskerede PCB i opløsningen
• Vent nogle timer (tjek regelmæssigt, at ætsningen er gennemført eller ej) (sollys fastgør også processen)
• Efter en vellykket ætsning fjernes masken ved hjælp af sandpapir
• Glat kanterne igen
• Rengør printkortet

Vi lavede PCB -fremstillingen

Trin 8: Lodning

SMD -lodning er lidt sværere end den almindelige lodning. Hovedværktøjerne til dette job er en pincet og en varmluftspistol eller mikro-loddejern. Indstil varmluftspistolen til 350C temp. Overophedning beskadiger komponenterne i nogen tid. Så påfør kun begrænset mængde varme til printkortet. Proceduren er angivet nedenfor.

• Rengør printet ved hjælp af PCB-rengøringsmiddel (iso-propylalkohol)
• Påfør loddemasse på alle elektroderne i printkortet
• Placer alle komponenterne på dens pude ved hjælp af en pincet baseret på kredsløbsdiagrammet
• Dobbelttjek, at alle komponenternes position er korrekte eller ej
• Påfør varmluftspistol ved lav lufthastighed (høj hastighed forårsager fejlindstilling af komponenterne)
• Sørg for, at alle forbindelser er gode
• Rengør printkortet ved hjælp af IPA (PCB cleaner) løsning
• Vi udførte lodningsprocessen med succes

Videoen om SMD -lodning er givet ovenfor. Se den venligst.

Trin 9: Sidste samling

Her i dette trin samler jeg hele delene til et enkelt produkt. Jeg gennemførte PCB'erne i de foregående trin. Her placerer jeg de 2 print i makeupboksen. I oversiden af makeupboksen placerer jeg LCD -skærmen. Til dette bruger jeg nogle skruer. Derefter placerer jeg printkortene i den nederste del. Her bruges også nogle skruer til montering af printkortene på plads. Li-ion batteriet er placeret under hovedkortet. Kontrolkontakten PCB placeres over batteriet ved hjælp af dobbeltsidet tape. Kontrolkontakten PCB er hentet fra en gammel Walkman PCB. PCB'erne og LCD -skærmen forbindes ved hjælp af små emaljerede kobbertråde. Det er fordi det er mere fleksibelt end almindelig ledning. Den automatiske tænd/sluk -kontakt er tilsluttet tæt på foldesiden. Så når vi foldede oversiden, er det slukning af oscilloskopet. Dette er samlingsdetaljerne.

Trin 10: Færdig produkt

Ovenstående billeder viser mit færdige produkt.

Det er i stand til at måle sinus, firkantede, trekantede bølger. Oscilloskopets prøvekørsel vises i videoen. Se det. Dette er meget nyttigt for alle, der kan lide Arduino. Jeg kan virkelig godt lide det. Dette er et fantastisk produkt. Hvad er din mening? Kommenter mig venligst.

Hvis du kan lide det, kan du støtte mig.

For flere detaljer om kredsløbet Besøg min BLOG -side. Link givet nedenfor.

For flere interessante projekter, besøg mine YouTube-, instruktions- og blogsider.

Tak fordi du besøger min projektside.

Farvel.

Vi ses……..