Οπτικοποιητής σήματος τσέπης (παλμογράφος τσέπης): 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Γεια σε όλους, Όλοι κάνουμε τόσα πολλά πράγματα κάθε μέρα. Για κάθε εργασία εκεί όπου χρειάζονται κάποια εργαλεία. Αυτό είναι για την κατασκευή, τη μέτρηση, το φινίρισμα κλπ. Έτσι για τους ηλεκτρονικούς εργαζόμενους, χρειάζονται εργαλεία όπως συγκολλητικό σίδερο, πολύμετρο, παλμογράφο κ.λπ. Σε αυτήν τη λίστα, ο παλμογράφος είναι ένα κύριο εργαλείο για να δείτε το σήμα και να μετρήσετε τα χαρακτηριστικά του. Αλλά το κύριο πρόβλημα με τον παλμογράφο είναι ότι είναι βαρύ, περίπλοκο και δαπανηρό. Έτσι, αυτό το όνειρο για αρχάριους ηλεκτρονικών ειδών. Έτσι, με αυτό το έργο αλλάζω ολόκληρη την έννοια του παλμογράφου και κάνω ένα μικρότερο που είναι προσιτό για αρχάριους. Αυτό σημαίνει ότι εδώ έφτιαξα ένα φορητό μικροσκοπικό παλμογράφο μεγέθους τσέπης με το όνομα "Pocket Signal Visualizer". Διαθέτει οθόνη TFT 2,8 "για αντλία του σήματος στην είσοδο και κυψέλη ιόντων λιθίου για να είναι φορητή. Είναι ικανός να βλέπει σήμα πλάτους έως 1MHz, 10V. Έτσι, αυτό λειτουργεί ως μια μικρή κλίμακα έκδοση του αρχικού επαγγελματικού μας παλμογράφου. Αυτός ο παλμογράφος τσέπης κάνει όλους τους ανθρώπους προσβάσιμους στον παλμογράφο.

Πως είναι ? Ποιά είναι η γνώμη σου ? Σχολιάστε μου.

Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτό το έργο επισκεφθείτε το BLOG μου, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Αυτό το έργο λαμβάνει μια μύηση από ένα παρόμοιο έργο στον συγκεκριμένο ιστότοπο που ονομάζεται bobdavis321.blogspot.com

Προμήθειες

• Μικροελεγκτής ATMega 328
• Τσιπ ADC TLC5510
• Οθόνη TFT 2,8"
• Κύτταρο ιόντων λιθίου
• IC που δίνονται στο διάγραμμα κυκλώματος
• Πυκνωτές, αντιστάσεις, δίοδοι κ.λπ. που δίνονται στο διάγραμμα κυκλώματος
• Επικαλυμμένο με χαλκό, σύρμα συγκόλλησης
• Μικρά εμαγιέ σύρματα χαλκού
• Διακόπτες push push κ.λπ.

Για λεπτομερή λίστα σοφών εξαρτημάτων, παρατηρήστε το διάγραμμα κυκλώματος. Οι εικόνες δίνονται στο επόμενο βήμα.

Βήμα 1: Βασικά εργαλεία

Εδώ το έργο επικεντρώθηκε κυρίως στην ηλεκτρονική πλευρά. Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται κυρίως είναι τα ηλεκτρονικά εργαλεία. Τα εργαλεία που χρησιμοποιώ παρατίθενται παρακάτω. Επιλέγετε τα αγαπημένα σας εργαλεία.

Μικρό συγκολλητικό σίδερο, σταθμός αποκόλλησης SMD, πολυμέτρα, παλμογράφο, τσιμπιδάκια, κατσαβίδια, πένσες, πριόνι, αρχεία, τρυπάνι χειρός κ.λπ.

Οι εικόνες των εργαλείων δίνονται παραπάνω.

Βήμα 2: Πλήρες σχέδιο

Το σχέδιό μου είναι να φτιάξω ένα φορητό παλμογράφο τσέπης, το οποίο να μπορεί να εμφανίζει όλα τα είδη κυμάτων. Πρώτα ετοιμάζω το PCB και μετά το περικλείω σε ένα περίβλημα. Για το περίβλημα χρησιμοποιώ ένα μικρό πτυσσόμενο κουτί μακιγιάζ. Η αναδιπλούμενη ιδιότητα αυξάνει την ευελιξία αυτής της συσκευής. Η οθόνη είναι στο πρώτο μέρος και ο πίνακας και οι διακόπτες χειριστηρίου στο επόμενο μισό. Το PCB χωρίζεται σε δύο τεμάχια ως εξωτερικό PCB και κύριο PCB. Το παλμογράφο είναι αναδιπλούμενο, οπότε χρησιμοποιώ αυτόματο διακόπτη ON/OFF για αυτό. Ενεργοποιείται όταν ανοίγει και κλείνει αυτόματα όταν κλείνει. Το κελί ιόντων λιθίου τοποθετείται κάτω από τα PCB. Αυτό είναι το σχέδιό μου. Έτσι, πρώτα φτιάχνω τα δύο PCB. Όλα τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται είναι οι παραλλαγές SMD. Μειώνει δραστικά το μέγεθος του PCB.

Βήμα 3: Διάγραμμα κυκλώματος

Το διάγραμμα πλήρους κυκλώματος δίνεται παραπάνω. Είναι χωρισμένο σε δύο ξεχωριστά κυκλώματα ως εξωτερικό και κύριο PCB. Τα κυκλώματα είναι πολύπλοκα, επειδή περιέχουν πολλά IC και άλλα παθητικά συστατικά. Στο εξωτερικό μέρος τα κύρια στοιχεία είναι το σύστημα εξασθένησης εισόδου, ο πολυπλέκτης επιλογής εισόδου και το ρυθμιστικό εισόδου. Ο εξασθενητής εισόδου χρησιμοποιείται για τη μετατροπή διαφορετικής τάσης εισόδου σε επιθυμητή τάση εξόδου για τον παλμογράφο, δημιουργεί αυτό τον παλμογράφο ικανό να λειτουργεί σε μεγάλο εύρος τάσεων εισόδου. Κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας διαχωριστικό δυναμικού αντίστασης και ο πυκνωτής συνδέεται παράλληλα με κάθε αντίσταση για να αυξήσει την απόκριση συχνότητας (αντισταθμισμένος εξασθενητής). Ο πολυπλέκτης επιλογής εισόδου λειτουργεί σαν περιστροφικός διακόπτης για να επιλέξετε μία είσοδο από διαφορετική είσοδο από τον εξασθενητή, αλλά εδώ η είσοδος πολυπλέκτη επιλέγεται με ψηφιακά δεδομένα από τον κύριο επεξεργαστή. Το buffer χρησιμοποιείται για να αυξήσει την ισχύ του σήματος εισόδου. Έχει σχεδιαστεί με τη χρήση ενός op-amp στη διαμόρφωση παρακολούθησης τάσης. Μειώνει την επίδραση φόρτωσης του σήματος λόγω των υπόλοιπων τμημάτων. Αυτά είναι τα κύρια μέρη του άκρου του frond.

Για περισσότερες λεπτομέρειες, επισκεφθείτε το BLOG μου, Το κύριο PCB περιέχει τα άλλα συστήματα ψηφιακής επεξεργασίας. Περιέχει κυρίως φορτιστή ιόντων λιθίου, κύκλωμα προστασίας ιόντων λιθίου, μετατροπέα ενίσχυσης 5V, γεννήτρια τάσης -ve, διεπαφή USB, ADC, ρολόι υψηλής συχνότητας και τον κύριο μικροελεγκτή. Το κύκλωμα φορτιστή ιόντων λιθίου χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της κυψέλης ιόντων λιθίου από το παλιό κινητό τηλέφωνο με αποτελεσματικό και έξυπνο τρόπο. Χρησιμοποιεί το TP 4056 IC για να φορτίσει το κελί από τα 5V από τη θύρα micro-USB. Εξήγησε λεπτομερώς στο προηγούμενο BLOG μου, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html. Το επόμενο είναι το κύκλωμα προστασίας ιόντων λιθίου. Χρησιμοποιείται για την προστασία του κυττάρου από βραχυκύκλωμα, υπερφόρτιση κ.λπ. Το Ο επόμενος είναι ο μετατροπέας ενίσχυσης 5V. Χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της τάσης κυψέλης 3,7 V σε 5V για καλύτερη λειτουργία των ψηφιακών κυκλωμάτων. Οι λεπτομέρειες του κυκλώματος εξηγούνται στο προηγούμενο BLOG, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html. Η γεννήτρια τάσης -ve χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει -ve 3.3V για την λειτουργία του op -amp. Παράγεται χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα αντλίας φόρτισης. Έχει σχεδιαστεί με χρήση 555 IC. Συνδέεται ως ταλαντωτής για τη φόρτιση και την εκφόρτιση των πυκνωτών στο κύκλωμα της αντλίας φόρτισης. Είναι πολύ καλό για χαμηλή τρέχουσα εφαρμογή. Η διασύνδεση USB συνδέει τον υπολογιστή με τον μικροελεγκτή παλμογράφου μας για τροποποιήσεις υλικολογισμικού. Περιέχει ένα μόνο IC για αυτή τη διαδικασία που ονομάζεται CH340. Το ADC μετατρέπει το αναλογικό σήμα εισόδου σε ψηφιακή μορφή κατάλληλη για τον μικροελεγκτή. Το IC ADC που χρησιμοποιείται εδώ είναι το TLC5510. Είναι υψηλής ταχύτητας ADC τύπου ημιφλας. Είναι σε θέση να λειτουργήσει σε υψηλά ποσοστά δειγματοληψίας. Το κύκλωμα ρολογιού υψηλής συχνότητας λειτουργεί σε συχνότητα 16 MHz. Παρέχει τα απαραίτητα σήματα ρολογιού για το τσιπ ADC. Σχεδιάστηκε χρησιμοποιώντας ένα IC πύλης NOT και τον κρύσταλλο 16 MHZ και μερικά παθητικά εξαρτήματα. Εξηγείται λεπτομερώς στο BLOG μου, https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html. Ο κύριος μικροελεγκτής που χρησιμοποιείται εδώ είναι ο μικροελεγκτής ATMega328 AVR. Είναι η καρδιά αυτού του κυκλώματος. Καταγράφει και αποθηκεύει τα δεδομένα από το ADC. Στη συνέχεια, οδηγεί την οθόνη TFT για να εμφανίσει το σήμα εισόδου. Οι διακόπτες ελέγχου εισόδου συνδέονται επίσης με το ATMega328. Αυτή είναι η βασική ρύθμιση υλικού.

Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το κύκλωμα και τον σχεδιασμό του, επισκεφθείτε το BLOG μου, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

Βήμα 4: Σχεδιασμός PCB

Εδώ χρησιμοποιώ μόνο εξαρτήματα SMD για ολόκληρο το κύκλωμα. Έτσι, ο σχεδιασμός και η περαιτέρω διαδικασία είναι λίγο πολύπλοκες. Εδώ δημιουργείται το διάγραμμα κυκλώματος και η διάταξη PCB χρησιμοποιώντας την ηλεκτρονική πλατφόρμα EasyEDA. Είναι μια πολύ καλή πλατφόρμα που περιέχει όλες τις βιβλιοθήκες συστατικών. Τα δύο PCB δημιουργούνται ξεχωριστά. Οι αχρησιμοποίητοι χώροι στα PCB καλύπτονται με σύνδεση γραμμής γείωσης για να αποφευχθούν ανεπιθύμητα προβλήματα θορύβου. Το πάχος του ίχνους χαλκού είναι πολύ μικρό, οπότε χρησιμοποιήστε έναν εκτυπωτή καλής ποιότητας για να εκτυπώσετε τη διάταξη, διαφορετικά κάποια ίχνη αποκτούν ασυνέχειες. Η βήμα προς βήμα διαδικασία δίνεται παρακάτω,

• Εκτυπώστε το σχέδιο PCB (2/3 αντίγραφα) σε φωτογραφία/γυαλιστερό χαρτί (χρησιμοποιήστε εκτυπωτή καλής ποιότητας)
• Σάρωση της διάταξης PCB για τυχόν ασυνέχειες στο ίχνος χαλκού
• Επιλέξτε μια καλή διάταξη PCB που δεν έχει ελαττώματα
• Κόψτε τη διάταξη χρησιμοποιώντας ένα ψαλίδι

Τα αρχεία σχεδίασης διάταξης δίνονται παρακάτω.

Βήμα 5: Προετοιμασία χαλκού

Για την κατασκευή PCB χρησιμοποιώ μονόπλευρη επένδυση χαλκού. Αυτή είναι η κύρια πρώτη ύλη της κατασκευής PCB. Επιλέξτε λοιπόν μια καλής ποιότητας χαλκοφορεμένη. Η βήμα προς βήμα διαδικασία δίνεται παρακάτω,

• Πάρτε μια καλής ποιότητας χαλκοφορεμένη
• Σημειώστε τη διάσταση της διάταξης PCB στην επίστρωση χαλκού χρησιμοποιώντας ένα δείκτη
• Κόψτε το χαλκό με τα σημάδια χρησιμοποιώντας μια λεπίδα πριονιού
• Λειάνετε τις αιχμηρές άκρες του PCB χρησιμοποιώντας γυαλόχαρτο ή ένα αρχείο
• Καθαρίστε την πλευρά του χαλκού χρησιμοποιώντας γυαλόχαρτο και αφαιρέστε τις σκόνες

Βήμα 6: Μεταφορά τόνου

Εδώ σε αυτό το βήμα μεταφέρουμε τη διάταξη PCB στην επίστρωση χαλκού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο μεταφοράς θερμότητας. Για τη μέθοδο μεταφοράς θερμότητας χρησιμοποιώ ένα σιδερένιο κουτί ως πηγή θερμότητας. Η διαδικασία δίνεται παρακάτω,

• Πρώτα τοποθετήστε τη διάταξη PCB στην επίστρωση χαλκού σε έναν προσανατολισμό στον οποίο η διάταξη βλέπει προς την πλευρά του χαλκού
• Διορθώστε τη διάταξη στη θέση της χρησιμοποιώντας ταινίες
• Καλύψτε ολόκληρη τη ρύθμιση χρησιμοποιώντας ένα λευκό χαρτί
• Εφαρμόστε το σιδερένιο κουτί στην πλευρά του χαλκού για περίπου 10-15 λεπτά
• Μετά τη θέρμανση περιμένετε λίγο να κρυώσει
• Βάλτε το PCB με χαρτί σε μια κούπα νερό
• Στη συνέχεια, αφαιρέστε το χαρτί από το PCB χρησιμοποιώντας το χέρι με προσοχή (το κάνετε αργά)
• Στη συνέχεια, παρατηρήστε το και βεβαιωθείτε ότι δεν έχει ελαττώματα

Βήμα 7: Χάραξη και καθαρισμός

Είναι μια χημική διαδικασία για την αφαίρεση του ανεπιθύμητου χαλκού από την επένδυση χαλκού με βάση τη διάταξη PCB. Για αυτή τη χημική διαδικασία χρειαζόμαστε διάλυμα χλωριούχου σιδήρου (διάλυμα χάραξης). Το διάλυμα διαλύει τον μη καλυμμένο χαλκό στο διάλυμα. Έτσι, με αυτήν τη διαδικασία παίρνουμε ένα PCB όπως στη διάταξη PCB. Η διαδικασία αυτής της διαδικασίας δίνεται παρακάτω.

• Πάρτε το καλυμμένο PCB που έγινε στο προηγούμενο βήμα
• Πάρτε σκόνη χλωριούχου σιδήρου σε πλαστικό κουτί και διαλύστε το στο νερό (η ποσότητα σκόνης καθορίζει τη συγκέντρωση, υψηλότερη συγκέντρωση στερεώνει τη διαδικασία, αλλά κάποια στιγμή βλάπτει το συνιστώμενο PCB είναι μέτρια συγκέντρωση)
• Βυθίστε το καλυμμένο PCB στο διάλυμα
• Περιμένετε μερικές ώρες (ελέγχετε τακτικά την εγχάραξη ή όχι) (το φως του ήλιου επίσης στερεώνει τη διαδικασία)
• Αφού ολοκληρώσετε μια επιτυχημένη χάραξη, αφαιρέστε τη μάσκα χρησιμοποιώντας χαρτί άμμου
• Λειάνετε ξανά τις άκρες
• Καθαρίστε το PCB

Κάναμε την κατασκευή PCB

Βήμα 8: Συγκόλληση

Η συγκόλληση SMD είναι λίγο πιο δύσκολη από τη συνηθισμένη συγκόλληση μέσω οπών. Τα κύρια εργαλεία για αυτή τη δουλειά είναι ένα τσιμπιδάκι και ένα πιστόλι ζεστού αέρα ή ένα μικρό κολλητήρι. Ρυθμίστε το πιστόλι θερμού αέρα στους 350C. Η υπερθέρμανση προκαλεί ζημιά στα εξαρτήματα. Εφαρμόστε λοιπόν περιορισμένη ποσότητα θερμότητας στο PCB. Η διαδικασία δίνεται παρακάτω.

• Καθαρίστε το PCB χρησιμοποιώντας καθαριστικό PCB (ισοπροπυλική αλκοόλη)
• Εφαρμόστε κόλλα συγκόλλησης σε όλα τα τακάκια του PCB
• Τοποθετήστε όλα τα εξαρτήματα στο μαξιλάρι του χρησιμοποιώντας τσιμπιδάκια βασισμένα στο διάγραμμα κυκλώματος
• Ελέγξτε ξανά ότι όλες οι θέσεις των εξαρτημάτων είναι σωστές ή όχι
• Εφαρμόστε πιστόλι θερμού αέρα σε χαμηλή ταχύτητα αέρα (η υψηλή ταχύτητα προκαλεί εσφαλμένη ευθυγράμμιση των εξαρτημάτων)
• Βεβαιωθείτε ότι όλες οι συνδέσεις είναι καλές
• Καθαρίστε το PCB χρησιμοποιώντας λύση IPA (καθαριστικό PCB)
• Κάναμε τη διαδικασία συγκόλλησης με επιτυχία

Το βίντεο σχετικά με τη συγκόλληση SMD δίνεται παραπάνω. Παρακαλώ δείτε το.

Βήμα 9: Τελική συναρμολόγηση

Εδώ σε αυτό το βήμα συγκεντρώνω ολόκληρα τα μέρη σε ένα μόνο προϊόν. Ολοκλήρωσα τα PCB στα προηγούμενα βήματα. Εδώ τοποθετώ τα 2 PCB στο κουτί μακιγιάζ. Στην επάνω πλευρά του κουτιού μακιγιάζ τοποθετώ την οθόνη LCD. Για αυτό, χρησιμοποιώ μερικές βίδες. Στη συνέχεια, τοποθετώ τα PCB στο κάτω μέρος. Εδώ χρησιμοποιήθηκαν επίσης μερικές βίδες για την τοποθέτηση των PCB στη θέση τους. Η μπαταρία ιόντων λιθίου τοποθετείται κάτω από το κύριο PCB. Το PCB του διακόπτη ελέγχου τοποθετείται πάνω από την μπαταρία χρησιμοποιώντας ταινία διπλής όψης. Ο διακόπτης ελέγχου PCB προέρχεται από ένα παλιό PCB Walkman. Τα PCB και η οθόνη LCD συνδέονται χρησιμοποιώντας μικρά εμαγιέ καλώδια χαλκού. Είναι επειδή είναι πιο εύκαμπτο από το συνηθισμένο σύρμα. Ο αυτόματος διακόπτης ενεργοποίησης/απενεργοποίησης συνδέεται κοντά στην πτυσσόμενη πλευρά. Έτσι, όταν διπλώσαμε την επάνω πλευρά, κλείνει ο παλμογράφος. Αυτές είναι οι λεπτομέρειες συναρμολόγησης.

Βήμα 10: Τελικό προϊόν

Οι παραπάνω εικόνες δείχνουν το τελικό προϊόν μου.

Είναι ικανό να μετρήσει ημιτόνια, τετράγωνα, τριγωνικά κύματα. Η δοκιμαστική δοκιμασία παλμογράφου εμφανίζεται στο βίντεο. Δες το. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο για όλους όσους αγαπούν το Arduino. Μου αρέσει πάρα πολύ. Αυτό είναι ένα φοβερό προϊόν. Ποιά είναι η γνώμη σου? Παρακαλώ σχολιάστε με.

Αν σας αρέσει, στηρίξτε με.

Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το κύκλωμα, επισκεφθείτε τη σελίδα μου στο BLOG. Ο σύνδεσμος δίνεται παρακάτω.

Για πιο ενδιαφέροντα έργα, επισκεφθείτε τις σελίδες μου στο YouTube, το Instructables και το Blog.

Ευχαριστώ για την επίσκεψη στη σελίδα του έργου μου.

Αντίο.

Τα λέμε……..