Pocket Signal Visualizer (Pocket Oscilloscope): 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

สวัสดีทุกคน, เราทุกคนทำสิ่งต่างๆ มากมายในแต่ละวัน สำหรับทุกงานที่ต้องการเครื่องมือ นั่นคือสำหรับการผลิต การวัด การตกแต่ง ฯลฯ ดังนั้นสำหรับคนงานอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาต้องการเครื่องมือเช่นหัวแร้ง มัลติมิเตอร์ ออสซิลโลสโคป ฯลฯ ในรายการนี้ ออสซิลโลสโคปเป็นเครื่องมือหลักในการดูสัญญาณและวัดลักษณะเฉพาะของสัญญาณ แต่ปัญหาหลักของออสซิลโลสโคปคือมันหนัก ซับซ้อน และมีราคาแพง ทำให้เป็นความฝันสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นในโครงการนี้ ฉันจึงเปลี่ยนแนวคิดออสซิลโลสโคปทั้งหมดและสร้างอันที่เล็กกว่าซึ่งราคาไม่แพงสำหรับผู้เริ่มต้น นั่นหมายความว่า ฉันได้สร้างออสซิลโลสโคปขนาดเล็กแบบพกพาขนาดพกพาชื่อ " Pocket Signal Visualizer " มีหน้าจอ TFT ขนาด 2.8 นิ้วสำหรับดึงสัญญาณเข้าและเซลล์ Li-ion สำหรับพกพา สามารถดูสัญญาณแอมพลิจูด 1MHz และ 10V ได้สูงถึง 1MHz จึงทำหน้าที่เป็นสเกลขนาดเล็ก ออสซิลโลสโคประดับมืออาชีพรุ่นดั้งเดิมของเรา Pocket Oscilloscope นี้ทำให้ทุกคนเข้าถึงออสซิลโลสโคปได้

เป็นอย่างไรบ้าง ? คุณมีความคิดเห็นอย่างไร ? ติชมได้นะครับ.

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการนี้ โปรดไปที่ BLOG ของฉัน

0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

โครงการนี้เริ่มต้นจากโครงการที่คล้ายกันในเว็บไซต์ที่กำหนดชื่อ bobdavis321.blogspot.com

เสบียง

• ATMega 328 ไมโครคอนโทรลเลอร์
• ชิป ADC TLC5510
• จอ TFT 2.8"
• เซลล์ลิเธียมไอออน
• ไอซีที่กำหนดในแผนภาพวงจร
• ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน ไดโอด ฯลฯ ที่ระบุในแผนภาพวงจร
• หุ้มทองแดง ลวดบัดกรี
• ลวดทองแดงเคลือบขนาดเล็ก
• สวิตช์ก้นกด ฯลฯ

สำหรับรายการส่วนประกอบโดยละเอียด ให้สังเกตแผนภาพวงจร รูปภาพจะได้รับในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือที่จำเป็น

ที่นี่โครงการเน้นด้านอิเล็กทรอนิกส์เป็นหลัก ดังนั้นเครื่องมือที่ใช้เป็นหลักคือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือที่ฉันใช้แสดงไว้ด้านล่าง คุณเลือกเครื่องมือที่คุณชื่นชอบ

หัวแร้งบัดกรีขนาดเล็ก, สถานีบัดกรี SMD, มัลติมิเตอร์, ออสซิลโลสโคป, แหนบ, ไขควงปากแบน, คีม, เลื่อยตัด, ไฟล์, สว่านมือ ฯลฯ

ภาพเครื่องมือได้รับข้างต้น

ขั้นตอนที่ 2: แผนเต็มรูปแบบ

แผนของฉันคือการทำ Pocket Oscilloscope แบบพกพา ซึ่งสามารถแสดงคลื่นได้ทุกประเภท ขั้นแรกฉันเตรียม PCB แล้วใส่ไว้ในกล่องหุ้ม สำหรับตัวเครื่อง ฉันใช้กล่องใส่เครื่องสำอางแบบพับได้ขนาดเล็ก คุณสมบัติแบบพับได้ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของอุปกรณ์นี้ จอแสดงผลอยู่ในส่วนแรกและแผงและสวิตช์ควบคุมในครึ่งถัดไป PCB แบ่งออกเป็นสองส่วนคือ PCB ส่วนปลายและ PCB หลัก ออสซิลโลสโคปเป็นแบบพับได้ ดังนั้นฉันจึงใช้สวิตช์เปิด/ปิดอัตโนมัติสำหรับมัน เปิดเมื่อเปิดและปิดโดยอัตโนมัติเมื่อปิด เซลล์ Li-ion ถูกวางไว้ใต้ PCB นี่คือแผนของฉัน ก่อนอื่นฉันสร้าง PCB สองตัว ส่วนประกอบทั้งหมดที่ใช้คือรุ่น SMD ลดขนาด PCB ลงอย่างมาก

ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพวงจร

แผนภาพวงจรเต็มได้รับข้างต้น แบ่งออกเป็นสองวงจรแยกกันเป็น frond-end และ main PCB วงจรมีความซับซ้อน เนื่องจากมีไอซีจำนวนมากและส่วนประกอบแบบพาสซีฟอื่นๆ ในส่วนหน้าสุด ส่วนประกอบหลักคือระบบลดทอนอินพุต มัลติเพล็กเซอร์การเลือกอินพุต และบัฟเฟอร์อินพุต ตัวลดทอนสัญญาณเข้าใช้เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่แตกต่างกันไปเป็นแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการสำหรับออสซิลโลสโคป จะสร้างออสซิลโลสโคปนี้สามารถทำงานได้ที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่หลากหลาย มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวแบ่งศักย์ต้านทานและตัวเก็บประจุเชื่อมต่อขนานกับตัวต้านทานแต่ละตัวเพื่อเพิ่มการตอบสนองความถี่ (ตัวลดทอนที่ชดเชย) มัลติเพล็กเซอร์การเลือกอินพุตทำงานเหมือนกับสวิตช์โรตารี่เพื่อเลือกอินพุตหนึ่งรายการจากอินพุตที่ต่างกันจากตัวลดทอนสัญญาณ แต่ที่นี่อินพุตมัลติเพล็กเซอร์จะถูกเลือกโดยข้อมูลดิจิทัลจากโปรเซสเซอร์หลัก บัฟเฟอร์ถูกใช้เพื่อเพิ่มกำลังสัญญาณอินพุต ได้รับการออกแบบโดยใช้ op-amp ในการกำหนดค่าผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า มันลดเอฟเฟกต์การโหลดของสัญญาณเนื่องจากชิ้นส่วนที่เหลือ เหล่านี้เป็นส่วนหลักของปลายเฟิน

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม เยี่ยมชม BLOG ของฉัน

PCB หลักประกอบด้วยระบบประมวลผลดิจิทัลอื่นๆ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องชาร์จ Li-ion, วงจรป้องกัน Li-ion, ตัวแปลงเพิ่ม 5V, เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้า -ve, อินเทอร์เฟซ USB, ADC, นาฬิกาความถี่สูงและไมโครคอนโทรลเลอร์หลัก วงจรเครื่องชาร์จ Li-ion ใช้เพื่อชาร์จเซลล์ Li-ion จากโทรศัพท์มือถือเครื่องเก่าอย่างมีประสิทธิภาพและชาญฉลาด ใช้ TP 4056 IC เพื่อชาร์จเซลล์จาก 5V จากพอร์ต micro-USB มันอธิบายอย่างละเอียดใน BLOG ก่อนหน้าของฉัน https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html ต่อไปเป็นวงจรป้องกัน Li-ion ใช้เพื่อป้องกันเซลล์จากการลัดวงจร การชาร์จไฟเกิน ฯลฯ ซึ่งอธิบายไว้ใน BLOG ก่อนหน้านี้ของฉัน https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html. ต่อไปคือตัวแปลงบูสต์ 5V ใช้สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าเซลล์ 3.7 V เป็น 5V เพื่อให้วงจรดิจิตอลทำงานได้ดีขึ้น รายละเอียดวงจรอธิบายไว้ในบล็อกก่อนหน้าของฉัน https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้า -ve ใช้เพื่อสร้าง -ve 3.3V สำหรับการทำงานของ op-amp มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้วงจรปั๊มประจุ ออกแบบโดยใช้ไอซี 555 มันถูกต่อสายเป็นออสซิลเลเตอร์เพื่อชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุในวงจรปั๊มประจุ เป็นการดีสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟต่ำ อินเทอร์เฟซ USB เชื่อมต่อพีซีกับไมโครคอนโทรลเลอร์ออสซิลโลสโคปของเราสำหรับการปรับเปลี่ยนเฟิร์มแวร์ ประกอบด้วยไอซีตัวเดียวสำหรับกระบวนการนี้ที่ชื่อ CH340 ADC จะแปลงสัญญาณอนาล็อกอินพุตเป็นรูปแบบดิจิทัลที่เหมาะสมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ADC IC ที่ใช้ในที่นี้คือ TLC5510 เป็น ADC ชนิดกึ่งแฟลชความเร็วสูง สามารถทำงานได้ในอัตราสุ่มตัวอย่างสูง วงจรนาฬิกาความถี่สูงทำงานที่ความถี่ 16 MHz ให้สัญญาณนาฬิกาที่จำเป็นสำหรับชิป ADC ออกแบบโดยใช้ IC เกตของ NOT และคริสตัล 16 MHZ และส่วนประกอบแบบพาสซีฟบางส่วน มันอธิบายรายละเอียดใน BLOG ของฉัน https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/simple-16-mhz-crystal-oscillator.html ไมโครคอนโทรลเลอร์หลักที่ใช้ในที่นี้คือไมโครคอนโทรลเลอร์ ATMega328 AVR เป็นหัวใจของวงจรนี้ เป็นการจับและจัดเก็บข้อมูลจาก ADC จากนั้นจะขับจอแสดงผล TFT เพื่อแสดงสัญญาณอินพุต สวิตช์ควบคุมอินพุตยังเชื่อมต่อกับ ATMega328 นี่คือการตั้งค่าฮาร์ดแวร์พื้นฐาน

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวงจรและการออกแบบ โปรดเยี่ยมชม BLOG ของฉัน

0creativeengineering0.blogspot.com/2019/06/pocket-signal-visualizer-diy-home-made.html

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบ PCB

ที่นี่ฉันใช้ส่วนประกอบ SMD สำหรับวงจรทั้งหมดเท่านั้น ดังนั้นการออกแบบและกระบวนการเพิ่มเติมจึงซับซ้อนเล็กน้อย ที่นี่แผนภาพวงจรและเค้าโครง PCB ถูกสร้างขึ้นโดยใช้แพลตฟอร์มออนไลน์ EasyEDA เป็นแพลตฟอร์มที่ดีมากซึ่งมีไลบรารีส่วนประกอบทั้งหมด PCB ทั้งสองถูกสร้างขึ้นแยกกัน ช่องว่างที่ไม่ได้ใช้ใน PCB นั้นถูกหุ้มด้วยการเชื่อมต่อสายกราวด์เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการ ความหนาของรอยทองแดงมีขนาดเล็กมาก ดังนั้น ให้ใช้เครื่องพิมพ์คุณภาพดีเพื่อพิมพ์เลย์เอาต์ มิฉะนั้น รอยบางอันอาจไม่ต่อเนื่อง ขั้นตอนที่ชาญฉลาดได้รับด้านล่าง

• พิมพ์แบบ PCB (2/3 สำเนา) ลงในกระดาษภาพถ่าย/กระดาษมัน (ใช้เครื่องพิมพ์คุณภาพดี)
• สแกนเค้าโครง PCB สำหรับความต่อเนื่องที่ไม่ต่อเนื่องในการติดตามทองแดง
• เลือกเค้าโครง PCB ที่ดีซึ่งไม่มีข้อบกพร่อง
• ตัดเค้าโครงโดยใช้กรรไกร

ไฟล์การออกแบบเลย์เอาต์ได้รับด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 5: เตรียมทองแดงหุ้ม

สำหรับการทำ PCB ฉันใช้ทองแดงหุ้มด้านเดียว นี่คือวัตถุดิบหลักของการทำ PCB ดังนั้นควรเลือกใช้ทองแดงหุ้มคุณภาพดี ขั้นตอนที่ชาญฉลาดได้รับด้านล่าง

• ใช้ทองแดงหุ้มอย่างดี
• ทำเครื่องหมายมิติของเลย์เอาต์ PCB ในทองแดงหุ้มโดยใช้ marker
• ตัดส่วนที่หุ้มทองแดงผ่านเครื่องหมายโดยใช้ใบเลื่อยเลือยตัดโลหะ
• เรียบขอบคมของ PCB โดยใช้กระดาษทรายหรือไฟล์
• ทำความสะอาดด้านทองแดงโดยใช้กระดาษทรายแล้วเอาฝุ่นออก

ขั้นตอนที่ 6: โอนเสียง

ในขั้นตอนนี้ เราจะโอนเลย์เอาต์ PCB ไปเป็นทองแดงหุ้มโดยใช้วิธีการถ่ายเทความร้อน สำหรับวิธีการถ่ายเทความร้อน ฉันใช้กล่องเหล็กเป็นแหล่งความร้อน ขั้นตอนได้รับด้านล่าง

• ขั้นแรกให้วางเลย์เอาต์ PCB ในชุดหุ้มทองแดงในทิศทางที่เลย์เอาต์หันไปทางด้านทองแดง
• แก้ไขเค้าโครงในตำแหน่งโดยใช้เทป
• ครอบคลุมการตั้งค่าทั้งหมดโดยใช้กระดาษสีขาว
• ใช้กล่องเหล็กด้านทองแดงประมาณ 10-15 นาที
• หลังจากอุ่นแล้วรอสักครู่ให้เย็นลง
• ใส่ PCB ด้วยกระดาษในแก้วน้ำ
• แล้วเอากระดาษออกจาก PCB ด้วยมืออย่างระมัดระวัง (ทำช้าๆ)
• จากนั้นสังเกตและให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่อง

ขั้นตอนที่ 7: การแกะสลักและการทำความสะอาด

เป็นกระบวนการทางเคมีในการกำจัดทองแดงที่ไม่ต้องการออกจากเปลือกทองแดงตามรูปแบบ PCB สำหรับกระบวนการทางเคมีนี้ เราต้องการสารละลายเฟอริกคลอไรด์ (สารละลายกัดกรด) สารละลายจะละลายทองแดงที่ไม่ปิดบังเข้ากับสารละลาย ดังนั้นโดยกระบวนการนี้ เราจะได้ PCB เช่นเดียวกับในเค้าโครง PCB ขั้นตอนสำหรับกระบวนการนี้แสดงไว้ด้านล่าง

• นำมาสก์ PCB ที่ทำในขั้นตอนก่อนหน้า
• นำผงเฟอริกคลอไรด์ลงในกล่องพลาสติกแล้วละลายในน้ำ (ปริมาณผงเป็นตัวกำหนดความเข้มข้น ความเข้มข้นที่สูงขึ้นในการยึดกระบวนการ แต่บางครั้งอาจทำลาย PCB ที่แนะนำคือความเข้มข้นปานกลาง)
• จุ่ม PCB ที่ปิดบังไว้ในสารละลาย
• รอสักชั่วโมง (หมั่นตรวจสอบการแกะสลักว่าเสร็จหรือไม่) (แสงตะวันยังยึดกระบวนการอยู่)
• แกะแผ่นมาส์กออกโดยใช้กระดาษทราย
• เรียบขอบอีกครั้ง
• ทำความสะอาด PCB

เราทำ PCB เสร็จแล้ว

ขั้นตอนที่ 8: การบัดกรี

การบัดกรีแบบ SMD นั้นแข็งกว่าการบัดกรีผ่านรูธรรมดาเล็กน้อย เครื่องมือหลักสำหรับงานนี้คือแหนบและปืนลมร้อนหรือหัวแร้งไมโคร ตั้งปืนลมร้อนที่อุณหภูมิ 350C การให้ความร้อนบางครั้งทำให้ส่วนประกอบเสียหาย ดังนั้นให้ใช้ความร้อนในปริมาณที่จำกัดกับ PCB เท่านั้น ขั้นตอนได้รับด้านล่าง

• ทำความสะอาด PCB โดยใช้น้ำยาทำความสะอาด PCB (ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์)
• ใช้แปะกับแผ่นทั้งหมดในPCB
• วางส่วนประกอบทั้งหมดลงในแผ่นรองโดยใช้แหนบตามแผนภาพวงจร
• ตรวจสอบตำแหน่งส่วนประกอบทั้งหมดอีกครั้งว่าถูกต้องหรือไม่
• ใช้ปืนลมร้อนที่ความเร็วลมต่ำ (ความเร็วสูงทำให้ส่วนประกอบไม่ตรงแนว)
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดนั้นดี
• ทำความสะอาด PCB โดยใช้โซลูชัน IPA (ตัวล้าง PCB)
• เราทำกระบวนการบัดกรีสำเร็จแล้ว

วิดีโอเกี่ยวกับการบัดกรี SMD แสดงไว้ด้านบน กรุณาดูมัน

ขั้นตอนที่ 9: การประกอบขั้นสุดท้าย

ในขั้นตอนนี้ ฉันประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดเป็นผลิตภัณฑ์ชิ้นเดียว ฉันทำ PCB เสร็จแล้วในขั้นตอนก่อนหน้า ที่นี่ฉันวาง 2 PCBs ลงในกล่องแต่งหน้า ที่ด้านบนของกล่องแต่งหน้า ฉันวางหน้าจอ LCD สำหรับสิ่งนี้ฉันใช้สกรูบางตัว จากนั้นฉันก็วาง PCB ไว้ที่ส่วนล่าง ที่นี่ยังใช้สกรูบางตัวสำหรับติดตั้ง PCB ให้เข้าที่ แบตเตอรี่ Li-ion วางอยู่ใต้ PCB หลัก PCB สวิตช์ควบคุมวางอยู่เหนือแบตเตอรี่โดยใช้เทปกาวสองหน้า PCB สวิตช์ควบคุมได้มาจาก Walkman PCB รุ่นเก่า PCB และหน้าจอ LCD เชื่อมต่อกันโดยใช้สายทองแดงเคลือบขนาดเล็ก เพราะมีความยืดหยุ่นมากกว่าลวดทั่วไป สวิตช์เปิด/ปิดอัตโนมัติอยู่ใกล้กับด้านพับ ดังนั้นเมื่อเราพับส่วนบนสุด มันจะปิดออสซิลโลสโคป นี่คือรายละเอียดการประกอบ

ขั้นตอนที่ 10: ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

ภาพด้านบนแสดงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของฉัน

สามารถวัดคลื่นไซน์ สี่เหลี่ยม สามเหลี่ยมได้ การทดลองใช้ออสซิลโลสโคปแสดงในวิดีโอ ดูมัน. สิ่งนี้มีประโยชน์มากสำหรับทุกคนที่ชอบ Arduino ผมชอบมันมาก. นี่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยม ความคิดเห็นของคุณคืออะไร? กรุณาแสดงความคิดเห็นฉัน

ถ้าคุณชอบโปรดสนับสนุนฉัน

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวงจร โปรดไปที่หน้า BLOG ของฉัน ลิงค์ที่ให้ไว้ด้านล่าง

สำหรับโครงการที่น่าสนใจเพิ่มเติม ไปที่หน้า YouTube, คำแนะนำ และบล็อกของฉัน

ขอบคุณสำหรับการเยี่ยมชมหน้าโครงการของฉัน

ลาก่อน.

แล้วพบกันใหม่……..