W Internecie można znaleźć różne instrukcje dotyczące zamiany starego (czasami częściowo niedziałającego) telewizora w oscyloskop szerokoekranowy. W tym artykule dowiesz się również, jak stworzyć przyzwoite urządzenie elektroniczne za pomocą prostych modyfikacji za łączny koszt około 20 dolarów. Aby sygnał wejściowy mógł być wyświetlany na ekranie i odtwarzany przez głośnik telewizora, należy zmontować proste urządzenie przełączające obwód zasilania układu odchylającego. Oczywiście za pomocą takiego urządzenia nie można rozciągnąć dużego spektrum częstotliwości (właściwie 20–20 000 kHz), ale monitorowanie oscylacji o niskiej częstotliwości jest całkiem dostępne.
Obejrzyj wideo
Główne złącza i elementy sterujące urządzenia można także zamontować w obudowie telewizora (na szczęście pozwala na to miejsce). Na przykład obecność złącza RCA będzie doskonałym sposobem na podłączenie iPoda, a jednocześnie umożliwi dostarczanie sygnałów napięcia przemiennego od miliwoltów do setek woltów. W pobliżu można umieścić trymer 1 mOhm i 6-sekcyjny przełącznik obrotowy. Mały trymer będzie wygodny do kontrolowania częstotliwości skanowania poziomego, a jasnoczerwony przycisk nadaje się do włączania urządzenia.
Pozostaje dodać, że ten schemat połączeń nie jest odpowiedni dla wszystkich modeli telewizorów i jest bardziej przydatny dla osób, które wiedzą, jak obsługiwać obwody i mają doświadczenie w elektronice. Ale sam pomysł zawiera wiele interesujących punktów.
Wymagania bezpieczeństwa
Realizacja opisywanego projektu polega na wykonaniu prac w pobliżu otwartego transformatora telewizyjnego i kondensatorów wysokiego napięcia. Napięcie na magnetronie sięga 120 kV! Aby wyeliminować możliwość śmiertelnego porażenia prądem elektrycznym, należy ściśle przestrzegać odpowiednich środków bezpieczeństwa. Pierwszym krokiem do wykonania jakiejkolwiek czynności powinno być całkowite odłączenie urządzenia od zasilania. Nie możemy tutaj zapomnieć o kondensatorach wysokiego napięcia. Dlatego osłonę ochronną jednostki wysokiego napięcia usuwa się niezwykle ostrożnie. Ważne jest, aby nie uszkodzić przewodów płytki drukowanej ani nie dotknąć jej odsłoniętych styków.
Następnie musisz na siłę rozładować duże pojemności (50 V lub więcej). Odbywa się to za pomocą dobrze izolowanego śrubokręta lub pęsety. Ich styki są zamknięte względem siebie lub obudowy aż do całkowitego rozładowania. Nie należy tego robić na płytce drukowanej, ponieważ ścieżki mogą się wypalić. Podczas wykonywania pracy lub testowania urządzenia upewnij się, że w pobliżu znajduje się ktoś bliski, kto może wezwać lekarza lub udzielić pierwszej pomocy.
Zasada działania
Telewizory kineskopowe (CRT) i oscyloskopy są uważane za urządzenia najbardziej wymienne. Ponadto odbiornik telewizyjny jest bardziej złożony niż podstawowy oscyloskop laboratoryjny. Aby go przerobić, wystarczy pozbyć się części wbudowanych w niego funkcji telewizora i dodać prosty wzmacniacz. Przecież każda rozłożona linia ekranu telewizora tworzona jest przez wiązkę elektronów, szybko skanowaną przez przezroczysty materiał luminescencyjnego podłoża kineskopu.
Naładowane elektrony są kontrolowane przez pola elektryczne i magnetyczne wytwarzane przez cewki umieszczone za lampą. Te rdzenie drutowe odchylają wiązkę w poziomie i pionie, kontrolując położenie obrazu na ekranie. Aby dopasować go do środka linii oscyloskopu, należy dokonać w nich pewnych modyfikacji.
Pamiętajmy, że sygnał wideo wytwarza 32 klatki na sekundę, z których każda składa się z dwóch obrazów „przeplatanych” (czyli skanowanych jest 64 klatek). Standard NTSC definiuje 525 linii w formacie ekranu, inne standardy mają nieco inne wartości. Oznacza to, że aby odtworzyć wypełniony obraz na ekranie, wiązka elektronów musi być odchylana pionowo co 1/64 sekundy (częstotliwość 64 Hz) i poziomo co 1/(64x525) sekundy (częstotliwość 32000 Hz). Aby zapewnić takie wartości, napięcie transformatora liniowego przekracza 15 000 woltów. W tym przypadku urządzenie działa jak telewizor i tworzy szczegółowy obraz na ekranie.
Aby narysował obraz na bardzo cienkiej linii odchylanej pionowo pod wpływem sygnału wejściowego, należy dostosować liczbę zwojów cewek ekranu. Ważne jest również, aby „pracować” z cewką indukcyjną. Jego impedancja zależy od częstotliwości. Im wyższa częstotliwość, tym trudniej będzie ją wyświetlić na ekranie. Przy zewnętrznej średnicy rdzenia toroidalnego wynoszącej 10 mm i grubości 2 mm, uzwojenia I i III powinny zawierać po 100 zwojów drutu PELSHO 0,1, a uzwojenia II powinny zawierać 30 zwojów.
Warto też pamiętać, że sygnał w telewizorze jest całkowany matematycznie. Powoduje to, że wejściowa fala prostokątna pojawia się na ekranie jako fala trójkątna, a wejściowa fala trójkątna jako fala sinusoidalna. Dotyczy to tylko obrazu, a nie dźwięku. Fale sinusoidalne będą wyświetlane bez zniekształceń.Zjawisko to nie będzie tak zauważalne w przypadku bardzo starych telewizorów, które w przypadku braku sygnału potrafią wyświetlać biały szum lub niebieski ekran, zamiast automatycznie wyłączać obraz.
Usuwanie niepotrzebnych węzłów
W naszym przypadku wykorzystaliśmy stary odbiornik telewizyjny z 15-calowym ekranem i klasycznym tunerem UHF/VHF. Tworzenie oscyloskopu nie jest wymagane, więc możesz natychmiast usunąć tuner i zapomnieć o jego istnieniu. Można też stopniowo odłączać niepotrzebne moduły, jeden po drugim, sprawdzając, czy telewizor nadal działa. Potrzebujesz tylko płyty głównej i wszystkiego co jest podłączone do kineskopu. Konieczne jest, aby wyświetlał tylko biały szum lub niebieski ekran. Możesz po prostu opróżnić pudełko z pozostałych części.
Konwertowany telewizor miał z przodu dwa potencjometry. Jeden z nich służył do włączania i regulacji głośności, a drugi kontrolował jasność. Obydwa zostały usunięte: pierwszy zastąpiono wyłącznikiem zasilania (duży czerwony przycisk), drugi trzeba było ustawić na maksymalną jasność i naprawić, wlutowując w obwód dodatkowe rezystory. Należy od razu pamiętać, że urządzenie z wbudowaną regulacją głośności nie nadaje się do modyfikacji. Wzmacnia sygnał podłączony do telewizora i trzeba będzie szukać wzmacniacza na płycie głównej, a to spowoduje dodatkowe problemy. Na tym etapie można także wyłączyć głośniki.
Przygotowanie układu odchylającego
Aby uzyskać obraz oscyloskopu na ekranie kineskopu, należy zastosować wygenerowany wzmocniony sygnał impulsów synchronizacji pionowej i poziomej do cewek odchylających H i V. Jak to uzyskać, zostanie omówione nieco później, ale teraz konieczne jest przygotowanie systemu odchylania.Cewki podłączone są do płyty głównej czterema pinami. Trzeba odłączyć poziomy, idą do niego przewody czerwony i niebieski. Podłączając iPoda lub komputer bezpośrednio do tych terminali, możesz wyświetlać muzykę na ekranie kineskopu. Cewka pionowa ma przewód żółto-pomarańczowy, ale aby uzyskać skan 64 Hz, należy je przełączyć na cewkę poziomą.
Teraz musisz znaleźć miejsce, w którym cewki łączą się z małą płytką drukowaną na kineskopie. Jeśli odbiornik telewizyjny nie jest nowy, to są tylko dwie cewki i od nich do płyty głównej idą 4 przewody. Inaczej cewek będzie więcej i modyfikacja w tej formie nie zadziała. Ale nie rezygnuj z tego, co zacząłeś i możesz trochę poeksperymentować. Na razie załóżmy, że przewodów są jeszcze 4. Pozostaje zająć się przewodami prowadzącymi do kineskopu. Zgodnie z zasadą prawej dłoni (F=qVxB) usuwamy jedno z nich w losowej kolejności. Jeśli po włączeniu urządzenia na ekranie wyświetli się pozioma linia, cewka pionowa jest wyłączona, jeśli jest pionowa, to odwrotnie. Tester odnajduje odpowiednie końcówki i je zaznacza.
Poziome przewody łączące cewkę są teraz usunięte z głównej płytki drukowanej. Nie zapominaj, że będziesz miał do czynienia z częstotliwością 30 000 Hz i napięciem przekraczającym 15 000 woltów. Przyszły oscyloskop ich nie potrzebuje. Przed dotknięciem należy je zewrzeć, następnie dobrze zaizolować i umieścić w obudowie tak, aby po włączeniu urządzenia niczego nie dotykały. Zatem pionowa linia znakująca 60 Hz jest gotowa. Aby uzyskać tę samą poziomą linię 60 Hz, przylutowujemy dwa pozostałe przewody prowadzące do cewki pionowej do poziomej.A pionowy stanie się wejściem oscyloskopu do podłączenia obwodu wzmacniacza.
Ustawienie zamiatania
Dalsza część prac jest najbardziej niebezpieczna, gdyż będzie wykonywana przy podłączonym napięciu. Zachowaj szczególną ostrożność! Źródło sygnału staramy się podłączyć do cewki odchylającej pionowej (może to być odtwarzacz MP3 lub wyjście słuchawkowe komputera). Aby wyświetlić na ekranie jedną częstotliwość, spróbuj wygenerować spójny ton. Przy włączonym telewizorze za pomocą izolowanego śrubokręta ostrożnie dotykaj kolejno przewodów wysokiego napięcia, sprawdzając, do jakich zmian na ekranie doprowadzi to (Twój asystent powinien to obejrzeć lub skorzystać z dużego lustra).
Jeden z nich będzie miał wpływ na częstotliwość skanowania. Na płytce, do której wchodzi, należy przylutować rezystancję trymera (około 50-60 kOhm). Po upewnieniu się, że urządzenie działa, możesz zdjąć uchwyt odpowiedniego rezystora z korpusu urządzenia. Nawet nienagannie wykonane strojenie częstotliwości poziomej nie pozwoli zobaczyć górnego zakresu, a jedynie wyświetli na ekranie przewijany przebieg. Można także dostosować istniejące wypustki pierścieniowe umieszczone wokół wąskiej części tubusu kineskopu. Zwykle mają kolor czarny lub ciemnoszary i pośrednio wpływają na ostateczny obraz.
Wzmocnienie sygnału przychodzącego
Wszystko, co zostało zrobione do tej pory, pozwoliło nam stworzyć dobry wizualizator sygnału wejściowego. Wystarczy podłączyć gniazdo iPoda do cewki odchylającej pionowo, a na ekranie wyświetli się odtwarzana muzyka. Aby jednak otrzymać prawdziwy oscyloskop, potrzebny będzie dodatkowy wzmacniacz (można go zamontować tam, gdzie znajdował się wyrzucony tuner UHF/VHF).Jego pomysł został zapożyczony z kilku stron tematycznych, aby uzyskać minimalne koszty i maksymalną wydajność. Za podstawę przyjęto projekt Pavela Falstada, a prezentowana płytka drukowana jest zmodyfikowanym obwodem wzmacniacza audio typu push-pull.
Do jego realizacji potrzebne będą: mikrozespół TL082 zawierający 2 wzmacniacze operacyjne, para tranzystorów (na przykład 41NPN/42PNP), regulator mocy LM317, przełącznik obrotowy Pole, potencjometr 1 mOhm, dwa trimery 10 kOhm, 4 diody 1A, transformator na 30 VAC, elektrolit 1000 µF 50 V, dwa elektrolity 470 µF 16 V i 5 rezystorów (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm i 10 mOhm).
Pierwszy wzmacniacz operacyjny steruje wzmocnieniem sygnału wejściowego za pomocą wzoru R1/R2, gdzie R1 to rezystancja wybrana za pomocą przełącznika obrotowego, R2 to potencjometr 1 mOhm. Teoretycznie jest w stanie wzmocnić sygnał wejściowy aż do 1 miliona razy (przy minimalnej rezystancji 1 oma na przełączniku obrotowym). Drugi monitoruje, czy tranzystory otrzymują napięcie niezbędne do otwarcia złączy i kompensuje zniekształcenia. Potrzebują 0,7 V do otwarcia i 1,4 V do przełączenia.
Gotowy obwód wymaga obowiązkowej kalibracji. Regulator mocy zaprojektowano na różnicę 30 V, więc wzmacniacz operacyjny zazwyczaj generuje napięcie +15/-15 V, ale dla dobrego filtrowania jego moc wyjściowa powinna być o kilka woltów niższa niż napięcie na kondensatorze 1000 uF. Do tego celu służy trymer nr 1. Wyjście układu podłączone jest do cewki odchylającej poziomo. Muzyka przechodząca przez tor zaczyna być „obcinana” od góry/dołu. Aby tego uniknąć, trymer 2 reguluje się tak, aby wierzchołki klipów dotykały krawędzi ekranu. Spowoduje to obniżenie napięcia i zapobiegnie przeciążeniu ścieżki RF urządzenia przez tranzystory (spaleniu cewki odchylającej).
Teraz możesz podłączyć wbudowany system głośników do wyjścia telewizora. Jeśli głośność jest nadmierna, dodawany jest duży opór obciążenia (na przykład 10 omów 1 W); jeśli dźwięk jest niewystarczający, rezystancja obciążenia jest umieszczana na cewce odchylającej, po czym ta ostatnia jest ponownie kalibrowana. Aby uchronić się przed niepotrzebnymi irytującymi sygnałami dźwiękowymi podczas wyszukiwania żądanego sygnału wejściowego, możesz zainstalować przełącznik na głośniku.
Kładąc wszystko razem
Dodatkowy wzmacniacz może generować silne pole magnetyczne, dlatego warto zadbać o jego konstrukcję. Płytka powinna być możliwie zwarta, z krótkimi przewodami i dobrym zgrupowaniem. Nie wymaga specjalnego ekranowania, ale aby uniknąć zakłóceń z innymi telewizorami w domu, upewnij się, że jest umieszczony w obudowie bez powodowania zakłóceń w głównych komponentach. W ostateczności można zastosować obudowę drewnianą lub plastikową pokrytą od wewnątrz folią.
W zdemontowanym telewizorze po wyjęciu tunera analogowego zwolniło się wystarczająco dużo miejsca, aby zamontować transformator z taką płytką, a nawet znalazł się otwór na włącznik zasilania. Wskazane jest również ekranowanie transformatora, aby nie powodować zakłóceń w kanałach telewizyjnych. Zaciski do podłączenia napięcia synchronizacji i badanego sygnału do płytki podłączyć wyłącznie przewodem ekranowanym.
Po podłączeniu transformatora do obwodu należy podłączyć odpowiednio S1 i S2, przełożyć przewody wejściowe przez otwór w korpusie odbiornika telewizyjnego, wyjście układu podłączyć do głośnika i cewki odchylającej. We wszystkich wykonanych połączeniach należy zastosować minimalną długość przewodu, aby zmniejszyć indukcyjność pętli nieszczelności.Pozostaje tylko znaleźć dogodne miejsce do montażu S1 i S2, zamknąć tylną pokrywę i rozpocząć jazdę próbną.
Sprawdzenie funkcjonalności urządzenia
Pod względem funkcjonalności zmontowany oscyloskop daleki jest od godnych modeli laboratoryjnych, ale jest niezbędny do zastosowania w prostych projektach, w których trzeba zobaczyć przebieg. Pewną nowością jest także możliwość słyszenia badanego sygnału, szczególnie w przypadku otrzymania informacji zwrotnej przypominającej „znaki”. W rozpatrywanym przykładzie można zaobserwować zmianę sygnału indukowanego przez konwencjonalną cewkę drutową, gdy jest ona umieszczona w dowolnym miejscu, nad wewnętrznym transformatorem urządzenia oraz gdy znajduje się nad procesorem laptopa.
Możliwość wzmocnienia przychodzącego sygnału jest świetną funkcją, jeśli nie potrzebujesz absolutnie precyzyjnego sygnału. Szum o częstotliwości 60 Hz wzmocniony przez obwód można nadal wykryć z rozsądną dokładnością. Ale zjawisko to jest również spowodowane indukcyjnością błądzącą przewodu wejściowego. Tylko ekranowane uziemienie wszystkich części obwodu może zmniejszyć zakłócenia.
Zademonstrowana cewka drutu podłączona do wejścia urządzenia pozwala na zastosowanie dużej indukcyjności przy dużym wzmocnieniu. Może wykryć źródła zasilania z odległości kilku metrów, kierując cewkę w stronę lokalizacji transformatorów, a następnie wizualnie sprawdzić ich działanie. Można także wykryć lokalizację procesora wewnątrz złożonego urządzenia. Cewki można używać jako mikrofonu indukcyjnego, umieszczając ją w pobliżu głośnika odtwarzającego muzykę. Pole magnetyczne odtwarzane przez cewkę głośnika zostanie wykryte i wzmocnione przez stworzone urządzenie, po czym odtwarzana muzyka zostanie odbita na kineskopie oscyloskopu.
Możesz wyraźnie zobaczyć działanie kanału internetowego na urządzeniu.Jako sygnał wejściowy wykorzystano do tego dedykowaną linię domową (120 VAC) i po pokazaniu jej „obrazu” urządzenie nadal działa.
Oryginalny artykuł w języku angielskim
