Er zijn verschillende instructies op internet om van een oude (soms gedeeltelijk niet werkende) tv een breedbeeld-oscilloscoop te maken. Dit artikel zal je ook vertellen hoe je met eenvoudige aanpassingen een fatsoenlijk elektronisch apparaat kunt maken voor een totaalbedrag van ongeveer $ 20. Om het ingangssignaal op het scherm weer te geven en via de tv-luidspreker te reproduceren, moet u een eenvoudig apparaat in elkaar zetten dat het voedingscircuit van het afbuigsysteem schakelt. Natuurlijk kun je met zo'n apparaat geen groot frequentiespectrum uitstrekken (eigenlijk 20-20.000 kHz), maar het monitoren van laagfrequente oscillaties is wel heel toegankelijk.
Bekijk de video
Je kunt de hoofdaansluitingen en bedieningselementen van het apparaat ook in de televisiekast installeren (gelukkig laat de ruimte dit toe). De aanwezigheid van een RCA-connector zal bijvoorbeeld een uitstekende manier zijn om een iPod aan te sluiten en tegelijkertijd de levering van wisselspanningssignalen van millivolt tot honderden volt mogelijk te maken. In de buurt kun je een trimmer van 1 mOhm en een 6-standendraaischakelaar plaatsen. Een kleine trimmer is handig om de horizontale scanfrequentie te regelen, en een felrode knop is geschikt om het apparaat in te schakelen.
Hier moet nog aan worden toegevoegd dat dit aansluitschema niet geschikt is voor alle tv-modellen en nuttiger is voor mensen die weten hoe ze met schakelingen moeten omgaan en ervaring hebben met elektronica. Maar het idee zelf bevat veel interessante punten.
Veiligheidseisen
De implementatie van het beschreven project omvat het uitvoeren van werkzaamheden in de buurt van een open televisietransformator en hoogspanningscondensatoren. De spanning op de magnetron bereikt 120 kV! Om de mogelijkheid van een fatale elektrische schok uit te sluiten, moeten de juiste veiligheidsmaatregelen strikt worden nageleefd. De eerste stap bij het uitvoeren van welke actie dan ook moet zijn het volledig spanningsvrij maken van het apparaat. Hier mogen we hoogspanningscondensatoren niet vergeten. Daarom wordt de beschermende behuizing van de hoogspanningseenheid uiterst voorzichtig verwijderd. Het is belangrijk dat u de draden van de printplaat niet beschadigt en de blootliggende contacten niet aanraakt.
Vervolgens moet u grote capaciteiten (50 V of meer) krachtig ontladen. Dit gebeurt met een goed geïsoleerde schroevendraaier of pincet. Hun contacten zijn gesloten voor elkaar of voor de behuizing totdat ze volledig zijn ontladen. Doe dit niet op een printplaat, omdat de sporen kunnen doorbranden. Zorg er bij het uitvoeren van werkzaamheden of het testen van het apparaat voor dat er iemand in uw omgeving in de buurt is die een arts kan bellen of eerste hulp kan verlenen.
Werkingsprincipe
Kathodestraalbuistelevisies (CRT) en oscilloscopen worden als de meest uitwisselbare apparaten beschouwd. Bovendien is een televisieontvanger complexer dan een standaard laboratoriumoscilloscoop. Om het opnieuw te maken, volstaat het om enkele ingebouwde tv-functies te verwijderen en een eenvoudige versterker toe te voegen. Elke uitgevouwen lijn van het tv-scherm wordt immers gecreëerd door een elektronenbundel, die snel door het transparante materiaal van het luminescerende substraat van de buis wordt gescand.
De geladen elektronen worden bestuurd door elektrische en magnetische velden die worden gecreëerd door spoelen die zich achter de buis bevinden. Deze draadkernen buigen de straal horizontaal en verticaal af en regelen zo de plaatsing van het beeld op het scherm. Om het aan te passen aan het midden van de oscilloscooplijn, is het noodzakelijk om enkele wijzigingen aan te brengen.
Laten we niet vergeten dat het videosignaal 32 frames per seconde produceert, die elk bestaan uit twee “geïnterlinieerde” beelden (dat wil zeggen dat er 64 frames worden gescand). De NTSC-standaard definieert 525 lijnen in het schermformaat, andere standaarden hebben iets andere waarden. Dit betekent dat om een gevuld beeld op het scherm weer te geven, de elektronenbundel verticaal elke 1/64 seconde (frequentie 64 Hz) en horizontaal 1/(64x525) seconde (frequentie 32.000 Hz) moet worden afgebogen. Om dergelijke waarden te garanderen, overschrijdt de spanning van de lijntransformator 15.000 volt. In dit geval werkt het apparaat als een tv en creëert het een gedetailleerd beeld op het scherm.
Om een beeld te tekenen op een zeer dunne lijn die verticaal wordt afgebogen door het ingangssignaal, moet je het aantal windingen van de schermspoelen aanpassen. Ook is het belangrijk om met de inductorspoel te ‘werken’. De impedantie is afhankelijk van de frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe moeilijker het zal zijn om deze op het scherm weer te geven. Met een buitendiameter van de toroïdale kern van 10 mm en een dikte van 2 mm, moeten wikkelingen I en III elk 100 windingen PELSHO 0,1 draad bevatten, en wikkeling II moet 30 windingen bevatten.
Het is ook de moeite waard om te onthouden dat het signaal op een tv wiskundig geïntegreerd is. Hierdoor verschijnt de ingevoerde blokgolf als een driehoekige golf op het scherm, en de ingevoerde driehoekige golf als een sinusgolf. Dit geldt alleen voor het beeld, niet voor het geluid. Sinusgolven worden zonder vervorming weergegeven.Het fenomeen zal niet zo merkbaar zijn op zeer oude tv's die witte ruis of een blauw scherm kunnen weergeven als er geen signaal is, in plaats van het beeld automatisch uit te schakelen.
Het verwijderen van onnodige knooppunten
In ons geval gebruikten we een oude televisieontvanger met een 15-inch scherm en een klassieke UHF/VHF-tuner. Het is niet nodig om een oscilloscoop te maken, dus je kunt de tuner onmiddellijk verwijderen en het bestaan ervan vergeten. U kunt onnodige modules ook geleidelijk één voor één loskoppelen, waarbij u controleert of de tv nog kan functioneren. Je hebt alleen het moederbord nodig en alles wat op de kinescoop is aangesloten. Het is noodzakelijk dat het alleen witte ruis of een blauw scherm weergeeft. Je kunt de doos eenvoudig leegmaken van de overige onderdelen.
De tv die werd omgebouwd had twee potentiometers aan de voorkant. Een ervan diende om het volume aan te zetten en aan te passen, en de andere regelde de helderheid. Beiden werden verwijderd: de eerste werd vervangen door een aan/uit-schakelaar (grote rode knop), de tweede moest op maximale helderheid worden ingesteld en gerepareerd door extra weerstanden in het circuit te solderen. Merk meteen op dat een apparaat met een ingebouwde volumeregelaar niet geschikt is voor aanpassing. Het versterkt het signaal dat op de televisie is aangesloten en je zult op zoek moeten naar een versterker op het moederbord, en dit zal extra problemen veroorzaken. De luidsprekers kunnen in dit stadium ook worden uitgeschakeld.
Het afbuigsysteem voorbereiden
Om een oscilloscoopbeeld op het kinescoopscherm te verkrijgen, moet u het gegenereerde versterkte signaal van verticale en horizontale synchronisatiepulsen op de afbuigspoelen H en V toepassen. Hoe je het kunt verkrijgen, zal iets later worden besproken, maar nu is het noodzakelijk om het afbuigsysteem voor te bereiden.De spoelen zijn met vier pinnen verbonden met het moederbord. Je moet de horizontale loskoppelen, de rode en blauwe draden gaan ernaartoe. Door een iPod of computer rechtstreeks op deze aansluitingen aan te sluiten, kunt u muziek op het kinescope-scherm weergeven. De verticale spoel heeft een gele en oranje draad, maar om een 64Hz-scan te krijgen moeten ze overgeschakeld worden naar de horizontale spoel.
Nu moet je uitzoeken waar de spoelen zijn aangesloten op de kleine printplaat op de beeldbuisbuis. Als de televisie-ontvanger niet erg nieuw is, zijn er slechts twee spoelen en gaan er vier draden naar het moederbord. Anders zullen er meer spoelen zijn en zal de aanpassing in deze vorm niet werken. Maar geef niet op waar je aan begonnen bent, en je kunt een beetje experimenteren. Voorlopig gaan we ervan uit dat er nog 4 draden zijn, maar het blijft de vraag welke draden naar de kinescoop gaan. Volgens de rechterhandregel (F=qVxB) verwijderen we er één in willekeurige volgorde. Als er bij het inschakelen van het apparaat een horizontale lijn op het scherm wordt weergegeven, is de verticale spoel uitgeschakeld; als deze verticaal is, is dit omgekeerd. De overeenkomstige uiteinden worden door de tester gevonden en gemarkeerd.
De horizontale spoelaansluitdraden zijn nu verwijderd van de hoofdprintplaat. Vergeet niet dat je te maken krijgt met een frequentie van 30.000 Hz en een spanning van ruim 15.000 volt. De toekomstige oscilloscoop heeft ze niet nodig. Voordat u ze aanraakt, moeten ze worden kortgesloten, vervolgens goed worden geïsoleerd en in de behuizing worden geplaatst, zodat ze niets aanraken nadat ze het apparaat hebben ingeschakeld. De verticale markeringslijn van 60 Hz is dus klaar. Om dezelfde horizontale lijn van 60 Hz te verkrijgen, solderen we de twee resterende draden die naar de verticale spoel gaan, aan de horizontale.En de verticale wordt de ingang van de oscilloscoop voor het aansluiten van het versterkercircuit.
Sweep-instelling
Het verdere deel van het werk is het gevaarlijkst, omdat het wordt uitgevoerd terwijl de spanning is aangesloten. Wees vooral voorzichtig! We proberen de signaalbron aan te sluiten op de verticale afbuigspoel (dit kan een mp3-speler zijn of een koptelefoonuitgang van een computer). Probeer een consistente toon te genereren om één frequentie op het scherm weer te geven. Terwijl de tv aanstaat, raakt u met een geïsoleerde schroevendraaier voorzichtig één voor één de hoogspanningsdraden aan en zoekt u uit tot welke veranderingen op het scherm dit zal leiden (uw assistent moet hiernaar kijken of een grote spiegel gebruiken).
Eén daarvan heeft invloed op de scanfrequentie. Op het bord waar het binnenkomt, moet je een trimmerweerstand solderen (ongeveer 50-60 kOhm). Nadat u zich ervan heeft verzekerd dat het apparaat werkt, kunt u de hendel van de betreffende weerstand uit de behuizing van het apparaat verwijderen. Zelfs bij een onberispelijk uitgevoerde horizontale frequentieafstemming kunt u het hogere bereik niet zien, maar wordt alleen de scroll-golfvorm op het scherm weergegeven. U kunt ook de bestaande ringlipjes rond het smalle deel van de kinescoopbuis aanpassen. Ze zijn meestal zwart of donkergrijs van kleur en bepalen ook indirect het uiteindelijke beeld.
Versterking van het binnenkomende signaal
Alles wat tot nu toe is gedaan, heeft ons in staat gesteld een goede visualisatie van het ingangssignaal te maken. Het volstaat om de iPod-aansluiting op de verticale afbuigspoel aan te sluiten en de klinkende muziek wordt op het scherm weergegeven. Maar om een echte oscilloscoop te krijgen, heb je een extra versterker nodig (je kunt deze monteren op de plek waar de afgedankte UHF/VHF-tuner stond).Zijn idee werd geleend van verschillende thematische sites om minimale kosten en maximale efficiëntie te verkrijgen. Het ontwerp van Pavel Falstad werd als basis genomen en de gepresenteerde printplaat is een aangepast circuit van een push-pull audioversterker.
Om het te implementeren hebben we nodig: een TL082-microassemblage, inclusief 2 op-amps, een paar transistors (bijvoorbeeld 41NPN/42PNP), een LM317-vermogensregelaar, een pooldraaischakelaar, een potentiometer van 1 mOhm, twee trimeren van 10 kOhm, 4 diodes van 1A, een transformator voor 30 VAC, 1000 µF 50 V elektrolyt, twee 470 µF 16 V elektrolyten en 5 weerstanden (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm en 10 mOhm).
De eerste op-amp regelt de versterking van het ingangssignaal met behulp van de formule R1/R2, waarbij R1 de weerstand is die is geselecteerd door de draaischakelaar, R2 is de 1 mOhm-potmeter. Theoretisch is het in staat het ingangssignaal tot 1 miljoen keer te versterken (met een minimum van 1 ohm op de draaischakelaar). De tweede controleert of de transistors de benodigde spanning ontvangen om de knooppunten te openen en compenseert voor vervormingen. Ze hebben 0,7 V nodig om te openen en 1,4 V om te schakelen.
Het voltooide circuit vereist verplichte kalibratie. De vermogensregelaar is ontworpen voor een verschil van 30 V, dus de opamp zal doorgaans +15/-15 V leveren, maar voor een goede filtering moet de uitvoer een paar volt lager zijn dan de spanning over de 1000 uF-condensator. Voor dit doel is er trimmer 1. De uitgang van de schakeling is verbonden met de horizontale afbuigspoel. Muziek die door het circuit gaat, wordt aan de boven- en onderkant ‘afgesneden’. Om dit te voorkomen wordt trimmer 2 zo afgesteld dat de bovenkanten van de clips de randen van het scherm raken. Hierdoor wordt de spanning verlaagd en wordt voorkomen dat de transistoren het RF-pad van het apparaat overbelasten (doorbranden van de afbuigspoel).
Nu kunt u het ingebouwde luidsprekersysteem op de tv-uitgang aansluiten. Als het volume te groot is, wordt er een grote belastingsweerstand toegevoegd (bijvoorbeeld 10 Ohm 1 W); als er onvoldoende geluid is, wordt de belastingsweerstand op de afbuigspoel geplaatst, waarna deze opnieuw wordt gekalibreerd. Om jezelf te beschermen tegen onnodige vervelende piepjes tijdens het scannen naar het gewenste ingangssignaal, kun je een schakelaar op de speaker installeren.
Alles op een rij zetten
Een extra versterker kan een sterk magnetisch veld genereren, dus het is de moeite waard om voor het ontwerp te zorgen. Het bord moet zo compact mogelijk worden gemaakt, met korte leads en goede groepering. Er is geen speciale afscherming voor nodig, maar om interferentie met andere tv's in uw huis te voorkomen, moet u ervoor zorgen dat deze in de behuizing wordt geplaatst zonder interferentie met de belangrijkste componenten te veroorzaken. Als laatste redmiddel kunt u een houten of plastic kist gebruiken die aan de binnenkant is bedekt met folie.
Bij de demontage van de tv werd bij het verwijderen van de analoge tuner voldoende ruimte vrijgemaakt om een transformator met zo'n bord te installeren, en er was zelfs een gat voor de aan / uit-schakelaar. Ook is het raadzaam om de transformator af te schermen, zodat er geen interferentie ontstaat op tv-zenders. Sluit de klemmen voor het aansluiten van de synchronisatiespanning en het onderzochte signaal alleen op het bord aan met een afgeschermde draad.
Nadat u de transformator op het circuit hebt aangesloten, sluit u respectievelijk S1 en S2 aan, leidt u de ingangsdraden door het gat in de behuizing van de televisieontvanger en sluit u de uitgang van het circuit aan op de luidspreker en de afbuigspoel. Voor alle verbindingen moet een minimale draadlengte worden gebruikt om lekkende lusinductie te verminderen.Het enige dat overblijft is het vinden van een handige plek om S1 en S2 te installeren, de achterklep te sluiten en de proefrit te starten.
Controle van de functionaliteit van het apparaat
Qua functionaliteit is de geassembleerde oscilloscoop verre van waardige laboratoriummodellen, maar onmisbaar voor gebruik in eenvoudige projecten waarbij je de golfvorm moet zien. Een zekere nieuwigheid is ook de mogelijkheid om het signaal dat wordt bestudeerd te horen, vooral wanneer u feedback ontvangt die op “tekens” lijkt. In het beschouwde voorbeeld kan men een verandering waarnemen in het signaal dat wordt geïnduceerd door een conventionele draadspoel wanneer deze zich op een willekeurige locatie bevindt, boven de interne transformator van het apparaat en wanneer deze zich boven de laptopprocessor bevindt.
De mogelijkheid om het binnenkomende signaal te versterken is een geweldige functie als je het niet absoluut precies nodig hebt. De door de schakeling versterkte 60 Hz-ruis kan nog steeds met redelijke nauwkeurigheid worden gedetecteerd. Maar dit fenomeen wordt ook veroorzaakt door de zwerfinductie van de ingangsdraad. Alleen afgeschermde aarding van alle delen van het circuit kan interferentie verminderen.
De gedemonstreerde draadspiraal aangesloten op de ingang van het apparaat maakt het gebruik van grote inductie met hoge versterking mogelijk. Het kan stroombronnen op enkele meters afstand detecteren door de spoel naar de locatie van de transformatoren te richten en vervolgens visueel de werking ervan te bekijken. U kunt ook de locatie van de processor in een complex apparaat detecteren. Je kunt de spoel gebruiken als inductieve microfoon door hem in de buurt van een luidspreker te plaatsen die muziek afspeelt. Het door de luidsprekerspoel gereproduceerde magnetische veld wordt gedetecteerd en versterkt door het gemaakte apparaat, waarna de afgespeelde muziek wordt gereflecteerd op de kinescoop van de oscilloscoop.
Op het apparaat kun je duidelijk de werking van het internetkanaal bekijken.Hiervoor werd een speciale thuislijn (120 VAC) als ingangssignaal gebruikt, en nadat het “beeld” is getoond, werkt het apparaat nog steeds.
Origineel artikel in het Engels
