Oscilloscopio da una vecchia TV

Varie istruzioni sono state pubblicate su Internet per trasformare un vecchio televisore (a volte parzialmente non operativo) in un oscilloscopio a grande schermo. Questo articolo ti spiegherà anche come creare un dispositivo elettronico decente usando un semplice perfezionamento con un costo totale di circa $ 20. Affinché il segnale di ingresso sia visualizzato sullo schermo e riprodotto attraverso l'altoparlante della TV, è necessario assemblare un semplice dispositivo che commuta il circuito di alimentazione del sistema di deflessione. Naturalmente, non è possibile estendere l'ampio spettro di frequenze su uno strumento del genere (in realtà 20-20000 kHz), ma è del tutto possibile tracciare le vibrazioni a bassa frequenza.

È anche possibile installare i connettori principali e gli elementi di controllo del dispositivo nella custodia del televisore (fortunatamente, questo consente spazio). Ad esempio, la presenza di un connettore RCA sarà una grande opportunità per collegare un iPod e allo stesso tempo consentire l'ingresso di corrente alternata da millivolt a centinaia di volt. Nelle vicinanze è possibile posizionare una resistenza di sintonia di 1 mOhm e un selettore a 6 sezioni. Con un piccolo rifinitore sarà conveniente controllare la frequenza di scansione orizzontale e un pulsante rosso brillante è adatto per accendere il dispositivo.
Resta da aggiungere che questo schema di connessione non è adatto a tutti i modelli TV ed è più utile per le persone che possono gestire i circuiti e avere esperienza nell'elettronica. Ma l'idea stessa contiene molti punti interessanti.

Requisiti di sicurezza

L'implementazione del progetto descritto prevede lavori accanto a un trasformatore televisivo aperto e condensatori ad alta tensione. La tensione sul magnetron raggiunge i 120 kV! Al fine di escludere la possibilità di scosse elettriche mortali, è necessario osservare rigorosamente le precauzioni di sicurezza. Il primo passo per qualsiasi azione dovrebbe essere un blackout completo del dispositivo. Qui non dobbiamo dimenticare i condensatori ad alta tensione. Pertanto, il coperchio protettivo dell'unità ad alta tensione viene rimosso con molta attenzione. È importante non danneggiare i fili della scheda e non toccare i suoi contatti aperti.
Successivamente, è necessario forzare la scarica di grandi capacità (50 V o più). Questo viene fatto con un cacciavite o una pinzetta ben isolati. I loro contatti sono chiusi l'uno all'altro o all'alloggiamento fino allo scarico completo. Non farlo su un circuito stampato, poiché le tracce potrebbero bruciarsi. Quando si esegue un lavoro o si verifica il dispositivo, assicurarsi che ci sia qualcuno vicino a te che può chiamare un medico o fornire pronto soccorso.

Principio di funzionamento

I televisori e gli oscilloscopi a tubo a raggi televisivi (CRT) sono considerati i dispositivi più intercambiabili. Inoltre, un ricevitore televisivo è più complesso di un oscilloscopio da laboratorio di base. Per la sua alterazione, è sufficiente sbarazzarsi di alcune delle funzioni TV incorporate e aggiungere un semplice amplificatore. Dopotutto, ogni linea espandibile dello schermo TV crea un fascio di elettroni, rapidamente scansionato attraverso il materiale trasparente del substrato luminescente del tubo.
Gli elettroni caricati sono controllati da campi elettrici e magnetici creati da bobine situate dietro il tubo. Questi nuclei con un filo deviano il raggio sul piano orizzontale e verticale, controllando la posizione dell'immagine sullo schermo. Per regolarlo al centro della linea dell'oscilloscopio, è necessario apportare alcune modifiche.
Ricordiamo che il segnale video produce 32 fotogrammi al secondo, ognuno dei quali consiste in due immagini "interlacciate" (ovvero 64 fotogrammi vengono scansionati). Lo standard NTSC definisce 525 righe in formato schermo, altri standard hanno valori leggermente diversi. Ciò significa che per la riproduzione di un'immagine piena sullo schermo, il fascio di elettroni deve essere deviato verticalmente ogni 1/64 di secondo (frequenza 64 Hz) e orizzontalmente 1 / (64x525) secondi (frequenza 32000 Hz). Per garantire tali valori, la tensione del trasformatore orizzontale supera i 15.000 volt. In questo caso, il dispositivo funziona come una TV e crea un'immagine dettagliata sullo schermo.
Per fargli disegnare un'immagine su una linea molto sottile, rifiutata verticalmente dal segnale di ingresso, è necessario regolare il numero di giri delle bobine dello schermo. È anche importante "lavorare" con la bobina dell'induttore. La sua impedenza dipende dalla frequenza. Maggiore è la frequenza, più sarà difficile visualizzarla sullo schermo. Con un diametro esterno del nucleo toroidale di 10 mm e uno spessore di 2 mm, gli avvolgimenti I e III devono contenere 100 giri di filo PELSHO 0,1 e avvolgimenti II - 30 giri.
Vale anche la pena ricordare che il segnale nella TV è matematicamente integrato. Ciò porta al fatto che l'onda rettangolare di input verrà visualizzata sullo schermo triangolare e triangolare - una sinusoide. Questo vale solo per le immagini, ma non per il suono. Le onde sinusoidali verranno visualizzate senza distorsione. Il fenomeno non sarà così evidente nei televisori molto vecchi che possono visualizzare il rumore bianco o uno schermo blu in assenza di un segnale e non spegnere automaticamente l'immagine.

Rimozione dei nodi ridondanti

Nel nostro caso, abbiamo usato un vecchio ricevitore televisivo con uno schermo da 15 pollici e un sintonizzatore UHF / VHF classico. Per creare un oscilloscopio, non è necessario, quindi il sintonizzatore può essere immediatamente rimosso e dimenticare la sua esistenza. Puoi anche spegnere gradualmente i moduli extra uno per uno, verificando che il televisore possa ancora funzionare. Hai solo bisogno della scheda principale e di tutto ciò che è collegato al tubo dell'immagine. È necessario che mostri solo rumore bianco o una schermata blu. Puoi semplicemente liberare la scatola dal resto delle parti.
C'erano due potenziometri sulla parte anteriore della TV convertita. Uno di questi è servito per accendere e regolare il volume e l'altro per la luminosità controllata. Entrambi sono stati rimossi: il primo è stato sostituito da un interruttore di alimentazione (grande pulsante rosso), il secondo ha dovuto essere impostato alla massima luminosità e fissato saldando ulteriori resistenze nel circuito. Si dovrebbe immediatamente prestare attenzione al fatto che un dispositivo con un controllo del volume integrato per la rilavorazione non è adatto. Amplifica il segnale collegato al televisore e dovrai cercare un amplificatore sulla scheda principale, e questo causerà ulteriori problemi. Gli altoparlanti in questa fase possono anche essere disattivati.

Preparazione del sistema di deflessione

Per ottenere un'immagine dell'oscilloscopio sullo schermo del cinescopio, sarà necessario applicare il segnale amplificato generato di frame e impulsi di sincronizzazione orizzontale alle bobine di deflessione H e V. Come ottenerlo verrà smontato un po 'più tardi, e ora è necessario preparare un sistema di deflessione. Le bobine sono collegate alla scheda principale con quattro pin. È necessario scollegare i fili orizzontale, rosso e blu per accedervi. Collegando un iPod o un computer direttamente a queste uscite, è possibile ottenere la visualizzazione della musica sullo schermo del tubo. La bobina verticale ha un filo giallo e arancione, ma per ottenere una scansione a 64 Hz è necessario passare a una bobina orizzontale.
Ora devi trovare dove sono collegate le bobine a un piccolo circuito stampato sul tubo del tubo. Se il televisore non è molto nuovo, ci sono solo due bobine e 4 fili da loro alla scheda principale. Altrimenti, ci saranno più bobine e in questa forma l'alterazione non funzionerà. Ma non abbandonare ciò che hai iniziato e puoi sperimentare un po '. Nel frattempo, supponiamo che i fili siano ancora 4. Resta da trattare con i fili che vanno al tubo. Secondo la regola della mano destra (F = qVxB), ne rimuoviamo uno in ordine casuale. Se una linea orizzontale viene visualizzata sullo schermo quando il dispositivo è acceso, la bobina verticale è disabilitata, se è verticale, quindi viceversa. Le estremità corrispondenti vengono trovate dal tester e contrassegnate.
Ora i fili di collegamento della bobina orizzontale vengono rimossi dal circuito principale. Non dimenticare che dovrai affrontare una frequenza di 30.000 Hz e una tensione di oltre 15.000 volt. Il futuro oscilloscopio non ne ha bisogno. Prima di toccare, devono essere cortocircuitati, quindi ben isolati e inseriti all'interno della custodia in modo che non tocchino nulla dopo aver acceso il dispositivo. Quindi, la linea di marcatura verticale a 60 Hz è pronta. Per ottenere la stessa linea orizzontale di 60 Hz, i due fili rimanenti che vanno alla bobina verticale sono saldati a quello orizzontale. E la verticale sarà l'ingresso dell'oscilloscopio per collegare il circuito dell'amplificatore.

Impostazione scansione

L'ulteriore parte del lavoro è la più pericolosa, poiché verrà eseguita quando la tensione è collegata. Stai particolarmente attento! Stiamo provando a collegare la sorgente del segnale a una bobina di deflessione verticale (può essere un lettore MP3 o un'uscita cuffie per computer). Per visualizzare una singola frequenza sullo schermo, provare a generare un tono stabile. Quando la TV è accesa con un cacciavite isolato, tocca attentamente i fili dell'alta tensione, scoprendo a quali cambiamenti sullo schermo porterà (il tuo assistente dovrebbe guardarlo o utilizzare un grande specchio).
Uno di questi influenzerà la frequenza di scansione. Sulla scheda in cui entra, è necessario saldare la resistenza di accordatura (circa 50-60 kOhm). Dopo essersi accertati che l'unità sia operativa, è possibile rimuovere l'impugnatura della resistenza interessata dal corpo del dispositivo. Anche un'impostazione della frequenza orizzontale perfettamente eseguita non ti permetterà di vedere la gamma superiore, ma visualizza solo la forma d'onda di scorrimento sullo schermo. È inoltre possibile personalizzare le linguette anulari esistenti situate intorno alla parte stretta del tubo del tubo. Di solito sono neri o grigio scuro e controllano indirettamente anche l'immagine finale.

Guadagno in ingresso

Tutto ciò che è stato fatto fino a questo momento ci ha permesso di creare un buon visualizzatore del segnale di ingresso. Sullo schermo verrà visualizzato abbastanza per collegare il jack iPod alla bobina di deviazione verticale e la musica che suona. Ma per ottenere un vero oscilloscopio, hai bisogno di un amplificatore aggiuntivo (puoi assemblarlo dove si trovava il sintonizzatore UHF / VHF scartato). La sua idea è stata presa in prestito da diversi siti tematici, con l'obiettivo di ottenere il minimo costo e la massima efficienza. La base è stata presa dallo sviluppo di Pavel Falstad e il circuito presentato era un circuito modificato di un amplificatore audio a due tempi.
Per implementarlo, abbiamo bisogno di: un microassemblaggio TL082, di cui 2 op-amp, una coppia di transistor (ad esempio 41НПН / 42ПНП), regolatore di potenza LM317, interruttore rotativo "Pole", potenziometro 1 mOhm, due trimer 10 kOhm, 4 diodi 1A, trasformatore 30 V CA, elettrolita 1000 μF 50 V, due elettroliti 470 μF 16 V e 5 resistori (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm e 10 mOhm).
Il primo op-amp controlla il guadagno del segnale di ingresso secondo la formula R1 / R2, dove R1 è la resistenza selezionata dall'interruttore rotante, R2 è un potenziometro da 1 mΩ. Teoricamente, è in grado di amplificare il segnale di ingresso fino a 1 milione di volte (con un minimo di 1 ohm disponibile sul selettore rotativo). Il secondo assicura che i transistor ricevano la tensione necessaria per aprire le giunzioni e compensa le distorsioni. Hanno bisogno di 0,7 V per l'apertura e 1,4 V per la commutazione.
Il circuito finito richiede una calibrazione obbligatoria. Il regolatore di potenza è progettato per una differenza di 30 V, quindi l'amplificatore operazionale emetterà normalmente + 15 / -15 V, ma per una buona filtrazione la sua uscita dovrebbe essere inferiore di molti volt rispetto alla tensione attraverso la capacità di 1000 microfarad. Per fare ciò, è presente un trimmer 1. L'uscita del circuito è collegata a una bobina di deflessione orizzontale. La musica che passa attraverso il circuito inizia a essere "tagliata" dall'alto / dal basso. Per evitare ciò, il rifinitore 2 viene regolato fino a quando le parti superiori delle clip toccano i bordi dello schermo. Ciò ridurrà la tensione e impedirà ai transistor di sovraccaricare il percorso RF del dispositivo (bruciare la bobina di deflessione).
Ora puoi collegare il sistema di altoparlanti integrato all'uscita TV. A volume eccessivo, viene aggiunta una grande resistenza di carico (ad esempio, 10 Ohm 1 W), con una mancanza di suono, la resistenza di carico viene posta sulla bobina di deflessione, dopo di che quest'ultima viene ricalibrata. Per proteggersi da eccessivi fastidiosi segnali audio durante la visualizzazione del segnale di ingresso necessario, è possibile installare un interruttore sull'altoparlante.

Assemblare tutti insieme

Un amplificatore aggiuntivo può generare un forte campo magnetico, quindi dovresti occuparti del suo design. La scheda dovrebbe essere il più compatta possibile, con cavi corti e un buon raggruppamento. Non ha bisogno di schermature speciali, ma per evitare interferenze con altri televisori della tua casa, assicurati che si trovi nella custodia, senza causare interferenze ai nodi principali. In casi estremi, è possibile utilizzare una custodia in legno o plastica, incollata all'interno con un foglio.
Nella TV smontata, quando si rimuoveva il sintonizzatore analogico, è stato liberato spazio sufficiente per l'installazione di un trasformatore con una tale scheda e persino un foro per l'interruttore di alimentazione è emerso. È anche desiderabile schermare il trasformatore in modo da non interferire con i canali TV. Collegare i terminali per il collegamento della tensione di sincronizzazione e del segnale di test alla scheda solo con un filo schermato.
Dopo aver collegato il trasformatore al circuito, collegare S1 e S2, rispettivamente, far passare i fili di ingresso attraverso il foro nel ricevitore televisivo, collegare l'uscita del circuito all'altoparlante e alla bobina di rifiuto. Utilizzare la lunghezza minima del filo in tutte le connessioni conduttive per ridurre l'induttanza dissipata del circuito. Resta da trovare una posizione di installazione conveniente per S1 e S2, chiudere il coperchio posteriore e procedere con il test drive.

Verifica delle prestazioni del dispositivo

Per la sua funzionalità, l'oscilloscopio assemblato è tutt'altro che degno modello di laboratorio, ma è indispensabile per l'uso in progetti semplici in cui si desidera vedere la forma d'onda. Inoltre, una certa novità ha la capacità di ascoltare il segnale in studio, soprattutto quando si riceve un feedback simile a "segni". In questo esempio, possiamo osservare un cambiamento nel segnale indotto da una bobina a filo convenzionale quando si trova in un posto arbitrario, sopra il trasformatore interno dello strumento e quando si trova sopra il processore del laptop.
La capacità di amplificare il segnale in ingresso è un'ottima caratteristica se non sono necessari parametri assolutamente precisi. Il rumore della frequenza di 60 Hz, amplificato dal circuito, può essere finora determinato con un errore sufficiente. Ma questo fenomeno provoca anche induttanza vagante del filo di ingresso. Solo una messa a terra schermata di tutte le parti del circuito può ridurre le interferenze.
La bobina dimostrata con un filo collegato all'ingresso del dispositivo consente l'uso di una grande induttanza con forte guadagno. Riesce a rilevare fonti di energia per diversi metri, dirigendo la bobina nella direzione dei trasformatori e quindi visualizzandone visivamente il funzionamento. È inoltre possibile rilevare la posizione del processore all'interno di un dispositivo complesso. È possibile utilizzare la bobina come microfono induttivo posizionandola vicino a un altoparlante per riprodurre musica. Il campo magnetico riprodotto dalla bobina del diffusore verrà rilevato e amplificato dal dispositivo creato, dopodiché la musica riprodotta verrà riflessa sul tubo dell'oscilloscopio.
È possibile visualizzare visivamente sul dispositivo e il funzionamento del canale Internet. Una linea domestica dedicata (120 V CA) è stata utilizzata come segnale di ingresso per questo e, avendo mostrato la sua "immagine", il dispositivo funziona ancora.
Articolo originale in inglese

Guarda il video: Oscilloscopio musicale da vecchia TV (Novembre 2024).