Na internete sú rôzne návody na premenu starého (niekedy čiastočne nefunkčného) televízora na širokouhlý osciloskop. Tento článok vám tiež povie, ako vytvoriť slušné elektronické zariadenie pomocou jednoduchých úprav za celkové náklady asi 20 dolárov. Aby sa vstupný signál zobrazoval na obrazovke a reprodukoval cez reproduktor televízora, budete musieť zostaviť jednoduché zariadenie, ktoré spína napájací obvod vychyľovacieho systému. Samozrejme, s takýmto zariadením nemôžete roztiahnuť veľké frekvenčné spektrum (v skutočnosti 20-20 000 kHz), ale monitorovanie nízkofrekvenčných oscilácií je celkom dostupné.
Pozri si video
Do televíznej skrinky môžete nainštalovať aj hlavné konektory a ovládacie prvky zariadenia (našťastie to priestor umožňuje). Napríklad prítomnosť RCA konektora bude vynikajúcim spôsobom pripojenia iPodu a zároveň umožní napájanie striedavých napäťových signálov od milivoltov až po stovky voltov. Neďaleko môžete umiestniť zastrihávač 1 mOhm a 6-sekčný otočný spínač. Na ovládanie horizontálnej frekvencie skenovania bude vhodný malý zastrihávač a na zapnutie zariadenia je vhodné jasne červené tlačidlo.
Zostáva dodať, že táto schéma zapojenia nie je vhodná pre všetky modely TV a je užitočnejšia pre ľudí, ktorí vedia narábať s obvodmi a majú skúsenosti s elektronikou. Ale samotná myšlienka obsahuje veľa zaujímavých bodov.
Bezpečnostné požiadavky
Realizácia opísaného projektu zahŕňa vykonávanie prác v blízkosti otvoreného televízneho transformátora a vysokonapäťových kondenzátorov. Napätie na magnetróne dosahuje 120 kV! Aby sa vylúčila možnosť smrteľného úrazu elektrickým prúdom, musia sa prísne dodržiavať príslušné bezpečnostné opatrenia. Prvým krokom k vykonaniu akejkoľvek akcie by malo byť úplné odpojenie zariadenia od napájania. Tu nesmieme zabudnúť na vysokonapäťové kondenzátory. Preto sa ochranný kryt vysokonapäťovej jednotky odstraňuje mimoriadne opatrne. Je dôležité, aby ste nepoškodili vodiče dosky plošných spojov a nedotýkali sa jej odkrytých kontaktov.
Ďalej musíte násilne vybiť veľké kapacity (50 V alebo viac). To sa vykonáva pomocou dobre izolovaného skrutkovača alebo pinzety. Ich kontakty sú uzavreté navzájom alebo s krytom až do úplného vybitia. Nemali by ste to robiť na doske s plošnými spojmi, pretože stopy môžu vyhorieť. Pri vykonávaní práce alebo testovaní zariadenia sa uistite, že je v blízkosti niekto z vašich blízkych, ktorý môže privolať lekára alebo poskytnúť prvú pomoc.
Princíp činnosti
Televízory a osciloskopy s katódovou trubicou (CRT) sa považujú za najviac zameniteľné zariadenia. Televízny prijímač je tiež zložitejší ako základný laboratórny osciloskop. Na jeho prerobenie sa stačí zbaviť niektorých funkcií televízora v ňom zabudovaných a pridať jednoduchý zosilňovač. Koniec koncov, každý rozvinutý riadok televíznej obrazovky je vytvorený elektrónovým lúčom, rýchlo skenovaným cez priehľadný materiál luminiscenčného substrátu trubice.
Nabité elektróny sú riadené elektrickými a magnetickými poľami vytvorenými cievkami umiestnenými za trubicou. Tieto drôtené jadrá vychyľujú lúč horizontálne a vertikálne, čím riadia umiestnenie obrazu na obrazovke. Na jej prispôsobenie k stredu čiary osciloskopu je potrebné vykonať na nich určité úpravy.
Pripomeňme si, že video signál produkuje 32 snímok za sekundu, z ktorých každý pozostáva z dvoch „prekladaných“ obrazov (to znamená, že sa skenuje 64 snímok). Norma NTSC definuje 525 riadkov vo formáte obrazovky, ostatné normy majú mierne odlišné hodnoty. To znamená, že na reprodukciu plného obrazu na obrazovke sa elektrónový lúč musí vychýliť vertikálne každých 1/64 sekundy (frekvencia 64 Hz) a horizontálne 1/(64x525) sekundy (frekvencia 32 000 Hz). Na zabezpečenie takýchto hodnôt napätie linkového transformátora presahuje 15 000 voltov. V tomto prípade zariadenie funguje ako televízor a vytvára na obrazovke detailný obraz.
Aby sa obraz nakreslil na veľmi tenkú čiaru vertikálne vychýlenú vstupným signálom, musíte upraviť počet závitov cievok obrazovky. Je tiež dôležité „pracovať“ s indukčnou cievkou. Jeho impedancia závisí od frekvencie. Čím vyššia je frekvencia, tým ťažšie bude jej zobrazenie na obrazovke. Pri vonkajšom priemere toroidného jadra 10 mm a hrúbke 2 mm by vinutia I a III mali obsahovať 100 závitov drôtu PELSHO 0,1 a vinutie II by malo obsahovať 30 závitov.
Je tiež potrebné pripomenúť, že signál na televízore je matematicky integrovaný. To spôsobí, že vstupná štvorcová vlna sa na obrazovke zobrazí ako trojuholníková vlna a vstupná trojuholníková vlna ako sínusová vlna. Týka sa to len obrazu, nie zvuku. Sínusové vlny sa zobrazia bez skreslenia.Tento jav nebude taký viditeľný na veľmi starých televízoroch, ktoré sú schopné zobrazovať biely šum alebo modrú obrazovku, keď nie je signál, namiesto toho, aby automaticky vypínali obraz.
Odstránenie nepotrebných uzlov
V našom prípade sme použili starý televízny prijímač s 15-palcovou obrazovkou a klasickým UHF/VHF tunerom. Nie je potrebné vytvárať osciloskop, takže ladičku môžete okamžite odstrániť a zabudnúť na jej existenciu. Nepotrebné moduly môžete postupne jeden po druhom odpájať a kontrolovať, či televízor stále funguje. Potrebujete iba hlavnú dosku a všetko pripojené k kineskopu. Je potrebné, aby zobrazoval iba biely šum alebo modrú obrazovku. Zo škatule môžete jednoducho vyprázdniť zvyšné diely.
Prerábaný televízor mal na prednej strane dva potenciometre. Jeden z nich slúžil na zapnutie a nastavenie hlasitosti a druhý na ovládanie jasu. Oba boli odstránené: prvý bol nahradený vypínačom (veľké červené tlačidlo), druhý musel byť nastavený na maximálny jas a opravený pripájaním ďalších odporov do obvodu. Okamžite by ste si mali uvedomiť, že zariadenie so vstavaným ovládaním hlasitosti nie je vhodné na úpravu. Zosilňuje signál pripojený k televízoru a budete musieť hľadať zosilňovač na hlavnej doske, čo spôsobí ďalšie problémy. V tejto fáze je možné reproduktory aj vypnúť.
Príprava vychyľovacieho systému
Aby ste dosiahli obraz osciloskopu na obrazovke kineskopu, budete musieť použiť vygenerovaný zosilnený signál vertikálnych a horizontálnych synchronizačných impulzov na vychyľovacie cievky H a V. O tom, ako ho získať, sa bude diskutovať o niečo neskôr, ale teraz je potrebné pripraviť vychyľovací systém.Cievky sú pripojené k hlavnej doske pomocou štyroch pinov. Musíte odpojiť vodorovný, k nemu idú červené a modré vodiče. Pripojením iPodu alebo počítača priamo k týmto terminálom môžete zobrazovať hudbu na obrazovke kineskopu. Vertikálna cievka má žltý a oranžový vodič, ale na získanie 64Hz skenovania je potrebné prepnúť na horizontálnu cievku.
Teraz musíte zistiť, kde sa cievky pripájajú k malej doske s plošnými spojmi na trubici. Ak televízny prijímač nie je príliš nový, existujú iba dve cievky a z nich idú 4 vodiče na hlavnú dosku. V opačnom prípade bude cievok viac a úprava v tejto podobe nebude fungovať. Nevzdávajte sa však toho, čo ste začali, a môžete trochu experimentovať. Zatiaľ budeme predpokladať, že drôty sú stále 4. Zostáva sa zaoberať drôtmi smerujúcimi do kineskopu. Podľa pravidla pravej ruky (F=qVxB) odstránime jednu z nich v náhodnom poradí. Ak sa po zapnutí zariadenia na obrazovke zobrazí vodorovná čiara, vertikálna cievka je deaktivovaná; ak je vertikálna, potom naopak. Zodpovedajúce konce nájde tester a označí ich.
Vodorovné pripojovacie vodiče cievky sú teraz odstránené z hlavnej dosky plošných spojov. Nezabudnite, že sa budete musieť vysporiadať s frekvenciou 30 000 Hz a napätím viac ako 15 000 voltov. Budúci osciloskop ich nepotrebuje. Pred dotykom ich treba skratovať, následne dobre zaizolovať a umiestniť do puzdra tak, aby sa po zapnutí zariadenia ničoho nedotýkali. Takže vertikálna značkovacia čiara 60 Hz je pripravená. Aby sme získali rovnakú horizontálnu čiaru 60 Hz, prispájkujeme dva zostávajúce drôty vedúce k vertikálnej cievke k horizontálnemu.A vertikálny sa stane vstupom osciloskopu na pripojenie obvodu zosilňovača.
Nastavenie zametania
Ďalšia časť práce je najnebezpečnejšia, pretože sa bude vykonávať s pripojeným napätím. Buďte obzvlášť opatrní! Snažíme sa pripojiť zdroj signálu na vertikálnu vychyľovaciu cievku (môže to byť MP3 prehrávač alebo výstup na slúchadlá počítača). Ak chcete na obrazovke zobraziť jednu frekvenciu, pokúste sa vytvoriť konzistentný tón. Keď je televízor zapnutý, pomocou izolovaného skrutkovača sa jeden po druhom opatrne dotknite vysokonapäťových vodičov a zistite, k akým zmenám na obrazovke to povedie (váš asistent by to mal sledovať alebo použiť veľké zrkadlo).
Jeden z nich ovplyvní frekvenciu skenovania. Na doske, kde vstupuje, musíte spájkovať odpor trimra (približne 50-60 kOhm). Po uistení sa, že jednotka funguje, môžete odstrániť rukoväť príslušného odporu z tela zariadenia. Dokonca aj dokonale vykonané horizontálne ladenie frekvencie vám neumožní vidieť horný rozsah, ale zobrazí na obrazovke iba rolovaný priebeh. Môžete tiež prispôsobiť existujúce prstencové výstupky umiestnené okolo úzkej časti tubusu kineskopu. Zvyčajne majú čiernu alebo tmavosivú farbu a tiež nepriamo kontrolujú výsledný obrázok.
Zosilnenie prichádzajúceho signálu
Všetko, čo sa doteraz urobilo, nám umožnilo vytvoriť dobrý vizualizér vstupného signálu. Stačí pripojiť zásuvku pre iPod k vertikálnej vychyľovacej cievke a na obrazovke sa zobrazí znejúca hudba. Ale aby ste získali skutočný osciloskop, budete potrebovať dodatočný zosilňovač (môžete ho zostaviť tam, kde sa nachádzal vyradený UHF/VHF tuner).Jeho nápad bol vypožičaný z niekoľkých tematických stránok s cieľom získať minimálne náklady a maximálnu efektivitu. Ako základ bol vzatý návrh Pavla Falstada a prezentovaná doska plošných spojov je upraveným obvodom push-pull audio zosilňovača.
Na jeho implementáciu budeme potrebovať: mikrozostavu TL082 vrátane 2 operačných zosilňovačov, pár tranzistorov (napríklad 41NPN/42PNP), regulátor výkonu LM317, otočný spínač Pole, potenciometer 1 mOhm, dva triméry 10 kOhm, 4 1A diódy, transformátor pre 30 VAC, 1000 µF 50 V elektrolyt, dva 470 µF 16 V elektrolyty a 5 rezistorov (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm a 10 mOhm).
Prvý operačný zosilňovač riadi zosilnenie vstupného signálu pomocou vzorca R1/R2, kde R1 je odpor zvolený otočným spínačom, R2 je 1 mOhm potenciometr. Teoreticky je schopný zosilniť vstupný signál až 1 milión krát (s minimom 1 ohm prítomným na otočnom prepínači). Druhý monitoruje, že tranzistory dostávajú potrebné napätie na otvorenie prechodov a kompenzuje skreslenie. Na otvorenie potrebujú 0,7 V a na spínanie 1,4 V.
Hotový obvod vyžaduje povinnú kalibráciu. Regulátor výkonu je navrhnutý pre rozdiel 30 V, takže operačný zosilňovač bude mať typicky výstup +15/-15 V, ale pre dobré filtrovanie by mal byť jeho výstup o niekoľko voltov nižší ako napätie na kondenzátore 1000 uF. Na tento účel slúži trimr 1. Výstup obvodu je pripojený k horizontálnej vychyľovacej cievke. Hudba prechádzajúca obvodom začína byť „odrezaná“ hore/dole. Aby ste tomu zabránili, zastrihávač 2 sa nastavuje tak, aby sa vrchné časti klipov dotýkali okrajov obrazovky. Tým sa zníži napätie a tranzistory nebudú preťažovať RF cestu zariadenia (prepálenie vychyľovacej cievky).
Teraz môžete pripojiť vstavaný reproduktorový systém k TV výstupu. Ak je hlasitosť nadmerná, pridá sa veľký zaťažovací odpor (napríklad 10 Ohm 1 W), pri nedostatočnom zvuku sa zaťažovací odpor umiestni na vychyľovaciu cievku, po ktorej sa táto prekalibruje. Aby ste sa ochránili pred zbytočným nepríjemným pípaním pri vyhľadávaní požadovaného vstupného signálu, môžete na reproduktor nainštalovať prepínač.
Dávať to všetko dokopy
Dodatočný zosilňovač môže generovať silné magnetické pole, takže stojí za to postarať sa o jeho dizajn. Doska by mala byť čo najkompaktnejšia, s krátkymi vedeniami a dobrým zoskupením. Nevyžaduje špeciálne tienenie, ale aby ste sa vyhli rušeniu iných televízorov vo vašej domácnosti, uistite sa, že je umiestnený v puzdre bez rušenia hlavných komponentov. V krajnom prípade môžete použiť drevené alebo plastové puzdro pokryté fóliou z vnútornej strany.
V rozoberanom televízore sa pri odstraňovaní analógového tuneru uvoľnilo dostatok miesta na inštaláciu transformátora s takouto doskou a bol tam dokonca aj otvor pre vypínač. Je tiež vhodné tieniť transformátor, aby nedochádzalo k rušeniu televíznych kanálov. Svorky pre pripojenie synchronizačného napätia a skúmaného signálu k doske pripájame len tieneným vodičom.
Po zapojení transformátora do obvodu zapojte S1 resp. S2, preveďte vstupné vodiče cez otvor v tele televízneho prijímača, výstup obvodu pripojte k reproduktoru a vychyľovacej cievke. Vo všetkých pripojeniach by sa mala použiť minimálna dĺžka vodiča, aby sa znížila indukčnosť netesnej slučky.Zostáva len nájsť vhodné miesto na inštaláciu S1 a S2, zavrieť zadný kryt a spustiť testovaciu jazdu.
Kontrola funkčnosti zariadenia
Pokiaľ ide o funkčnosť, zostavený osciloskop má ďaleko od hodnotných laboratórnych modelov, ale je nevyhnutný pre použitie v jednoduchých projektoch, kde potrebujete vidieť priebeh. Určitou novinkou je aj možnosť počuť skúmaný signál, najmä pri prijímaní spätnej väzby, ktorá pripomína „znamenia“. V uvažovanom príklade je možné pozorovať zmenu signálu indukovaného konvenčnou drôtovou cievkou, keď je umiestnená na ľubovoľnom mieste, nad vnútorným transformátorom zariadenia a keď je umiestnená nad procesorom prenosného počítača.
Schopnosť zosilniť prichádzajúci signál je skvelá funkcia, ak nepotrebujete, aby bol absolútne presný. Šum 60 Hz zosilnený obvodom môže byť stále detekovaný s primeranou presnosťou. Ale tento jav je spôsobený aj rozptylovou indukčnosťou vstupného vodiča. Len tienené uzemnenie všetkých častí obvodu môže znížiť rušenie.
Predvedená cievka drôtu pripojená na vstup zariadenia umožňuje použitie veľkej indukčnosti s vysokým zosilnením. Dokáže detekovať napájacie zdroje vzdialené niekoľko metrov nasmerovaním cievky smerom k umiestneniu transformátorov a potom vizuálne sledovať ich činnosť. Môžete tiež zistiť umiestnenie procesora vo vnútri zložitého zariadenia. Cievku môžete použiť ako indukčný mikrofón umiestnením blízko reproduktora prehrávajúceho hudbu. Magnetické pole reprodukované cievkou reproduktora bude detekované a zosilnené vytvoreným zariadením, po čom sa prehrávaná hudba odrazí na kineskopu osciloskopu.
Na zariadení môžete jasne vidieť fungovanie internetového kanála.Ako vstupný signál sa na to použila vyhradená domáca linka (120 VAC) a po zobrazení svojho „obrázku“ zariadenie stále funguje.
Pôvodný článok v angličtine
