İnternette eski (bazen kısmen çalışmayan) bir TV'yi geniş ekran osiloskopa dönüştürmek için çeşitli talimatlar vardır. Bu makale aynı zamanda toplam maliyeti yaklaşık 20 ABD doları olan basit değişiklikler kullanarak iyi bir elektronik cihazın nasıl oluşturulacağını da anlatacaktır. Giriş sinyalinin ekranda görüntülenmesi ve TV hoparlörü aracılığıyla çoğaltılması için, saptırma sisteminin güç kaynağı devresini değiştiren basit bir cihaz monte etmeniz gerekecektir. Elbette böyle bir cihazla geniş bir frekans spektrumunu genişletemezsiniz (aslında 20-20.000 kHz), ancak düşük frekanslı salınımları izlemek oldukça erişilebilirdir.
Videoyu izle
Ayrıca cihazın ana konektörlerini ve kontrollerini televizyon kasasına da takabilirsiniz (neyse ki alan buna izin veriyor). Örneğin, bir RCA konektörünün varlığı, bir iPod'u bağlamanın mükemmel bir yolu olacak ve aynı zamanda milivolttan yüzlerce volta kadar alternatif voltaj sinyallerinin sağlanmasına izin verecektir. Yakına 1 mOhm'luk bir düzeltici ve 6 bölümlü bir döner anahtar yerleştirebilirsiniz. Yatay tarama frekansını kontrol etmek için küçük bir düzeltici uygun olacaktır ve cihazı açmak için parlak kırmızı bir düğme uygundur.
Bu bağlantı şemasının tüm TV modelleri için uygun olmadığını ve devreleri nasıl kullanacağını bilen ve elektronik konusunda tecrübesi olan kişiler için daha faydalı olduğunu da eklemeye devam ediyoruz. Ancak fikrin kendisi birçok ilginç noktayı içeriyor.
Güvenlik gereksinimleri
Açıklanan projenin uygulanması, açık bir televizyon transformatörünün ve yüksek voltajlı kapasitörlerin yakınında çalışma yapılmasını içerir. Magnetrondaki voltaj 120 kV'a ulaşıyor! Ölümcül elektrik çarpması olasılığını ortadan kaldırmak için uygun güvenlik önlemlerine kesinlikle uyulmalıdır. Herhangi bir eylemi gerçekleştirmenin ilk adımı, cihazın enerjisini tamamen kesmek olmalıdır. Burada yüksek voltajlı kapasitörleri unutmamalıyız. Bu nedenle yüksek gerilim ünitesinin koruyucu kasası son derece dikkatli bir şekilde çıkarılır. Baskılı devre kartının tellerine zarar vermemek veya açıktaki kontaklara dokunmamak önemlidir.
Daha sonra, büyük kapasiteleri (50 V veya daha fazla) zorla boşaltmanız gerekir. Bu, iyi yalıtılmış bir tornavida veya cımbızla yapılır. Kontakları tamamen boşalana kadar birbirlerine veya mahfazaya kapalıdır. Parçalar yanabileceğinden bunu baskılı devre kartı üzerinde yapmamalısınız. Çalışma yaparken veya cihazı test ederken, yakınınızda doktoru arayabilecek veya ilk yardım sağlayabilecek birinin bulunduğundan emin olun.
Çalışma prensibi
Katot ışın tüpü (CRT) televizyonları ve osiloskoplar en değiştirilebilir cihazlar olarak kabul edilir. Ayrıca bir televizyon alıcısı, temel bir laboratuvar osiloskopundan daha karmaşıktır. Yeniden yapmak için, yerleşik TV işlevlerinden bazılarından kurtulmak ve basit bir amplifikatör eklemek yeterlidir. Sonuçta, TV ekranının açılmış her çizgisi, tüpün ışıldayan alt katmanının şeffaf malzemesi boyunca hızlı bir şekilde taranan bir elektron ışınıyla oluşturulur.
Yüklü elektronlar, tüpün arkasında bulunan bobinlerin oluşturduğu elektrik ve manyetik alanlar tarafından kontrol edilir. Bu tel çekirdekler ışını yatay ve dikey olarak saptırarak görüntünün ekrandaki yerleşimini kontrol eder. Osiloskop hattının merkezine ayarlamak için üzerlerinde bazı değişiklikler yapılması gerekir.
Video sinyalinin saniyede 32 kare ürettiğini ve bunların her birinin iki "geçmeli" görüntüden oluştuğunu (yani 64 karenin tarandığını) hatırlayalım. NTSC standardı ekran formatında 525 satırı tanımlar, diğer standartlarda biraz farklı değerler vardır. Bu, ekranda dolu bir resim oluşturmak için elektron ışınının dikey olarak her 1/64 saniyede bir (frekans 64 Hz) ve yatay olarak 1/(64x525) saniyede (frekans 32000 Hz) saptırılması gerektiği anlamına gelir. Bu değerlerin sağlanması için hat trafosunun voltajı 15.000 voltun üzerine çıkar. Bu durumda cihaz bir TV gibi çalışır ve ekranda detaylı bir görüntü oluşturur.
Giriş sinyali tarafından dikey olarak saptırılan çok ince bir çizgi üzerine bir görüntü çizmesini sağlamak için ekran bobinlerinin dönüş sayısını ayarlamanız gerekir. İndüktör bobini ile "çalışmak" da önemlidir. Empedansı frekansa bağlıdır. Frekans ne kadar yüksek olursa, ekranda gösterilmesi o kadar zor olacaktır. Toroidal çekirdeğin dış çapı 10 mm ve kalınlığı 2 mm olan sargı I ve III'ün her biri 100 dönüşlü PELSHO 0.1 tel içermeli ve sargı II 30 dönüş içermelidir.
Ayrıca TV'deki sinyalin matematiksel olarak entegre olduğunu da hatırlamakta fayda var. Bu, giriş kare dalgasının ekranda üçgen dalga olarak ve giriş üçgen dalgasının sinüs dalgası olarak görünmesine neden olur. Bu yalnızca görüntü için geçerlidir, ses için geçerli değildir. Sinüs dalgaları bozulma olmadan görüntülenecektir.Bu durum, görüntüyü otomatik olarak kapatmak yerine sinyal olmadığında beyaz gürültü veya mavi ekran görüntüleyebilen çok eski TV'lerde o kadar fark edilmeyecektir.
Gereksiz düğümlerin kaldırılması
Bizim durumumuzda 15 inç ekranlı eski bir televizyon alıcısı ve klasik bir UHF/VHF tuneri kullandık. Bir osiloskop oluşturmaya gerek yoktur, böylece tuneri hemen çıkarabilir ve varlığını unutabilirsiniz. Ayrıca TV'nin hala çalışıp çalışmadığını kontrol ederek gereksiz modüllerin bağlantısını kademeli olarak tek tek çıkarabilirsiniz. Yalnızca ana karta ve kineskopla bağlantılı her şeye ihtiyacınız var. Yalnızca beyaz gürültü veya mavi ekran göstermesi gerekir. Kalan parçaların kutusunu kolayca boşaltabilirsiniz.
Dönüştürülen TV'nin ön tarafında iki potansiyometre vardı. Bunlardan biri ses seviyesini açıp ayarlamaya yarıyordu, diğeri ise parlaklığı kontrol ediyordu. Her ikisi de çıkarıldı: birincisi bir güç anahtarıyla (büyük kırmızı düğme) değiştirildi, ikincisinin maksimum parlaklığa ayarlanması ve devreye ek dirençlerin lehimlenmesiyle sabitlenmesi gerekiyordu. Dahili ses kontrolüne sahip bir cihazın modifikasyona uygun olmadığını hemen not etmelisiniz. Televizyona bağlı sinyali güçlendirir ve ana kartta bir amplifikatör aramanız gerekecek ve bu da ek sorunlara neden olacaktır. Bu aşamada hoparlörler de kapatılabilir.
Yönlendirme sisteminin hazırlanması
Kineskop ekranında bir osiloskop görüntüsü elde etmek için, dikey ve yatay senkronizasyon darbelerinin oluşturulan güçlendirilmiş sinyalini H ve V saptırma bobinlerine uygulamanız gerekecektir. Nasıl elde edileceği biraz sonra tartışılacak ama şimdi saptırma sistemini hazırlamak gerekiyor.Bobinler ana karta dört pin ile bağlanır. Yatay olanın bağlantısını kesmeniz gerekiyor, kırmızı ve mavi kablolar ona gidiyor. Bu terminallere doğrudan bir iPod veya bilgisayar bağlayarak müziği kineskop ekranında görüntüleyebilirsiniz. Dikey bobinin sarı ve turuncu bir kablosu vardır, ancak 64Hz tarama elde etmek için yatay bobine geçmeleri gerekir.
Şimdi bobinlerin resim tüpü tüpündeki küçük devre kartına nereye bağlandığını bulmanız gerekiyor. Televizyon alıcısı çok yeni değilse, sadece iki bobin vardır ve bunlardan ana karta 4 kablo gider. Aksi takdirde daha fazla bobin olacak ve bu formda değişiklik çalışmayacaktır. Ancak başladığınız şeyden vazgeçmeyin, biraz deneyebilirsiniz. Şimdilik hala 4 tel olduğunu varsayacağız, geriye kineskop'a giden tellerle uğraşmak kalıyor. Sağ el kuralına göre (F=qVxB) bunlardan birini rastgele sırayla kaldırıyoruz. Cihazı açtığınızda ekranda yatay bir çizgi görünüyorsa dikey bobin devre dışıdır; dikey ise tam tersi. İlgili uçlar test cihazı tarafından bulunur ve işaretlenir.
Yatay bobin bağlantı kabloları artık ana PCB'den çıkarılmıştır. 30.000 Hz frekans ve 15.000 voltun üzerindeki voltajla uğraşmak zorunda kalacağınızı unutmayın. Gelecekteki osiloskopun bunlara ihtiyacı yok. Dokunmadan önce kısa devre yaptırılmalı, ardından iyice yalıtılmalı ve cihaz açıldıktan sonra hiçbir şeye temas etmeyecek şekilde kasanın içine yerleştirilmelidir. Böylece 60 Hz dikey işaretleme hattı hazır hale gelir. Aynı 60 Hz yatay çizgiyi elde etmek için dikey bobine giden kalan iki kabloyu yatay olana lehimliyoruz.Ve dikey olan, amplifikatör devresini bağlamak için osiloskobun girişi olacaktır.
Süpürme ayarı
İşin sonraki kısmı, gerilim bağlıyken gerçekleştirileceği için en tehlikeli olanıdır. Özellikle dikkatli olun! Sinyal kaynağını dikey saptırma bobinine bağlamaya çalışıyoruz (bu bir MP3 çalar veya bilgisayar kulaklık çıkışı olabilir). Ekranda bir frekansı görüntülemek için tutarlı bir ton oluşturmaya çalışın. TV açıkken, yalıtımlı bir tornavida kullanarak yüksek gerilim kablolarına tek tek dikkatlice dokunun ve bunun ekranda ne gibi değişikliklere yol açacağını öğrenin (yardımcınız bunu izlemeli veya büyük bir ayna kullanmalıdır).
Bunlardan biri tarama sıklığını etkileyecektir. Girdiği kart üzerine trimmer direnci (yaklaşık 50-60 kOhm) lehimlemeniz gerekmektedir. Cihazın çalıştığından emin olduktan sonra ilgili direncin kolunu cihaz gövdesinden çıkarabilirsiniz. Kusursuz bir şekilde yürütülen yatay frekans ayarı bile üst aralığı görmenize izin vermeyecek, yalnızca ekranda kaydırma dalga biçimini görüntüleyecektir. Ayrıca kineskop tüpünün dar kısmının etrafında bulunan mevcut halka tırnakları da özelleştirebilirsiniz. Genellikle siyah veya koyu gri renktedirler ve dolaylı olarak nihai görüntüyü kontrol ederler.
Gelen sinyal amplifikasyonu
Bu noktaya kadar yapılan her şey, iyi bir giriş sinyali görselleştiricisi oluşturmamıza olanak sağladı. İPod soketini dikey saptırma bobinine bağlamanız yeterlidir ve çalan müzik ekranda görüntülenecektir. Ancak gerçek bir osiloskop elde etmek için ek bir amplifikatöre ihtiyacınız olacak (bunu atılan UHF/VHF tunerin bulunduğu yere monte edebilirsiniz).Minimum maliyet ve maksimum verimliliği elde etmek için fikri çeşitli tematik sitelerden ödünç alındı. Pavel Falstad'ın tasarımı temel alındı ve sunulan baskılı devre kartı, bir itme-çekme ses amplifikatörünün değiştirilmiş bir devresidir.
Bunu uygulamak için ihtiyacımız olacak: 2 op-amp içeren bir TL082 mikro düzeneği, bir çift transistör (örneğin, 41NPN/42PNP), bir LM317 güç regülatörü, bir Kutup döner anahtarı, 1 mOhm potansiyometre, iki 10 kOhm trimer, 4 1A diyot, 30 VAC için bir transformatör, 1000 µF 50 V elektrolit, iki adet 470 µF 16 V elektrolit ve 5 direnç (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm ve 10 mOhm).
İlk op-amp, R1/R2 formülünü kullanarak giriş sinyalinin kazancını kontrol eder; burada R1, döner anahtar tarafından seçilen dirençtir, R2 ise 1 mOhm'luk pottur. Teorik olarak giriş sinyalini 1 milyon kata kadar yükseltme kapasitesine sahiptir (döner anahtarda minimum 1 ohm mevcut). İkincisi, transistörlerin bağlantıları açmak için gerekli voltajı alıp almadığını izler ve bozulmaları telafi eder. Açmak için 0,7 V, geçiş yapmak için 1,4 V'a ihtiyaçları vardır.
Bitmiş devre zorunlu kalibrasyon gerektirir. Güç regülatörü 30 V'luk bir fark için tasarlanmıştır, dolayısıyla op amp tipik olarak +15/-15 V çıkış verir, ancak iyi bir filtreleme için çıkışının 1000 uF kapasitör üzerindeki voltajdan birkaç volt daha düşük olması gerekir. Bunun için trimmer 1 bulunmaktadır. Devrenin çıkışı yatay saptırma bobinine bağlanmıştır. Devreden geçirilen müzik üst/alttan “kesilmeye” başlar. Bunu önlemek için düzeltici 2, kliplerin üst kısımları ekranın kenarlarına değene kadar ayarlanır. Bu, voltajı düşürecek ve transistörlerin cihazın RF yolunu aşırı yüklemesini (saptırma bobininin yanmasını) önleyecektir.
Artık dahili hoparlör sistemini TV çıkışına bağlayabilirsiniz. Hacim aşırı ise, büyük bir yük direnci eklenir (örneğin, 10 Ohm 1 W); yetersiz ses varsa, yük direnci saptırma bobinine yerleştirilir ve ardından ikincisi yeniden kalibre edilir. İstediğiniz giriş sinyalini tararken kendinizi gereksiz sinir bozucu bip seslerinden korumak için hoparlöre bir anahtar takabilirsiniz.
Hepsini bir araya koy
Ek bir amplifikatör güçlü bir manyetik alan oluşturabilir, bu nedenle tasarımına dikkat etmeye değer. Kart, kısa kablolar ve iyi gruplamayla mümkün olduğunca kompakt yapılmalıdır. Özel bir koruma gerektirmez ancak evinizdeki diğer TV'lerle paraziti önlemek için ana bileşenlere parazit oluşturmayacak şekilde kasaya yerleştirildiğinden emin olun. Son çare olarak içi folyoyla kaplı tahta veya plastik bir kasa kullanabilirsiniz.
Analog tuneri çıkarırken sökülen TV'de, böyle bir kartla bir transformatör kurmak için yeterli alan serbest bırakıldı ve hatta güç anahtarı için bir delik bile vardı. TV kanallarında parazit yaratmayacak şekilde transformatörün korunması da tavsiye edilir. Senkronizasyon voltajını ve incelenen sinyali karta bağlamak için terminalleri yalnızca korumalı kabloyla bağlayın.
Transformatörü devreye bağladıktan sonra sırasıyla S1 ve S2'yi bağlayın, giriş kablolarını televizyon alıcısının gövdesindeki delikten geçirin, devrenin çıkışını hoparlöre ve saptırma bobinine bağlayın. Sızdıran döngü endüktansını azaltmak için yapılan tüm bağlantılarda minimum kablo uzunluğu kullanılmalıdır.Geriye kalan tek şey S1 ve S2'yi kurmak için uygun bir yer bulmak, arka kapağı kapatmak ve test sürüşünü başlatmak.
Cihazın işlevselliğinin kontrol edilmesi
İşlevsellik açısından, monte edilmiş osiloskop, layık laboratuvar modellerinden uzaktır, ancak dalga formunu görmeniz gereken basit projelerde kullanım için vazgeçilmezdir. Ayrıca belirli bir yenilik, özellikle "işaretlere" benzeyen geri bildirim alırken, incelenen sinyali duyma yeteneğidir. Söz konusu örnekte, geleneksel bir tel bobin tarafından, cihazın dahili transformatörünün üzerinde ve dizüstü bilgisayar işlemcisinin üzerinde herhangi bir konuma yerleştirildiğinde indüklenen sinyalde bir değişiklik gözlemlenebilir.
Kesinlikle hassas olmasına ihtiyacınız yoksa, gelen sinyali yükseltme yeteneği harika bir özelliktir. Devre tarafından güçlendirilen 60 Hz gürültü hala makul bir doğrulukla tespit edilebilmektedir. Ancak bu olguya aynı zamanda giriş kablosunun başıboş endüktansı da neden olur. Yalnızca devrenin tüm parçalarının korumalı topraklaması paraziti azaltabilir.
Cihazın girişine bağlanan gösterilen tel bobini, yüksek amplifikasyonla büyük endüktansın kullanılmasına olanak tanır. Bobini transformatörlerin bulunduğu yere doğru yönlendirerek birkaç metre uzaktaki güç kaynaklarını algılayabilir ve ardından bunların çalışmasını görsel olarak görüntüleyebilir. Ayrıca karmaşık bir cihazın içindeki işlemcinin konumunu da tespit edebilirsiniz. Bobini müzik çalan bir hoparlörün yanına yerleştirerek endüktif mikrofon olarak kullanabilirsiniz. Hoparlör bobini tarafından üretilen manyetik alan, oluşturulan cihaz tarafından algılanıp güçlendirilecek, ardından çalınan müzik osiloskop kineskopuna yansıtılacaktır.
İnternet kanalının çalışmasını cihazda net bir şekilde görebilirsiniz.Bunun için giriş sinyali olarak özel bir ev hattı (120 VAC) kullanıldı ve "resmini" gösterdikten sonra cihaz hala çalışıyor.
İngilizce orijinal makale
