Hi ha diverses instruccions a Internet per convertir un televisor antic (de vegades parcialment no funcionant) en un oscil·loscopi de pantalla ampla. Aquest article també us explicarà com crear un dispositiu electrònic digne mitjançant modificacions senzilles per un cost total d'uns 20 dòlars. Perquè el senyal d'entrada es mostri a la pantalla i es reprodueixi a través de l'altaveu del televisor, haureu de muntar un dispositiu senzill que canviï el circuit d'alimentació del sistema de desviació. Per descomptat, no podeu estendre un gran espectre de freqüències amb un dispositiu d'aquest tipus (en realitat, 20-20.000 kHz), però el seguiment de les oscil·lacions de baixa freqüència és bastant accessible.
Mira el vídeo
També podeu instal·lar els connectors i els controls principals del dispositiu a la caixa del televisor (afortunadament, l'espai ho permet). Per exemple, la presència d'un connector RCA serà una excel·lent manera de connectar un iPod i alhora permetrà el subministrament de senyals de voltatge alterna des de mil·livolts fins a centenars de volts. A prop podeu col·locar un tallador d'1 mOhm i un interruptor giratori de 6 seccions. Un petit retallador serà convenient per controlar la freqüència d'escaneig horitzontal i un botó vermell brillant és adequat per encendre el dispositiu.
Cal afegir que aquest diagrama de connexió no és adequat per a tots els models de televisors i és més útil per a persones que sàpiguen manejar circuits i tinguin experiència en electrònica. Però la idea en si conté molts punts interessants.
Requisits de seguretat
La implementació del projecte descrit implica la realització d'obres prop d'un transformador de televisió obert i condensadors d'alta tensió. La tensió al magnetró arriba als 120 kV! Per eliminar la possibilitat de descàrrega elèctrica mortal, s'han de seguir estrictament les precaucions de seguretat adequades. El primer pas per realitzar qualsevol acció hauria de ser desactivar completament el dispositiu. Aquí no ens hem d'oblidar dels condensadors d'alta tensió. Per tant, la carcassa protectora de la unitat d'alta tensió s'elimina amb molta cura. És important no danyar els cables de la placa de circuit imprès ni tocar-ne els contactes exposats.
A continuació, heu de descarregar força grans capacitats (50 V o més). Això es fa amb un tornavís o unes pinces ben aïllats. Els seus contactes estan tancats entre si o a la carcassa fins que es descarreguen completament. No ho hauríeu de fer en una placa de circuit imprès, ja que les pistes es poden cremar. Quan realitzeu treballs o proveu el dispositiu, assegureu-vos que hi hagi algú a prop vostre que pugui trucar a un metge o oferir els primers auxilis.
Principi de funcionament
Els televisors i oscil·loscopis de tubs catòdics (CRT) es consideren els dispositius més intercanviables. A més, un receptor de televisió és més complex que un oscil·loscopi bàsic de laboratori. Per refer-lo, n'hi ha prou amb desfer-se d'algunes de les funcions del televisor incorporades i afegir-hi un simple amplificador. Després de tot, cada línia desplegada de la pantalla del televisor és creada per un feix d'electrons, escanejat ràpidament a través del material transparent del substrat luminescent del tub.
Els electrons carregats estan controlats per camps elèctrics i magnètics creats per bobines situades darrere del tub. Aquests nuclis de filferro desvien el feix horitzontalment i verticalment, controlant la col·locació de la imatge a la pantalla. Per ajustar-lo al centre de la línia de l'oscil·loscopi, cal fer-hi algunes modificacions.
Recordem que el senyal de vídeo produeix 32 fotogrames per segon, cadascun dels quals consta de dues imatges "entrellaçades" (és a dir, s'escanegen 64 fotogrames). L'estàndard NTSC defineix 525 línies en el format de pantalla, altres estàndards tenen valors lleugerament diferents. Això vol dir que per reproduir una imatge plena a la pantalla, el feix d'electrons s'ha de desviar verticalment cada 1/64 de segon (freqüència 64 Hz) i horitzontalment 1/(64x525) segons (freqüència 32000 Hz). Per garantir aquests valors, la tensió del transformador de línia supera els 15.000 volts. En aquest cas, el dispositiu funciona com un televisor i crea una imatge detallada a la pantalla.
Per aconseguir que dibuixi una imatge en una línia molt fina desviada verticalment pel senyal d'entrada, cal ajustar el nombre de voltes de les bobines de la pantalla. També és important "treballar" amb la bobina de l'inductor. La seva impedància depèn de la freqüència. Com més gran sigui la freqüència, més difícil serà mostrar-la a la pantalla. Amb un diàmetre exterior del nucli toroidal de 10 mm i un gruix de 2 mm, els bobinatges I i III haurien de contenir cadascun 100 voltes de fil PELSHO 0,1 i el bobinat II hauria de contenir 30 voltes.
També val la pena recordar que el senyal d'un televisor està integrat matemàticament. Això fa que l'ona quadrada d'entrada aparegui com una ona triangular a la pantalla i l'ona triangle d'entrada com una ona sinusoïdal. Això només s'aplica a la imatge, no al so. Les ones sinusoïdals es mostraran sense distorsió.El fenomen no serà tan notable en televisors molt antics que són capaços de mostrar soroll blanc o una pantalla blava quan no hi ha senyal, en lloc d'apagar automàticament la imatge.
Eliminació de nodes innecessaris
En el nostre cas, hem utilitzat un receptor de televisió antic amb una pantalla de 15 polzades i un sintonitzador UHF/VHF clàssic. No és necessari crear un oscil·loscopi, de manera que podeu treure immediatament el sintonitzador i oblidar-ne de la seva existència. També podeu desconnectar gradualment els mòduls innecessaris un per un, comprovant que el televisor encara pugui funcionar. Només necessiteu la placa principal i tot el connectat al cinescopi. Cal que només mostri soroll blanc o una pantalla blava. Simplement podeu buidar la caixa de les peces restants.
El televisor que es convertia tenia dos potenciòmetres al davant. Un d'ells servia per encendre i ajustar el volum, i l'altre controlava la brillantor. Tots dos es van eliminar: el primer es va substituir per un interruptor d'encesa (botó vermell gran), el segon s'havia d'ajustar a la màxima brillantor i arreglar-se soldant resistències addicionals al circuit. Heu de tenir en compte immediatament que un dispositiu amb un control de volum integrat no és apte per a la modificació. Amplifica el senyal connectat al televisor i hauràs de buscar un amplificador a la placa principal, i això causarà problemes addicionals. Els altaveus també es poden apagar en aquesta fase.
Preparació del sistema de desviació
Per aconseguir una imatge d'oscil·loscopi a la pantalla del cinescopi, haureu d'aplicar el senyal amplificat generat d'impulsos de sincronització vertical i horitzontal a les bobines de deflexió H i V. Com obtenir-lo es comentarà una mica més endavant, però ara cal preparar el sistema de desviació.Les bobines estan connectades a la placa principal amb quatre pins. Heu de desconnectar l'horitzontal, els cables vermell i blau hi van. Si connecteu un iPod o un ordinador directament a aquests terminals, podeu mostrar música a la pantalla del cinescopi. La bobina vertical té un cable groc i taronja, però per obtenir una exploració de 64 Hz s'han de canviar a la bobina horitzontal.
Ara heu de trobar on es connecten les bobines a la petita placa de circuit del tub del tub d'imatge. Si el receptor de televisió no és molt nou, només hi ha dues bobines i 4 cables van d'ells a la placa principal. En cas contrari, hi haurà més bobines i la modificació no funcionarà d'aquesta forma. Però no abandoneu el que vau començar i podreu experimentar una mica. De moment, assumirem que encara queden 4 cables. Queda per tractar els cables que van al cinescopi. D'acord amb la regla de la dreta (F=qVxB), n'eliminem un en ordre aleatori. Si, quan engegueu el dispositiu, es mostra una línia horitzontal a la pantalla, la bobina vertical està desactivada; si és vertical, aleshores viceversa. Els extrems corresponents són trobats pel provador i marcats.
Els cables de connexió de la bobina horitzontal s'eliminen ara de la PCB principal. No oblidis que hauràs de fer front a una freqüència de 30.000 Hz i una tensió de més de 15.000 volts. El futur oscil·loscopi no els necessita. Abans de tocar-los, s'han de curtcircuitar, després ben aïllats i col·locar-los dins de la carcassa perquè no toquin res després d'encendre l'aparell. Per tant, la línia de marcatge vertical de 60 Hz està a punt. Per obtenir la mateixa línia horitzontal de 60 Hz, soldem els dos cables restants que van a la bobina vertical a l'horitzontal.I el vertical es convertirà en l'entrada de l'oscil·loscopi per connectar el circuit amplificador.
Configuració d'escombrat
La part posterior del treball és la més perillosa, ja que es realitzarà amb la tensió connectada. Aneu especialment amb compte! Intentem connectar la font del senyal a la bobina de desviació vertical (pot ser un reproductor de MP3 o una sortida d'auriculars d'ordinador). Per mostrar una freqüència a la pantalla, proveu de generar un to coherent. Amb el televisor encès, utilitzeu un tornavís aïllat per tocar amb cura els cables d'alta tensió un per un, esbrinant quins canvis a la pantalla provocarà això (el vostre assistent hauria de mirar-ho o utilitzar un mirall gran).
Un d'ells afectarà la freqüència d'escaneig. Al tauler on entra, cal soldar una resistència de tallador (aproximadament 50-60 kOhm). Després d'assegurar-vos que la unitat funciona, podeu treure el mànec de la resistència implicada del cos del dispositiu. Fins i tot una sintonització de freqüència horitzontal executada de manera impecable no us permetrà veure el rang superior, sinó que només mostrarà la forma d'ona de desplaçament a la pantalla. També podeu personalitzar les pestanyes d'anell existents situades al voltant de la part estreta del tub del cinescopi. Normalment són de color negre o gris fosc i també controlen indirectament la imatge final.
Amplificació del senyal entrant
Tot el que s'ha fet fins ara ens ha permès crear un bon visualitzador de senyal d'entrada. N'hi ha prou amb connectar la presa de l'iPod a la bobina de desviació vertical i la música que sona es mostrarà a la pantalla. Però per obtenir un oscil·loscopi real, necessitareu un amplificador addicional (podeu muntar-lo on es trobava el sintonitzador UHF/VHF descartat).La seva idea va ser manllevada de diversos llocs temàtics per tal d'obtenir el mínim cost i la màxima eficiència. Es va prendre com a base el disseny de Pavel Falstad i la placa de circuit imprès presentada és un circuit modificat d'un amplificador d'àudio push-pull.
Per implementar-lo necessitarem: un microconjunt TL082, que inclogui 2 amplificadors operacionals, un parell de transistors (per exemple, 41NPN/42PNP), un regulador de potència LM317, un interruptor giratori Pol, un potenciòmetre d'1 mOhm, dos trimers de 10 kOhm, 4 díodes 1A, un transformador per a electròlit de 30 VAC, 1000 µF 50 V, dos electròlits de 470 µF 16 V i 5 resistències (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm i 10 mOhm).
El primer amplificador operatiu controla el guany del senyal d'entrada mitjançant la fórmula R1/R2, on R1 és la resistència seleccionada pel commutador rotatiu, R2 és el pot d'1 mOhm. Teòricament, és capaç d'amplificar el senyal d'entrada fins a 1 milió de vegades (amb un mínim d'1 ohm present al commutador rotatiu). El segon controla que els transistors reben la tensió necessària per obrir les unions i compensa les distorsions. Necessiten 0,7 V per obrir i 1,4 V per canviar.
El circuit acabat requereix un calibratge obligatori. El regulador de potència està dissenyat per a una diferència de 30 V, de manera que l'amplificador operatiu normalment sortirà +15/-15 V, però per a un bon filtrat la seva sortida hauria de ser uns volts més baixa que la tensió a través del condensador de 1000 uF. Per a això, hi ha el trimmer 1. La sortida del circuit està connectada a la bobina de deflexió horitzontal. La música que passa pel circuit comença a "tallar-se" a dalt/a baix. Per evitar-ho, s'ajusta el retallador 2 fins que la part superior dels clips toqui les vores de la pantalla. Això reduirà la tensió i evitarà que els transistors sobrecarreguin el camí de RF del dispositiu (cremant la bobina de deflexió).
Ara podeu connectar el sistema d'altaveus integrat a la sortida del televisor. Si el volum és excessiu, s'afegeix una gran resistència de càrrega (per exemple, 10 Ohm 1 W); si no hi ha prou so, la resistència de càrrega es col·loca a la bobina de deflexió, després de la qual es recalibrà aquesta última. Per protegir-vos de sorolls molests innecessaris mentre busqueu el senyal d'entrada desitjat, podeu instal·lar un interruptor a l'altaveu.
Ajuntant-ho tot
Un amplificador addicional pot generar un camp magnètic fort, per la qual cosa val la pena cuidar-ne el disseny. El tauler ha de ser el més compacte possible, amb cables curts i bona agrupació. No requereix un blindatge especial, però per evitar interferències amb altres televisors de casa, assegureu-vos que estigui situat a la carcassa sense crear interferències als components principals. Com a últim recurs, podeu utilitzar una caixa de fusta o plàstic coberta amb paper d'alumini a l'interior.
En el televisor que es desmuntava, en treure el sintonitzador analògic, es va alliberar prou espai per instal·lar un transformador amb aquesta placa i fins i tot hi havia un forat per a l'interruptor d'alimentació. També s'aconsella blindar el transformador per no crear interferències als canals de televisió. Connecteu els terminals per connectar la tensió de sincronització i el senyal en estudi a la placa només amb un cable blindat.
Després de connectar el transformador al circuit, connecteu S1 i S2 respectivament, feu passar els cables d'entrada pel forat del cos del receptor de televisió, connecteu la sortida del circuit a l'altaveu i la bobina de desviació. S'ha d'utilitzar una longitud mínima de cable en totes les connexions fetes per reduir la inductància del bucle amb fuites.Només queda trobar un lloc convenient per instal·lar S1 i S2, tancar la coberta posterior i iniciar la prova de conducció.
Comprovació de la funcionalitat del dispositiu
Pel que fa a la funcionalitat, l'oscil·loscopi muntat dista molt de ser models de laboratori dignes, però és indispensable per al seu ús en projectes senzills on cal veure la forma d'ona. També una certa novetat és la capacitat d'escoltar el senyal que s'està estudiant, sobretot quan es rep un feedback que s'assembla a "senyals". En l'exemple considerat, es pot observar un canvi en el senyal induït per una bobina de cable convencional quan es troba en un lloc arbitrari, per sobre del transformador intern del dispositiu i quan es troba per sobre del processador de l'ordinador portàtil.
La capacitat d'amplificar el senyal entrant és una gran característica si no el necessiteu per ser absolutament precís. El soroll de 60 Hz amplificat pel circuit encara es pot detectar amb una precisió raonable. Però aquest fenomen també és causat per la inductància perduda del cable d'entrada. Només la connexió a terra blindada de totes les parts del circuit pot reduir les interferències.
La bobina de cable demostrada connectada a l'entrada del dispositiu permet l'ús d'una gran inductància amb una gran amplificació. Pot detectar fonts d'alimentació a diversos metres de distància apuntant la bobina cap a la ubicació dels transformadors i després visualitzar-ne el funcionament. També podeu detectar la ubicació del processador dins d'un dispositiu complex. Podeu utilitzar la bobina com a micròfon inductiu col·locant-lo a prop d'un altaveu que reprodueixi música. El camp magnètic reproduït per la bobina de l'altaveu serà detectat i amplificat pel dispositiu creat, després del qual la música que s'està reproduint es reflectirà al cinescopi de l'oscil·loscopi.
Podeu veure clarament el funcionament del canal d'Internet al dispositiu.Es va utilitzar una línia domèstica dedicada (120 VAC) com a senyal d'entrada per a això i, després d'haver mostrat la seva "imatge", el dispositiu encara funciona.
Article original en anglès
