Osciloscopio de un viejo televisor

Se han publicado varias instrucciones en Internet para convertir un televisor antiguo (a veces parcialmente inoperativo) en un osciloscopio de pantalla panorámica. Este artículo también le dirá cómo crear un dispositivo electrónico decente utilizando un refinamiento simple con un costo total de aproximadamente $ 20. Para que la señal de entrada se muestre en la pantalla y se reproduzca a través del altavoz del televisor, debe ensamblar un dispositivo simple que conmuta el circuito de alimentación del sistema de desviación. Por supuesto, no puede extender el amplio espectro de frecuencias en un instrumento de este tipo (en realidad 20-20000 kHz), pero es muy posible rastrear vibraciones de baja frecuencia.

También puede instalar los conectores principales y los elementos de control del dispositivo en la carcasa del televisor (afortunadamente, esto deja espacio). Por ejemplo, la presencia de un conector RCA será una gran oportunidad para conectar un iPod y al mismo tiempo permitir la entrada de alimentación de CA de milivoltios a cientos de voltios. Cerca puede colocar una resistencia de sintonización de 1 mOhm y un interruptor giratorio de 6 secciones. Con una recortadora pequeña, será conveniente controlar la frecuencia de barrido horizontal, y un botón rojo brillante es adecuado para encender el dispositivo.

Queda por añadir que este esquema de conexión no es adecuado para todos los modelos de TV y es más útil para las personas que pueden manejar circuitos y tener experiencia en electrónica. Pero la idea en sí contiene muchos puntos interesantes.

Requisitos de seguridad

La implementación del proyecto descrito implica trabajar junto a un transformador de televisión abierto y condensadores de alto voltaje. ¡El voltaje en el magnetrón alcanza los 120 kV! Para excluir la posibilidad de una descarga eléctrica fatal, se deben observar estrictamente las precauciones de seguridad adecuadas. El primer paso para cualquier acción debe ser un apagón completo del dispositivo. Aquí no debemos olvidarnos de los condensadores de alto voltaje. Por lo tanto, la cubierta protectora de la unidad de alto voltaje se retira con mucho cuidado. Es importante no dañar los cables de la placa de circuito y no tocar sus contactos abiertos.

A continuación, debe forzar la descarga de grandes capacidades (50 V o más). Esto se hace con un destornillador o pinzas bien aislados. Sus contactos están cerrados entre sí o con la carcasa hasta la descarga completa. No haga esto en una placa de circuito impreso, ya que las pistas pueden quemarse. Cuando realice un trabajo o pruebe el dispositivo, asegúrese de que haya alguien cercano a usted que pueda llamar a un médico o brindar primeros auxilios.

Principio de funcionamiento

Los televisores y osciloscopios con tubo de rayos de televisión (CRT) se consideran los dispositivos más intercambiables. Además, un receptor de televisión es más complejo que un osciloscopio de laboratorio básico. Para su alteración, es suficiente deshacerse de algunas de las funciones de TV integradas y agregar un amplificador simple. Después de todo, cada línea expandible de la pantalla del televisor crea un haz de electrones, escaneado rápidamente a través del material transparente del sustrato luminiscente del tubo.

Los electrones cargados son controlados por campos eléctricos y magnéticos creados por bobinas ubicadas detrás del tubo. Estos núcleos con un cable desvían el haz en el plano horizontal y vertical, controlando la ubicación de la imagen en la pantalla. Para ajustarlo en el centro de la línea del osciloscopio, debe hacer algunos ajustes con ellos.

Recordamos que la señal de video produce 32 cuadros por segundo, cada uno de los cuales consta de dos imágenes "entrelazadas" (es decir, se escanean 64 cuadros). El estándar NTSC define 525 líneas en formato de pantalla, otros estándares tienen valores ligeramente diferentes. Esto significa que para la reproducción de una imagen completa en la pantalla, el haz de electrones debe desviarse verticalmente cada 1/64 segundos (frecuencia 64 Hz) y horizontalmente 1 / (64x525) segundos (frecuencia 32000 Hz). Para garantizar tales valores, el voltaje del transformador horizontal excede los 15, 000 voltios. En este caso, el dispositivo funciona como un televisor y crea una imagen detallada en la pantalla.

Para hacer que dibuje una imagen en una línea muy delgada, rechazada verticalmente por la señal de entrada, debe ajustar el número de vueltas de las bobinas de la pantalla. También es importante "trabajar" con la bobina inductora. Su impedancia depende de la frecuencia. Cuanto mayor sea la frecuencia, más difícil será mostrarla en la pantalla. Con un diámetro exterior del núcleo toroidal de 10 mm y un grosor de 2 mm, los devanados I y III deben contener 100 vueltas de cable PELSHO 0.1, y el devanado II - 30 vueltas.

También vale la pena recordar que la señal en la TV está matemáticamente integrada. Esto lleva al hecho de que la onda rectangular de entrada se mostrará en la pantalla triangular, y la triangular, una sinusoide. Esto se aplica solo a las imágenes, pero no al sonido. Las ondas sinusoidales se mostrarán sin distorsión. El fenómeno no será tan notable en televisores muy antiguos que pueden mostrar ruido blanco o una pantalla azul en ausencia de una señal, y no apagar automáticamente la imagen.

Eliminar nodos redundantes

En nuestro caso, utilizamos un viejo receptor de televisión con una pantalla de 15 pulgadas y un sintonizador clásico de UHF / VHF. Para crear un osciloscopio, no es necesario, por lo que el sintonizador se puede quitar inmediatamente y olvidarse de su existencia. También puede apagar gradualmente los módulos adicionales uno por uno, verificando que el televisor aún pueda funcionar. Solo necesita la placa principal y todo lo que está conectado al tubo de imagen. Es necesario que solo muestre ruido blanco o una pantalla azul. Simplemente puede liberar la caja del resto de las partes.

Había dos potenciómetros en la parte frontal del televisor convertido. Uno de ellos sirvió para encender y ajustar el volumen, y el otro controló el brillo. Ambos fueron eliminados: el primero fue reemplazado por un interruptor de encendido (botón rojo grande), el segundo tuvo que configurarse al máximo brillo y repararse mediante la soldadura de resistencias adicionales en el circuito. Debe prestar atención de inmediato que un dispositivo con un control de volumen incorporado para retrabajo no es adecuado. Amplifica la señal conectada al televisor y tendrá que buscar un amplificador en la placa principal, y esto causará problemas adicionales. Los altavoces en esta etapa también se pueden apagar.

Preparación del sistema de deflexión

Para lograr una imagen del osciloscopio en la pantalla del kinescopio, será necesario aplicar la señal amplificada generada de los pulsos de sincronización horizontal y de cuadro a las bobinas de desviación H y V. La forma de obtenerlo se desmontará un poco más tarde, y ahora es necesario preparar un sistema de desviación. Las bobinas están conectadas a la placa principal con cuatro pines. Es necesario desconectar los cables horizontales, rojos y azules que van hacia él. Al conectar un iPod o una computadora directamente a estas salidas, puede obtener visualización de música en la pantalla del tubo. La bobina vertical tiene un cable amarillo y naranja, pero para obtener una exploración de 64 Hz deben cambiarse a una bobina horizontal.

Ahora necesita encontrar dónde están conectadas las bobinas a una pequeña placa de circuito en el tubo del tubo. Si el televisor no es muy nuevo, solo hay dos bobinas y 4 cables desde ellos a la placa principal. De lo contrario, habrá más bobinas y de esta forma la alteración no funcionará. Pero no abandones lo que empezaste, y puedes experimentar un poco. Mientras tanto, suponemos que los cables siguen siendo 4. Queda por tratar con los cables que van al tubo. De acuerdo con la regla de la mano derecha (F = qVxB), eliminamos uno de ellos en un orden aleatorio. Si se muestra una línea horizontal en la pantalla cuando se enciende el dispositivo, la bobina vertical se desactiva, si es vertical, entonces viceversa. El probador encuentra los extremos correspondientes y los marca.

Ahora los cables de conexión de la bobina horizontal se retiran de la placa de circuito principal. No olvide que tendrá que lidiar con una frecuencia de 30, 000 Hz y un voltaje de más de 15, 000 voltios. El futuro osciloscopio no los necesita. Antes de tocarlos, deben cortocircuitarse, aislarse bien y colocarse dentro de la carcasa para que no toquen nada después de encender el dispositivo. Entonces, la línea de marcado vertical de 60 Hz está lista. Para obtener la misma línea horizontal de 60 Hz, los dos cables restantes que van a la bobina vertical se sueldan a la horizontal. Y la vertical será la entrada del osciloscopio para conectar el circuito amplificador.

Configuración de escaneo

La parte posterior del trabajo es la más peligrosa, ya que se realizará cuando se conecte el voltaje. ¡Ten especial cuidado! Estamos tratando de conectar la fuente de señal a una bobina de desviación vertical (puede ser un reproductor de MP3 o una salida de auriculares de computadora). Para mostrar una sola frecuencia en la pantalla, intente generar un tono estable. Cuando el televisor se enciende con un destornillador aislado, toque cuidadosamente los cables de alto voltaje a su vez, descubriendo qué cambios en la pantalla provocará (su asistente debe estar atento a esto o usar un espejo grande).

Uno de ellos afectará la frecuencia de exploración. En el tablero donde ingresa, debe soldar la resistencia de sintonización (aproximadamente 50-60 kOhm). Después de asegurarse de que la unidad esté operativa, puede quitar el mango de la resistencia involucrada del cuerpo del dispositivo. Incluso una configuración de frecuencia horizontal perfectamente ejecutada no le permitirá ver el rango superior, sino que solo mostrará la forma de onda de desplazamiento en la pantalla. También puede personalizar las pestañas anulares existentes ubicadas alrededor de la parte estrecha del tubo del tubo. Por lo general, son de color negro o gris oscuro y también controlan indirectamente la imagen final.

Ganancia de entrada

Todo lo que se hizo hasta este momento nos permitió crear un buen visualizador de la señal de entrada. Lo suficiente como para conectar el conector del iPod a la bobina de desviación vertical y la música que suena se mostrará en la pantalla. Pero para obtener un osciloscopio real, necesita un amplificador adicional (puede ensamblarlo donde estaba ubicado el sintonizador UHF / VHF desechado). Su idea fue tomada de varios sitios temáticos, con el objetivo de obtener un costo mínimo y la máxima eficiencia. El desarrollo de Pavel Falstad se tomó como base, y la placa de circuito presentada fue un circuito modificado de un amplificador de audio de dos tiempos.

Para implementarlo, necesitamos: un microconjunto TL082, que incluye 2 amplificadores operacionales, un par de transistores (por ejemplo, 41НПН / 42ПНП), regulador de potencia LM317, interruptor rotativo "Polo", potenciómetro 1 mOhm, dos trimers 10 kOhm, 4 diodos 1A, transformador 30 V CA, electrolito 1000 uF 50 V, dos electrolitos 470 uF 16 V y 5 resistencias (10 Ohm, 220 Ohm, 1 kOhm, 100 kOhm y 10 mOhm).

El primer amplificador operacional controla la ganancia de la señal de entrada de acuerdo con la fórmula R1 / R2, donde R1 es la resistencia seleccionada por el interruptor giratorio, R2 es un potenciómetro de 1 mΩ. Teóricamente, puede amplificar la señal de entrada hasta 1 millón de veces (con un mínimo de 1 ohm disponible en el interruptor giratorio). El segundo asegura que los transistores reciban el voltaje necesario para abrir las uniones y compensa las distorsiones. Necesitan 0.7 V para abrir y 1.4 V para cambiar.

El circuito terminado requiere calibración obligatoria. El regulador de potencia está diseñado para una diferencia de 30 V, por lo que el amplificador operacional emitirá de manera estándar + 15 / -15 V, pero para un buen filtrado, su salida debe ser varios voltios menor que el voltaje a la capacitancia de 1000 microfaradios. Para hacer esto, hay un trimmer 1. La salida del circuito está conectada a una bobina de deflexión horizontal. La música que se pasa por el circuito comienza a "cortarse" desde arriba / abajo. Para evitar esto, el recortador 2 se ajusta hasta que las partes superiores de los clips toquen los bordes de la pantalla. Esto reducirá el voltaje y evitará que los transistores sobrecarguen la ruta de RF del dispositivo (queme la bobina de desviación).

Ahora puede conectar el sistema de altavoces incorporado a la salida de TV. A un volumen excesivo, se agrega una gran resistencia de carga (por ejemplo, 10 Ohm 1 W), con falta de sonido, la resistencia de carga se coloca en la bobina de deflexión, después de lo cual se recalibra. Para protegerse de las señales de sonido excesivamente molestas mientras ve la señal de entrada necesaria, puede instalar un interruptor en el altavoz.

Asamblea todos juntos

Un amplificador adicional puede generar un campo magnético fuerte, por lo que debe cuidar su diseño. El tablero debe ser lo más compacto posible, con cables cortos y buena agrupación. Ella no necesita un blindaje especial, pero para evitar interferencias con otros televisores en su hogar, asegúrese de que esté ubicado en el estuche, sin causar interferencia a los nodos principales. En casos extremos, puede usar una caja de madera o plástico, pegada con papel de aluminio.

En la TV desmontada, al quitar el sintonizador analógico, se liberó suficiente espacio para la instalación de un transformador con dicha placa, e incluso apareció una abertura para el interruptor de alimentación. También es deseable proteger el transformador para no interferir con los canales de TV. Conecte los terminales para conectar el voltaje de sincronización y la señal de prueba a la placa solo con un cable blindado.

Después de conectar el transformador al circuito, conecte S1 y S2, respectivamente, pase los cables de entrada a través del orificio en el receptor de televisión, conecte la salida del circuito al altavoz y la bobina de rechazo. Use la longitud mínima del cable en todas las conexiones conductoras para reducir la inductancia disipada del circuito. Queda por encontrar una ubicación de instalación conveniente para S1 y S2, cierre la cubierta posterior y continúe con la prueba de manejo.

Comprobación del rendimiento del dispositivo

Por su funcionalidad, el osciloscopio ensamblado está lejos de ser modelos de laboratorio dignos, pero es indispensable para su uso en proyectos simples en los que desea ver la forma de onda. Además, una cierta novedad tiene la capacidad de escuchar la señal en estudio, especialmente cuando recibe retroalimentación que se asemeja a "signos". En este ejemplo, podemos observar un cambio en la señal inducida por una bobina de alambre convencional cuando está ubicada en un lugar arbitrario, por encima del transformador interno del instrumento y cuando está por encima del procesador de la computadora portátil.

La capacidad de amplificar la señal entrante es una gran característica si no necesita sus parámetros absolutamente precisos. El ruido de la frecuencia de 60 Hz, amplificado por el circuito, puede determinarse hasta ahora con un error suficiente. Pero este fenómeno también causa inductancia parásita del cable de entrada. Solo la conexión a tierra blindada de todas las partes del circuito puede reducir la interferencia.

La bobina demostrada con un cable conectado a la entrada del dispositivo permite el uso de una gran inductancia con fuerte ganancia. Puede detectar fuentes de energía durante varios metros, dirigiendo la bobina en la dirección de los transformadores y luego visualmente ver su trabajo. También puede detectar la ubicación del procesador dentro de un dispositivo complejo. Puede usar la bobina como micrófono inductivo colocándola cerca de un altavoz que reproduce música. El campo magnético reproducido por la bobina del altavoz será detectado y amplificado por el dispositivo creado, después de lo cual la música reproducida se reflejará en el tubo del osciloscopio.

Puede ver visualmente en el dispositivo y el funcionamiento del canal de Internet. Se usó una línea doméstica dedicada (120 VCA) como señal de entrada para esto y, después de mostrar su "imagen", el dispositivo aún funciona.

Artículo original en ingles