Bardzo przydatnym elementem w warsztacie elektronika amatora jest oscyloskop. O ile warto mieć duży oscyloskop zasilany z sieci 230V, to przydatny jest też mały, przenośny i tani sprzęt - najlepiej zasilany akumulatorowo, który nie jest uziemiony. Pozwala mierzyć wiele rzeczy dostępnych jedynie sondą różnicową lub po zasileniu 'dużego' oscyloskopu z transformatora separacyjnego (nie mylić z autotransformatorem). Dodatkowo można go zabrać 'w teren', z reguły włącza się szybciej i nie hałasuje. Nie zachęciłem was wystarczająco? Dodam, że kosztuje 16x mniej, więc może sobie na niego pozwolić praktycznie każdy - złożone urządzenie kupiłem za 95zł, "kit" jest tańszy.
Elektronika.
Minusem jest nietypowe zasilanie oscyloskopu - 8 do 12V, przy czym preferowany jest zasilacz DC, co sprawia, że urządzenie nie jest już takie przenośne. Nic trudnego - za dodatkowe 15zł zrobimy z niego prawdziwie przenośny sprzęt z czasem pracy na baterii nawet powyżej 10h i ładowaniem przez mikro-USB.
Potrzebujemy do tego:
- ładowarki USB z zabezpieczeniami na TP4056 z micro-USB, cena obecnie około 2.30zł
- przetwornicy step-UP na LM2577 2A (moduł jest nieco mniejszy od tego na MT3608, cena obecnie około 3.50zł
- przełącznik dźwigniowy, cena obecnie około 1zł
- opcjonalne zabezpieczenie w postaci prostego liniowego regulatora na zenerce i tranzystorze NPN, jeśli nie ufacie chińskiej elektronice. Ja nie ufam i dlatego zostawiłem w obudowie miejsce na takie proste rozwiązanie. Przy spadku napięcia o około 1V daje mi dodatkowe bezpieczeństwo dla oscyloskopu. Temat był omawiany tutaj: Stabilność i długoterminowa niezawodność przetwornic opartych na LM2577 i MT3608
Teraz pozostaje połączyć wszystko z wybranym ogniwem 18650 - są do kupienia od około 8zł za rozlutowywane z nowych pakietów li-ion aż po nowe ogniwa pojemności aż do 3500mAh za cenę 15-18zł. Do wyboru do koloru. Pozostaje nam zaprojektować obudowę na oscyloskop.
Obudowa.
W necie jest niestety dużo wersji oscyloskopu DSO138, część pochodzi od nieautoryzowanych sprzedawców z podróbkami najróżniejszych typów. Różni się często rozstaw śrub mocujących PCB jak i rozmiar i rodzaj wyświetlacza. Powoduje to, że rozwiązania do pobrania z thingiverse mogą nie pasować. Najlepiej jest samemu pomierzyć rozstaw śrub i zmodyfikować odpowiednie elementy generycznej obudowy w pliku gotowym do edycji (a nie wynikowym - czyli STL).
To samo było w moim przypadku. Pobrałem pliki STL ze strony thingiverse, dokonałem pomiarów i okazało się, że ani płytka ani wyświetlacz nie pasują do ciasno spasowanych otworów. Próbowałem zaimportować STL i skonwertować go na bryłę, ale niestety pojawiały się ciągłe błędy, których nie sposób było łatwo naprawić w programie FreeCad. Zdecydowałem się narysować obudowę od zera w oparciu o gotowy schemat w pliku STL, ale opublikować już plik do edycji, a nie tylko same siatki STL.
Co zmodyfikować, aby dostosować do mojej płytki?
Na początek należy zaopatrzyć się w program FreeCad - dostępne są wersje portable jak i do zainstalowania. Ja użyłem wersji 0.17. Następnie trzeba pobrać i otworzyć pliki z załączników. Po otworzeniu projektu zobaczymy złożoną obudowę od oscyloskopu z modelem płytki w środku - płytka ma nieco inny rozstaw śrub, niż zaprojektowana obudowa. Zobaczymy też dwa pomiary odległości między śrubami - jeśli mniej-więcej pasuje, drukujemy pliki STL.
Jeśli nie pasuje, musimy zmodyfikować położenie słupków na których ma spocząć płyta główna oscyloskopu.
W tym celu szukamy "case-partial-7" i rozwijamy - każde rozwinięcie to inny modyfikator i inna operacja logiczna z dodaną częścią. Interesuje nas grupa "all-stands"->"board-stands". Tam (będąc w UI "part") klikamy prawym przyciskiem na interesującej nas części i wybieramy "pokaż/ukryj". Wybrana część podświetla się na zielono i w karcie po lewej stronie możemy wybrać jej położenie w osi X,Y. Wysokość regulujemy ustawiając "board-stands" w osi Z.
Podobne zmiany należy zastosować do tylnej ścianki obudowy "backplate" w sekcji "backplate-holes" i "backplate-stands" dobierając położenie otworów na śruby oraz słupków dociskających płytę główną oscyloskopu. Należy koniecznie sprawdzić, czy otwory w obudowie oraz w tylnej ściance 'centrują'. Jeśli tak, będąc w UI "part" klikamy wybraną część w karcie po lewej stronie, dalej w menu "Część"->udoskonal kształt, zaznaczamy nowy kształt i przechodzimy do UI "mesh design"->utwórz siatkę z kształtu. W karcie po lewej wybieramy "standardowy" i powinna pojawić się siatka. Prawym przyciskiem w karcie po lewej stronie uzyskujemy dostęp do eksportu pliku STL. Puszczamy wydruk (około 5h łącznie - można drukować szybciej, np 120-130%).
Ostatecznie, jeśli śruby nie centrują, albo popełnimy gdzieś błąd i puścimy jednak wydruk - z pomocą zawsze przychodzi klej na gorąco. Ja niestety u siebie popełniłem błąd, ale wszystko szczęśliwie wygląda dobrze i 'trzyma się kupy', mimo połączenia klejem. Jedynie płyta główna jest dokręcona do przedniej części śrubami.
Kleju i tak trzeba użyć, celem dobrego umocowania sekcji zasilania - ładowarki (i portu USB), przetwornicy oraz ogniwa 18650.
Co jeszcze potrzebuję wydrukować?
Koniecznie trzeba wydrukować przyciski - 3 razy "button1", 2 razy "slider1", 1 "button2" oraz 1 "slider2" (w górnej pozycji). W razie potrzeby należy oczyścić środek sliderów, aby pasowały na przełączniki oscyloskopu.
Składanie
Po wstępnej przymiarce położenia płyty głównej i przycisków oraz sliderów ostateczny montaż należy zacząć od sekcji zasilania - zlutować ładowarkę z zabezpieczeniami, połączyć wejście BAT+/- z ogniwem 18650, wyjście podłączyć do wejścia przetwornicy step-up przez przełącznik dźwigniowy (montowany w górnej części obudowy pionowo) oraz wyregulować napięcie wyjściowe wieloobrotowym potencjometrem na około 9V. Następnie położyć na potencjometr kapkę kleju, aby zablokować jego obracanie się wtórne do wibracji.
Całość należy wkleić pionowo w odpowiednie miejsca płaską stroną do boku obudowy. Zwróćmy uwagę, aby port USB pasował do wycięcia - może podkleić ładowarkę taśmą dwustronną lub położyć tam więcej kleju aby idealnie zcentrować port USB z wycięciem w obudowie. po wszystkim port USB trzeba dodatkowo zabezpieczyć klejem na gorąco - podczas podłączania mikro-USB będą tu dodatkowe naprężenia. Odpowiednia dawka kleju jest też wymagana dla zabezpieczenia przełącznika dźwigniowego w górnej części obudowy.
Na koniec finalnie podkleić akumulator 18650 do przedniej części obudowy. Do złącza na płycie głównej oscyloskopu lutujemy przewody (najlepiej oznaczone kolorem +/- ).
Więcej finezji wymaga montaż płyty głównej oscyloskopu - początkowo próbujemy, czy przyciski pasują bez tarcia, może być konieczna lekka korekta wycięć - można to zrobić śrubokrętem lub wiertłem ręcznie. Jeśli przyciski poruszają się bez nadmiernego tarcia, może zamocować slidery na przełącznikach i w pozycji pionowej dopasowując złącze BNC do wycięcia można włożyć płytę główną na swoje miejsce. Nie wkładać na siłę - sprawdzić spasowanie wycięcia na ekran - w razie czego można nożykiem tapicerskim poprawić którąś ze stron, aby ekran pasował bez problemu. Szczególnej uwagi wymagają taśmy flat-flex. Całość skręcamy śrubami M3 lub kleimy na gorąco.
Końcowym niekoniecznym elementem jest zamocowanie okienka zabezpieczającego wyświetlacz i dodającego estetyki do konstrukcji. Materiał okienka to dowolne - szkło, akryl, plastik (kupujemy żonie/dziewczynie Rocher'y lub używamy opakowania płyty CD) Maskowanie brzegów można wykonać mniej estetycznie z taśmy izolacyjnej lub bardziej estetycznie malując pod linijkę lakierem/mazakiem tył szybki). Na koniec brzegi podklejamy taśmą dwustronną do obudowy i gotowe. Nasz prawdziwie przenośny oscyloskop za 'grosze'.
Co dalej i pytania:
1. Ile czasu zajmuje drukowanie?
Odp: Około 5h a trybie 0.3mm na warstwę (tryb przyspieszony). Można dalej przyspieszać, bo najdłuższe w druku są pierwsze warstwy zawierające przód i tył konstrukcji.
2. Jak ulepszyć konstrukcję obudowy?
Odp:
- lepiej spasować okienko z wyświetlaczem (wymiary i położenie).
- dodać lożę pod akumulator
- dorysować siatkę poprawiającą sztywność przedniej ścianki
- poprawić tylną ściankę dodając zaokrąglenie i składaną podpórkę jak w multimetrach
3. Masz płaską baterię Li-Poly od smartfona lub tabletu? Możesz wydrukować mniejszą obudowę.Link
Elektronika.
Minusem jest nietypowe zasilanie oscyloskopu - 8 do 12V, przy czym preferowany jest zasilacz DC, co sprawia, że urządzenie nie jest już takie przenośne. Nic trudnego - za dodatkowe 15zł zrobimy z niego prawdziwie przenośny sprzęt z czasem pracy na baterii nawet powyżej 10h i ładowaniem przez mikro-USB.
Potrzebujemy do tego:
- ładowarki USB z zabezpieczeniami na TP4056 z micro-USB, cena obecnie około 2.30zł
- przetwornicy step-UP na LM2577 2A (moduł jest nieco mniejszy od tego na MT3608, cena obecnie około 3.50zł
- przełącznik dźwigniowy, cena obecnie około 1zł
- opcjonalne zabezpieczenie w postaci prostego liniowego regulatora na zenerce i tranzystorze NPN, jeśli nie ufacie chińskiej elektronice. Ja nie ufam i dlatego zostawiłem w obudowie miejsce na takie proste rozwiązanie. Przy spadku napięcia o około 1V daje mi dodatkowe bezpieczeństwo dla oscyloskopu. Temat był omawiany tutaj: Stabilność i długoterminowa niezawodność przetwornic opartych na LM2577 i MT3608
Teraz pozostaje połączyć wszystko z wybranym ogniwem 18650 - są do kupienia od około 8zł za rozlutowywane z nowych pakietów li-ion aż po nowe ogniwa pojemności aż do 3500mAh za cenę 15-18zł. Do wyboru do koloru. Pozostaje nam zaprojektować obudowę na oscyloskop.
Obudowa.
W necie jest niestety dużo wersji oscyloskopu DSO138, część pochodzi od nieautoryzowanych sprzedawców z podróbkami najróżniejszych typów. Różni się często rozstaw śrub mocujących PCB jak i rozmiar i rodzaj wyświetlacza. Powoduje to, że rozwiązania do pobrania z thingiverse mogą nie pasować. Najlepiej jest samemu pomierzyć rozstaw śrub i zmodyfikować odpowiednie elementy generycznej obudowy w pliku gotowym do edycji (a nie wynikowym - czyli STL).
To samo było w moim przypadku. Pobrałem pliki STL ze strony thingiverse, dokonałem pomiarów i okazało się, że ani płytka ani wyświetlacz nie pasują do ciasno spasowanych otworów. Próbowałem zaimportować STL i skonwertować go na bryłę, ale niestety pojawiały się ciągłe błędy, których nie sposób było łatwo naprawić w programie FreeCad. Zdecydowałem się narysować obudowę od zera w oparciu o gotowy schemat w pliku STL, ale opublikować już plik do edycji, a nie tylko same siatki STL.
Co zmodyfikować, aby dostosować do mojej płytki?
Na początek należy zaopatrzyć się w program FreeCad - dostępne są wersje portable jak i do zainstalowania. Ja użyłem wersji 0.17. Następnie trzeba pobrać i otworzyć pliki z załączników. Po otworzeniu projektu zobaczymy złożoną obudowę od oscyloskopu z modelem płytki w środku - płytka ma nieco inny rozstaw śrub, niż zaprojektowana obudowa. Zobaczymy też dwa pomiary odległości między śrubami - jeśli mniej-więcej pasuje, drukujemy pliki STL.
Jeśli nie pasuje, musimy zmodyfikować położenie słupków na których ma spocząć płyta główna oscyloskopu.
W tym celu szukamy "case-partial-7" i rozwijamy - każde rozwinięcie to inny modyfikator i inna operacja logiczna z dodaną częścią. Interesuje nas grupa "all-stands"->"board-stands". Tam (będąc w UI "part") klikamy prawym przyciskiem na interesującej nas części i wybieramy "pokaż/ukryj". Wybrana część podświetla się na zielono i w karcie po lewej stronie możemy wybrać jej położenie w osi X,Y. Wysokość regulujemy ustawiając "board-stands" w osi Z.
Podobne zmiany należy zastosować do tylnej ścianki obudowy "backplate" w sekcji "backplate-holes" i "backplate-stands" dobierając położenie otworów na śruby oraz słupków dociskających płytę główną oscyloskopu. Należy koniecznie sprawdzić, czy otwory w obudowie oraz w tylnej ściance 'centrują'. Jeśli tak, będąc w UI "part" klikamy wybraną część w karcie po lewej stronie, dalej w menu "Część"->udoskonal kształt, zaznaczamy nowy kształt i przechodzimy do UI "mesh design"->utwórz siatkę z kształtu. W karcie po lewej wybieramy "standardowy" i powinna pojawić się siatka. Prawym przyciskiem w karcie po lewej stronie uzyskujemy dostęp do eksportu pliku STL. Puszczamy wydruk (około 5h łącznie - można drukować szybciej, np 120-130%).
Ostatecznie, jeśli śruby nie centrują, albo popełnimy gdzieś błąd i puścimy jednak wydruk - z pomocą zawsze przychodzi klej na gorąco. Ja niestety u siebie popełniłem błąd, ale wszystko szczęśliwie wygląda dobrze i 'trzyma się kupy', mimo połączenia klejem. Jedynie płyta główna jest dokręcona do przedniej części śrubami.
Kleju i tak trzeba użyć, celem dobrego umocowania sekcji zasilania - ładowarki (i portu USB), przetwornicy oraz ogniwa 18650.
Co jeszcze potrzebuję wydrukować?
Koniecznie trzeba wydrukować przyciski - 3 razy "button1", 2 razy "slider1", 1 "button2" oraz 1 "slider2" (w górnej pozycji). W razie potrzeby należy oczyścić środek sliderów, aby pasowały na przełączniki oscyloskopu.
Składanie
Po wstępnej przymiarce położenia płyty głównej i przycisków oraz sliderów ostateczny montaż należy zacząć od sekcji zasilania - zlutować ładowarkę z zabezpieczeniami, połączyć wejście BAT+/- z ogniwem 18650, wyjście podłączyć do wejścia przetwornicy step-up przez przełącznik dźwigniowy (montowany w górnej części obudowy pionowo) oraz wyregulować napięcie wyjściowe wieloobrotowym potencjometrem na około 9V. Następnie położyć na potencjometr kapkę kleju, aby zablokować jego obracanie się wtórne do wibracji.
Całość należy wkleić pionowo w odpowiednie miejsca płaską stroną do boku obudowy. Zwróćmy uwagę, aby port USB pasował do wycięcia - może podkleić ładowarkę taśmą dwustronną lub położyć tam więcej kleju aby idealnie zcentrować port USB z wycięciem w obudowie. po wszystkim port USB trzeba dodatkowo zabezpieczyć klejem na gorąco - podczas podłączania mikro-USB będą tu dodatkowe naprężenia. Odpowiednia dawka kleju jest też wymagana dla zabezpieczenia przełącznika dźwigniowego w górnej części obudowy.
Na koniec finalnie podkleić akumulator 18650 do przedniej części obudowy. Do złącza na płycie głównej oscyloskopu lutujemy przewody (najlepiej oznaczone kolorem +/- ).
Więcej finezji wymaga montaż płyty głównej oscyloskopu - początkowo próbujemy, czy przyciski pasują bez tarcia, może być konieczna lekka korekta wycięć - można to zrobić śrubokrętem lub wiertłem ręcznie. Jeśli przyciski poruszają się bez nadmiernego tarcia, może zamocować slidery na przełącznikach i w pozycji pionowej dopasowując złącze BNC do wycięcia można włożyć płytę główną na swoje miejsce. Nie wkładać na siłę - sprawdzić spasowanie wycięcia na ekran - w razie czego można nożykiem tapicerskim poprawić którąś ze stron, aby ekran pasował bez problemu. Szczególnej uwagi wymagają taśmy flat-flex. Całość skręcamy śrubami M3 lub kleimy na gorąco.
Końcowym niekoniecznym elementem jest zamocowanie okienka zabezpieczającego wyświetlacz i dodającego estetyki do konstrukcji. Materiał okienka to dowolne - szkło, akryl, plastik (kupujemy żonie/dziewczynie Rocher'y lub używamy opakowania płyty CD
) Maskowanie brzegów można wykonać mniej estetycznie z taśmy izolacyjnej lub bardziej estetycznie malując pod linijkę lakierem/mazakiem tył szybki). Na koniec brzegi podklejamy taśmą dwustronną do obudowy i gotowe. Nasz prawdziwie przenośny oscyloskop za 'grosze'.
Co dalej i pytania:
1. Ile czasu zajmuje drukowanie?
Odp: Około 5h a trybie 0.3mm na warstwę (tryb przyspieszony). Można dalej przyspieszać, bo najdłuższe w druku są pierwsze warstwy zawierające przód i tył konstrukcji.
2. Jak ulepszyć konstrukcję obudowy?
Odp:
- lepiej spasować okienko z wyświetlaczem (wymiary i położenie).
- dodać lożę pod akumulator
- dorysować siatkę poprawiającą sztywność przedniej ścianki
- poprawić tylną ściankę dodając zaokrąglenie i składaną podpórkę jak w multimetrach
3. Masz płaską baterię Li-Poly od smartfona lub tabletu? Możesz wydrukować mniejszą obudowę.Link
Cool? Ranking DIY
