ภาพรวมโปรเจกต์

"Simplest Ever Oscilloscope Clock" คือการผสมผสานที่น่าทึ่งระหว่างเทคโนโลยีหลอดสุญญากาศแบบวินเทจและไมโครคอนโทรลเลอร์ที่รองรับ IoT ที่ทันสมัย ด้วยการใช้หลอดรังสีแคโทด (CRT) ขนาดเล็กที่มักพบในเรดาร์หรืออุปกรณ์ทดสอบรุ่นเก่า โปรเจกต์นี้สร้างการแสดงผลนาฬิกาแบบอนาล็อกที่ให้ความรู้สึกเหมือนอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการยุคปี 1950 แม้จะมีป้ายกำกับว่า "ง่ายที่สุด" โปรเจกต์นี้ยังใช้ความสามารถ DAC ที่ทรงพลังของ ESP32 และการเชื่อมต่อ Wi-Fi เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำสูงและการซิงโครไนซ์เวลาอัตโนมัติผ่าน Network Time Protocol (NTP)

Oscilloscope clock เป็นวิธีที่โดดเด่นและสร้างสรรค์ในการแสดงเวลาโดยใช้ออสซิลโลสโคป ซึ่งเป็นเครื่องมือทดสอบและวัดที่ปกติใช้ในการแสดงภาพและวิเคราะห์สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ ใน วิดีโอก่อนหน้าของผม ผมได้นำเสนอวิธีการสร้างออสซิลโลสโคปที่ง่ายที่สุดด้วยหลอด CRT ขนาด 2 นิ้วเล็กๆ คราวนี้ผมจะอธิบายให้คุณทราบถึงวิธีที่ง่ายมากในการสร้าง Oscilloscope Clock ด้วยหลอด CRT เดียวกันนี้ มีโปรเจกต์ประเภทนี้หลายชิ้นบนอินเทอร์เน็ต แต่ค่อนข้างซับซ้อนสำหรับการสร้างเอง ผมจึงตัดสินใจสร้าง Oscilloscope clock ด้วยวิธีที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มันยังหลีกเลี่ยงการใช้หม้อแปลง mains ซึ่งมีราคาแพงและหายาก และในตอนแรกอุปกรณ์นี้ทำงานด้วยไฟ 12V แต่ถึงแม้จะเรียบง่าย อุปกรณ์นี้ก็ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ ปรับแต่งได้สูง และมีตัวเลือกในการตั้งเวลาอัตโนมัติผ่านอินเทอร์เน็ต ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าอุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่าในกลุ่มเดียวกัน

โดยพื้นฐานแล้วอุปกรณ์ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งคือเครื่องกำเนิดสัญญาณที่มักจะสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของไมโครคอนโทรลเลอร์ และอีกส่วนหนึ่งคือ X-Y mode oscilloscope ที่แสดงภาพสัญญาณนี้ในรูปแบบของนาฬิกาอนาล็อก

อันดับแรก ผมจะมุ่งเน้นไปที่ส่วนการสร้างสัญญาณ มันง่ายมากและใช้เพียงบอร์ด ESP32 Microcontroller โดยไม่มีส่วนประกอบภายนอกใดๆ

Code นี้เป็นผลงานของ Mauro Pintus และผมได้ทำการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย ตอนนี้เราสามารถเลือกนาฬิกาที่มีตัวเลขมาตรฐานหรือตัวเลขโรมันได้ด้วยปุ่ม หากคุณป้อนข้อมูล Wi-Fi network ของคุณลงใน code เวลาจะถูกอัปเดตโดยอัตโนมัติผ่านอินเทอร์เน็ต และหากคุณไม่มีอินเทอร์เน็ต เวลาเริ่มต้นที่จะปรากฏเมื่อนาฬิกาเริ่มทำงานก็สามารถปรับได้ใน code ในบรรทัด (ที่ระบุ) นี้:

int h=10; //Start Hour

int m=8; //Start Minutes

int s=37; //Start Seconds

โปรเจกต์นี้ได้รับการสนับสนุนโดย PCBWay เยี่ยมชมเว็บไซต์ PCBWay และประหยัดได้มาก ด้วยโปรโมชันจำกัดเวลาสำหรับ purple solder mask ตั้งแต่วันที่ 1 กันยายนถึง 30 กันยายน คุณจะได้รับ 10 ชิ้นของ 2-layer 100x100mm PCBs สีม่วงในราคาเพียง $5 PCBWay มีบริการทั้งหมดที่คุณต้องการเพื่อสร้างโปรเจกต์ของคุณในราคาที่ดีที่สุด

อย่างไรก็ตาม ผมได้ทดสอบ code เวอร์ชันที่ตั้งเวลาด้วยตนเองผ่านปุ่มสามปุ่มได้สำเร็จ แต่เพื่อความง่าย ผมได้ตัดเวอร์ชันนี้ออกไป คราวนี้ผมจะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับการติดตั้ง code บน ESP32 เนื่องจากมีบทเรียนละเอียดมากมายที่คุณสามารถหาได้บนอินเทอร์เน็ต สำหรับวิธีการเชื่อมต่อ pin 25 ของ ESP32 ควรเชื่อมต่อกับ X Input และ pin 26 ไปยัง Y Input ของ oscilloscope ส่วน ground จากไมโครคอนโทรลเลอร์จะเชื่อมต่อกับ ground จาก scope นอกจากนี้ใน วิดีโอเก่าๆ ของผม คุณยังสามารถดูว่านาฬิกาเรือนนี้ทำงานอย่างไรบน commercial Oscilloscope

ต่อไป ผมจะอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับวิธีการสร้าง X-Y mode oscilloscope ดังที่ผมได้กล่าวไปแล้ว อุปกรณ์นี้มีการควบคุมตำแหน่งและขนาดของภาพที่สมบูรณ์ ซึ่งทำได้ด้วยความช่วยเหลือของ potentiometers สี่ตัว และยังมี potentiometers สำหรับปรับความเข้มของแสงรวมถึงสำหรับการโฟกัสภาพอีกด้วย

เช่นเดียวกับโปรเจกต์ oscilloscope ก่อนหน้าของผม ผมจะใช้ DC-DC step-up ราคาถูกสำหรับ power supply ซึ่งด้วยแรงดันอินพุต 12V แรงดันเอาต์พุตสามารถปรับได้อย่างต่อเนื่องในช่วง 45 ถึง 390 volts

ดังนั้นอุปกรณ์ที่สมบูรณ์จึงประกอบด้วยส่วนประกอบดังต่อไปนี้:

- 2 Inch CRT display type 5LO38I

- Step Up Power supply module 12V to 300V

- LM317 voltage regulator ซึ่งเราจะได้แรงดัน 6.3V สำหรับการ heating tubes

- Two EF80 tubes เป็น horisontal และ vertical deflection amplifiers

- Six control potentiometers

- "Mode" button

- passive elements, resistors และ capacitors หลายตัว

- และบอร์ด ESP32 microcontroller

ที่อินพุตของ boost converter เราป้อน 12V ซึ่งจะเพิ่มเป็น 350V แรงดันเอาต์พุตสามารถปรับได้อย่างแม่นยำด้วย multiturn potentiometer นี้ แรงดันไฟฟ้าสูงนี้ใช้สำหรับจ่ายไฟให้ CRT display และ tubes อินพุตของ LM317 voltage regulator เชื่อมต่อกับ 12V ซึ่งเอาต์พุตให้ 6.3 volts ที่ใช้สำหรับ heating tubes ทั้งสาม เนื่องจากกระแส heating สูงกว่า 1A ตัว regulator จึงต้องติดตั้งบน aluminum heatsink ผมได้รับ 5V ที่จำเป็นสำหรับการจ่ายไฟให้ ESP32 microcontroller โดยการเชื่อมต่อ diodes สองตัวแบบอนุกรมเข้ากับเอาต์พุต 6.3V ซึ่งให้ค่า 5V พอดีเนื่องจาก voltage drop ของ diodes ทั้งสองตัว

และตอนนี้เรามาดูกันว่าอุปกรณ์นี้ทำงานอย่างไรในสภาพจริง หลังจากเปิดเครื่อง จะต้องใช้เวลาสักระยะสำหรับ cathodes

ภาพรวมโปรเจกต์

ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม