Железячники умирают. опыт работы в сфере ремонта цифровой техники / хабр

Осциллографы на 10 В

Изготавливается осциллограф своими руками со стабилитроном, а также резисторами закрытого типа. Если рассматривать параметры устройства, то показатель вертикальной чувствительности должен находиться на уровне 2 мВ. Дополнительно следует рассчитать полосу пропускания. Для этого берется емкость конденсаторов и соотносится с предельным сопротивлением системы. Резисторы для устройства больше всего подходят полевого типа. Чтобы минимизировать частоту дискретизации, многие специалисты советуют применять только диоды на 2 В. За счет этого можно добиться большой скорости передачи сигнала. Для того чтобы функция слежения выполнялась довольно быстро, микросхемы устанавливаются типа ММР20.

Если запланировать режимы хранения и воспроизведения, то необходимо воспользоваться другим типом. Курсорные измерения в данном случае будут недоступны. Основной проблемой этих осциллографов можно считать резкое падение предельной частоты. Связано это, как правило, с быстрой разверткой данных. Решить поставленную задачу можно только с применением высококачественного делителя. При этом многие также полагаются на стабилитрон. Сделать делитель можно при помощи обычного модулятора.

Устройства с подавлением колебаний

Осциллографы с блоком подавления колебаний используются в наше время довольно редко. Подходят они больше всего именно для тестирования электроприборов. Дополнительно следует отметить их высокую вертикальную чувствительность. В данном случае параметр предельной частоты в цепи не должен превышать 4 Гц. За счет этого стабилитрон во время работы сильно не перегревается.

Делается осциллограф своими руками с применением микросхемы сеточного типа. При этом необходимо в самом начале определиться с типами диодов. Многие в данной ситуации советуют применять только аналоговые типы. Однако в этом случае скорость передачи сигнала может значительно снизиться.

Это приложение тестировалось только с Samsung Galaxy GT-i5700 Spica (Android 2.1)

Как АЦП для двух входов в схеме используется PIC33FJ16GS504 Microchip (). Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838 (даташит).

Характеристики осциллографа:
— Время на деление: 5мкс, 10мкс, 20мкс, 50мкс, 100мкс, 200мкс, 500мкс, 1мс, 2мс, 5мс, 10мс, 20мс, 50мс.
— Вольт на деление: 10мВ, 20мВ, 50мВ, 100мВ, 200мВ, 500мВ, 1В, 2В, GND
— Аналоговый вход (зависит от предусилителя): от -8V до +8 V

Исходные коды для Bluetooth были взяты из http://developer.android.com. Этот пример состоит из трех файлов исходного кода Java. И я полностью скопировал «DeviceListActivity.java», который используется для поиска удаленных устройств Bluetooth. Я изменил «BluetoothChatService.java», удалив оттуда всё лишнее.

Остальная часть работы в основном заключалась в переносе моих предыдущих наработок для S60 на язык Java. Это было сложно, но тем не менее, это был хороший пример для изучения JAVA программирования.

Исходные коды и прошивки для Android и PIC можно скачать .

Вот схема. В ней нет ничего особенного, всё основано на существующих схемах.

Возможно, я выбрал не самый хороший микроконтроллер для этой цели, т.к. остались незадействованные выводы. Но я смог купить только такой и тут самый хороший АЦП.

Если вы хотите изменить диапазон входного напряжения с помощью изменения предусилителя на операционном усилителе, вычисления находится в файле «adc.xmcd». Также, кроме LMX, вы можете использовать другие модули Bluetooth.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
	МК PIC 16-бит	dsPIC33FJ16GS504	1	В блокнот
	Bluetooth модуль	LMX9838	1	В блокнот
U1	Операционный усилитель	TLV2372	1	В блокнот
U2	Линейный регулятор	LM1117-N	1	В блокнот
D1	Выпрямительный диод	BAS16	1	В блокнот
D2	Светодиод		1	В блокнот
C1, C6, C8-C10		10 мкФ	5	В блокнот
C2	Электролитический конденсатор	47 мкФ	1	В блокнот
C3-C5, C7	Конденсатор	1 мкФ	4	В блокнот
R1, R5	Резистор	47 кОм	2	В блокнот
R2, R6	Резистор	10 кОм	2	В блокнот
R3, R4, R7, R8	Резистор	2.2 кОм	4	В блокнот
R9-R12	Резистор	1 кОм	4	В блокнот
#	Резистор

В настоящее время тяжело угнаться за новейшими технологиями радиоэлектроники. Разнообразные электронные устройства можно теперь модифицировать по своему вкусу из одного в другое. Было бы желание и умение. Даже из старых электронных часов можно сделать простой тестер для многих деталей электросхемы, не говоря уже о планшетах и компьютерах. Многим радиолюбителям и профессионалам часто приходиться пользоваться точными электронными приборами, среди которых очень популярен осциллограф . Такой хороший прибор стоит недёшево. Хотя сделать его своими руками на основе планшета и андроида не составит особого труда даже радиолюбителю.

Схема и сборка устройства

Существует много схем для изготовления цифрового USB-осциллографа своими руками. Не все доступны для неопытного радиолюбителя. Наиболее легким является сборка устройств на основе звуковой карты, так как здесь нужно собрать только делитель для увеличения порога входящего напряжения.

Подключение через USB

USB-осциллограф сложный в изготовлении своими руками, но высокоточный прибор с большим диапазоном по частоте. Детали для него можно приобрести в магазине или заказать через интернет. Список запчастей следующий:

двусторонняя плата с готовыми дорожками;
АЦП AD9288−40BRSZ;
система собирается на процессоре марки CY7C68013A;
резисторы, трансформаторы, конденсаторы, дроссели — номиналы указаны на схеме;
паяльник и монтажный фен, паяльная паста, флюс и припой;
провод с площадью сечения 0,1 мм2 и лаковым покрытием;
тороидальный сердечник для изготовления трансформатора;
чип памяти EEPROM flash 24LC64;
реле с управляющим напряжением не более 3,3 В;
операционные усилители AD8065;
преобразователь постоянного тока DC-DC;
USB коннектор;
стеклотекстолит;
разъемы для щупов, корпус для платы.

Зачем используются USB кабели и разъемы – их типы и виды

Схема устройства приведена ниже.

Так как используется двусторонний монтаж, то самостоятельно плату с дорожками изготовить не получится. Надо обратиться к производственному объединению, выпускающему подобные изделия, и сделать заказ со следующими условиями:

стеклотекстолит, на котором будет размечена схема, должен иметь толщину не менее 1,5 мм;
толщина медных дорожек не менее 1 унции (OZ) или 35 мкм;
сквозная металлизация отверстий;
лужение контактных площадок для лучшего припаивания элементов.

Получив заказ, можно приступать к сборке. Вначале собирается конвертер DC-DC, для получения двух постоянных напряжений: +5 В и -5 В. Изготавливается он отдельно от основного устройства, а затем подсоединяется экранированным кабелем.

Далее аккуратно припаять элементы схемы. Особенно быть осторожным при пайке микросхем, не допускать увеличения температуры паяльника выше 300°С.

Разместив изготовленное устройство в корпусе, подключить его к компьютеру через USB разъем. После этого перемкнуть перемычку JP1.

Использование аудиокарты

Осциллограф из внешней звуковой карты — малобюджетный и простой в изготовлении осциллоскоп к компьютеру или ноутбуку. Более всего подойдет начинающим радиолюбителям. Можно использовать как внешнее, так и внутреннее звуковое устройство.

Входное напряжение для внутренней звуковой карты компьютера не должно превышать 0,5-2 В. Чтобы измерить сигнал с амплитудой более 2 В, необходимо подать его на компьютер через делитель напряжения. Собирается аттенюатор по следующей схеме.

Подаваемое напряжение уменьшается в 100, 10 или 1 раз, в зависимости от величины. Для этого щупы вставляются в соответствующие разъемы. Точная настройка происходит через подстроечный резистор. Диоды предохраняют от случайной подачи напряжения более 2 В.

Конструкцию разместить в металлической коробке для устранения возможных наводок. Провод, подключаемый к звуковой карте, должен быть коротким с медной оплеткой. Для создания второго канала необходимо продублировать устройство. Если на карте есть несколько входов, то выбрать с наименьшим внутренним сопротивлением.

Как преобразовать документ Word в формат pdf – программы, конвертеры и онлайн-сервисы

Ниже рассматривается схема с использованием внешней USB звуковой карты стоимостью около 2 долларов.

Кроме адаптера понадобятся:

сопротивление на 120 кОм:
коннектор mini Jake;
щупы для измерений.

После приобретения всех запчастей проделать следующие шаги:

Вскрыть аккуратно адаптер, так, чтобы не сломать защелки. Внутри будет небольшая плата.
Снять конденсатор C6 и поставить на его место сопротивление на 120 кОм.
Припаять к щупам коннекторы mini Jack вместо оригинальных и вставить их в адаптер.
Скачатьархив с драйверами устройства и распаковать его в папку. Вставить гаджет в компьютер.
Компьютер запросит драйвера на новое устройство.
Установить их, указав путь к папке.
Нажать на кнопку «Далее» для установки драйверов.

Перед использованием осциллограф необходимо настроить.

Осциллограф из планшета на «Андроид»

Bluetooth-канал

В настоящее время электронного прогресса в магазинах появляются приставки, которые выполняют функции осциллографа. Они передают сигнал с помощь Bluetooth-канала на планшет или смартфон. Такой осциллограф — приставка, подключаемая, к планшету

через Bluetooth имеет свои особенности. Предел измеряемой частоты, составляющий 1 МГц, напряжение щупа 10 В и радиус действия порядка 10 метров не всегда хватают для профессионального диапазона рабочей деятельности. В таких случаях можно использовать осциллограф — приставку с передачей данных с помощью Wi-Fi.

Передача данных с помощью Wi-Fi

Wi-Fi значительно расширяет возможности измерительных устройств. Такой вид обмена информацией между планшетом и приставкой особо популярен. Это не дань моде

, а чистая практичность. Поскольку измеряемая информация передаётся без задержек на планшет, который моментально выводит любой график на свой монитор.

Понятное пользовательское меню позволяет быстро и легко ориентироваться в управлении и настройках электронного устройства. А записывающее устройство

позволяет воспроизводить и передавать информацию в реальном времени и во все точки для всех участников этого процесса.

Обычно вместе с покупной осциллограф — приставкой поставляется и диск с программным обеспечением. Эти драйвера и программу

можно быстро скачать на планшет или смартфон. Если такого диска нет — найдите эти данные в магазине приложений или поищите в интернете на форумах и специализированных сайтах.

Схема простого осциллографа

Схема простого осциллографа включает в себя стабилитрон на 5 В. Пропускная способность его зависит от типов резисторов, которые устанавливаются на микросхему. Для увеличения амплитуды колебаний используются конденсаторы. Изготовить щуп для осциллографа своими руками можно из любого проводника. При этом порт подбирается в магазине отдельно. Резисторы первой группы минимум сопротивление в цепи должны выдерживать на уровне 2 Ом. При этом элементы второй группы должны быть более мощными. Также следует отметить наличие на схеме диодов. В некоторых случаях они выстраиваются в мосты.

Программы, эмулирующие работу осциллографа

Обработкой сигналов, поступающих на вход компьютера или ноутбука занимаются виртуальные осциллографы. Эти программы имеют интерфейс, схожий с экраном реального осциллографа. Часть приложений предназначена для работы с устройствами на основе звуковых карт, другие взаимодействуют с USB-осциллоскопами.

Программы, работающие через аудиовхода:

Digital Oscilloscope;
SoundCard Oszilloscope;
Российская разработка «Авангард».

Софт для USB-осциллографов:

Aktakom OscilloscopePro.
Simplescope.

Все виртуальные приборы являются двухканальными, снабжены генераторами частот, анализаторами. Проведенные измерения и осциллограммы можно сохранять на ПК. Обычно их не нужно инсталлировать. После распаковки архива и запуска программы появляется интерфейс реального осциллографа с регуляторами настроек.

Методы работы

Компьютер — цифровое устройство, поэтому для измерения аналогового параметра необходимо перевести сигнал в дискретный вид. Для этого используется АЦП — аналогово-цифровой преобразователь. Для вывода данных применяют ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь.

Звуковая карта компьютера дискретизирует входящие аналоговые сигналы, подключаемые к входам LINE IN и MIC.

Поэтому аудиоплату можно использовать в качестве АЦП для подачи на компьютер или ноутбук измеряемого сигнала. Так как человек слышит звук в диапазоне 4Гц- 20кГц, то соответственно и аудиокарта работает в низкочастотном спектре. Полученный осциллограф также будет работать в указанном диапазоне.

Еще одним недостатком в работе «звукового» осциллоскопа является ограничение по напряжению, подаваемому на вход. Оно должно быть в пределах 0,5 В для входа MIC и до 2 В для LINE IN. Подключение сигнала амплитудой более 2В выведет из строя звуковую карту или компьютер.

Из-за конструкционных особенностей аудиокарты — наличие разделительного конденсатора на входе, постоянная составляющая электрического тока не будет показана на осциллографе. Но, используя приложение, можно ее измерить. Подавать сигнал лучше на вход LINE IN, так как он имеет наименьший уровень шумов. Минимальный уровень сигнала, который можно измерить — около 1мВ.

Использование таких осциллоскопов ограничено по частоте. Ими можно снимать показания с усилителей, магнитофонов, различных звуковых девайсов, а также микросхем, работающих на частотах до 20 кГц.

На высоких частотах применяется USB-осциллографы, имеющие больше возможностей. Минусом таких устройств является высокая цена.

Измеряем напряжение

Для уменьшения погрешности, так как наблюдение визуальное, рекомендовано, чтобы график занимал 80–90 % монитора. Когда делают замеры напряжения и по частоте (есть временный интервал), надо регуляторы усиления и скорости развертки разместить в крайние правые позиции.

Порядок действий

Напряжение измеряется масштабированием по вертикали. Алгоритм:

Перед началом замыкают сигнал щупа на свой же земляной проводок (иглу на «крокодил») или выставляют тумблер режима входа в позицию «земля».
Высветится «пульс трупа», если нет, то надо подвигать смещение, стабилизацию и уровень — возможно изображение спряталось, не запустилось.
Регулируем селекторами смещение полосы на ноль и регулятором «вверх-вниз» выставляем развертку на горизонталь сетки, так можно будет корректно рассчитать высоту осциллограммы. Если осциллограф старый или аналоговый, то надо ему дать прогреться минут 5.
Выставляем предел измерений по напряжению, рекомендовано брать с запасом, потом можно уменьшить.
На вход дают сигнал (или его переключатель переводится в одно из рабочих позиций). На мониторе появится график.
Проиллюстрируем процесс: батарейка имеет 1.5 V, если прикоснуться земляным отростком щупа к ее минусу, а сигнальным — к плюсу, то появится скачок графика на 1.5 Вольта.

Для нахождения высоты графика осциллограмму подвигают селектором, чтобы отметка, по которой исчисляется амплитуда, была на центральной вертикали с долями. Получим чувствительность отклонения — 1 в/дел, размер осциллогр. — 2.6 дел., а отсюда ампл. = 2.6 В.

Ниже иллюстрация на аналоговом аппарате: 3.4 дел. — макс. напряжения. На соседнем рисунке — масштабирование по вертикали. Регулятор «плавно» (часть с зеленой риской) – в правой предельной позиции, черточка тумблера чувствительности — 0.5 в/дел. Множитель по масшт. — ×10. Расчет напряжения:

Технологии производства новой техники

Технология производства новой техники начинается с разработки и освоение первого опытного образца, с его последующими испытаниями и проверкой качества, функциональности и подсчетам всех материальных затрат, связанных с его производством. После успешного освоения первого опытного образца новой техники, ее запускают в серийное производство.

Процесс освоения производства новой технологии может осуществляться на действующем или в некоторых случаях на новом предприятии (если мощностей действующего предприятия недостаточно для эффективного производства новой техники).

Сенсорный

FNIRSI-1013D – входит в топ самых продаваемых планшетных осциллографов

Двухканальный прибор относится к типу планшетных устройств. Работает от аккумулятора. Информация отражается на большом ЖК-дисплее с чувствительным сенсором. Особенность модели – отсутствие паразитной модуляции сигнала.

Посмотреть на Aliexpress

экран – 7 дюймов, 800х480;
частота семплирования – 1Gs/s;
питание – литиевая батарея 3,7V (6000 мAч);
предельное напряжение – 40-400 В;
АЦП – 8 бит;
полоса – 100 МГц;
размеры – 18,4х12,4х5 см;
вес – 650 г.

В комплект входят: щупы Р6100 (2 шт.), кабель MicroUSB, сзу, инструкция.

Micsig ATO1104 – лучший дисплей

Модель поддерживает режимы запуска: Edge, Time Out, Pulse, Logic, Slope, Dwart PW, N Edge, Video. Имеется встроенная память на 8 Гб. Прибор выполняет 31 вид измерений. Осциллограммы отражаются в 256 цветах. Большой диапазон интерфейсов.

Посмотреть на Aliexpress

экран – 8 дюймов, 800х600;
частота семплирования – 1Gs/s;
глубина памяти – 28 МБ;
питание – литиевая батарея;
предельное напряжение – 40-400 В;
макс. частота захвата – 80 000 осц/сек;
полоса – 100 МГц;
размеры – 25х21х5,5 см;
вес – 670 г.

В комплект входят: адаптер питания, вилка, щупы, 2 кабеля, инструкция.

Meterk LA104 – карманный осциллограф

Модель компактная. Работает от аккумулятора малой мощности. Выполняет диагностику, которая по качеству не уступает стационарным приборам. Цветные данные хорошо просматриваются на чёрном фоне.

Посмотреть на Aliexpress

экран – 2,8 дюймов, 320х240;
встроенная память – 8 Гб;
кол-во каналов – 4;
входное сопротивление – 1 Мом;
частота семплирования – 1Gs/s;
полоса – 100 МГц;
режимы – SPI, I2C, PWM;
размеры – 10х5,6х0,9 см;
вес – 83 г.

В комплект входят: зонд х 5, провода х 20, инструкция. Поставляется в картонной заводской коробке.

Lieve DS212 – миниатюрная модель

Использовать такой осциллограф удобно для выездной работы. Места занимает мало, весит менее 100 грамм. При этом возможности сравнимы с некоторыми стационарными устройствами.

Посмотреть на Aliexpress

экран – 2,8 дюймов, 320х240;
встроенная память – 8 Гб;
глубина памяти – 8К;
встроенный генератор сигналов – есть;
кол-во каналов – 2;
питание – аккумулятор 500 мАч;
аналоговая полоса пропускания – 1 МГц;
размеры – 11х5,6х1,1 см;
вес – 95 г.

В комплект входят: чехол, подзарядка, аккумулятор, щупы, инструкция.

Организация осциллографа через планшет

Разводка входных клемм у планшета и телефона должны совпадать. Тогда в клемму для микрофона подсоединяется источник сигнала по схеме, рассмотренной выше.

Так же, как в случае с компьютером (ноутбуком), необходимо установить специальное программное обеспечение для работы с полученным сигналом.

Плюсы и минусы

К плюсам такого решения однозначно можно отнести простоту и дешевизну сборки. Старая гарнитура или один новый разъем практически ничего не стоят, а времени потребуется всего несколько минут.

Но у этой схемы есть ряд существенных недостатков, а именно:

Малый диапазон измеряемых частот (в зависимости от качества звукового тракта гаджета колеблется в пределах от 30 Гц до 15 кГц).
Отсутствие защиты планшета или смартфона (при случайном подключении щупов к участкам схемы с повышенным напряжением можно в лучшем случае сжечь микросхему, отвечающую за обработку аудиосигнала на вашем гаджете, а в худшем – полностью вывести из строя ваш смартфон или планшет).
На очень дешевых устройствах присутствует значительная погрешность в измерении сигнала, достигающая 10-15 процентов. Для точной настройки оборудования такая цифра недопустима.

Осциллографы-приставки с передачей данных по Wi-Fi

Данный вариант передачи данных существенно расширяет возможности измерительного устройства. Сейчас рынок осциллографов с таким видом обмена информацией между приставкой и планшетом набирает обороты ввиду своей востребованности. Такие осциллографы практически не уступают профессиональным, поскольку без задержки передают измеряемую информацию на планшет, который тут же выводит ее в виде графика на экран.

Управление осуществляется через простые, интуитивно понятные меню, которые копируют настроечные элементы обычных лабораторных устройств. Кроме того, подобное оборудование позволяет записывать или транслировать в режиме реального времени все происходящее на экране, что может стать незаменимым подспорьем, если нужно попросить совета у более опытного мастера, находящегося в другом месте.

Характеристики осциллографа для ремонта планшетов в виде приставки с Wi-Fi подключением вырастают в несколько раз, по сравнению с предыдущими вариантами. Подобные осциллографы имеют диапазон измерения до 50 МГц, при этом их можно модифицировать посредством разнообразных переходников. Зачастую в них установлены аккумуляторы для автономного питания, с целью максимально разгрузить рабочее место от ненужных проводов.

За рамками технических вопросов

Слишком часто считается что технологии (например, инструменты диагностического обслуживания, системы CMMS/EAM, программное обеспечение планирования проектов и т.д.) являются решением всех проблем технического обслуживания. К сожалению, это отнюдь не так; будь это правдой, любая компания, которая могла бы позволить себе последние технологии, имела бы техническое обслуживание «мирового класса».

Все заводы, которые имеют техническое обслуживание высшего качества, обладают одной общей чертой: отделы ТОиР укомплектованы людьми, которые стремятся делать свою работу хорошо, от руководителя до линейного мастера и ремонтника. Некоторые из этих заводов владеют относительно устаревшими технологиями, однако их нехватка более чем компенсируется энтузиазмом, изобретательностью, работоспособностью и обычной самоотверженной работой сотрудников отделов ТОиР. В конечном счете добавление высоких технологий сделает их еще более эффективными

И если сотрудники отделов ТОиР деморализованы и чувствуют себя недооцененными, показатели технического обслуживания будут плохими, неважно, сколько программного обеспечения или новых инструментов закупается

Как правильно выбрать современное технологическое оборудование?

Подбор технологического оборудования проводится еще до того, как предприятие начнет работать, а в некоторых случаях даже до того, как будет построено помещение.

Заниматься выбором оснащения завода нужно на этапе проектирования здания, если он будет вмещать в себя сложные производственные мощности, связанные в технологические линии и управляемые технологическими узлами. Это связано со сложностью его монтажа и пуско-наладки, проходят эти процессы с участием специалистов-субподрядчиков – строительных бригад.

Выбирая агрегаты для будущего предприятия, стоит учитывать такие факторы:

Серийность предприятия;
Объемы производимой продукции;
Величина партий;
Разнообразие обрабатываемого сырья;
Территория самих цехов, складских помещений и других дополнительных площадей;
Возможность и потребность в модернизации или реорганизации предприятия.

Также стоит учитывать, что производство технологического оборудования ведется как в России, так и за рубежом.

Закупать отечественные агрегаты выгоднее по причине их более низкой стоимости по сравнению с заграничными аналогами.

Также заводы технологического оборудования оказывают такие услуги, как монтаж, пуско-наладка, гарантийное, постгарантийное и техническое обслуживание машин.

Если у заграничной компании есть свои представительства в России, она также может оказать техническую поддержку в обслуживании, но если их нет, то придется искать компании, которые смогут выполнить эту задачу.

Интернет вещей

Интернет вещей (IoT) — это огромный актив для производителей, которые с удовольствием его используют. Термин относится к подключенным компьютерным устройствам и схемам, таким как системы безопасности, автомобили, лампы, будильники, аудиоцнтры и так далее. Они работают соединяясь друг с другом через Интернет, для отправки и получения данных. Использование этой возможности повышает эффективность работы таких систем и снижает их эксплуатационные расходы.

Как полагают многие аналитики, с IoT рентабельность производства должна увеличиться в новых продуктах. Около 30% современных устройств в настоящее время уже используют эту технологию. Это не только повышает эффективность их работы и снижает эксплуатационные расходы, но и оставляет много возможностей для инноваций в новых функциях и возможностях. Именно на это направление будет в дальнейшем сделан акцент в публикации материалов на Radioskot.ru.