ساخت اسیلوسکوپ با led
ساخت اسیلوسکوپ با led-مدار اسیلوسکوپ LED ساده توضیح داده شده در این مقاله را می توان برای تجزیه و تحلیل شکل موج فرکانس پایین از طریق نمایشگر ماتریسی LED 10×10 استفاده کرد.
به دلیل درگیر شدن تنها 100 LED در صفحه نمایش، وضوح تصویر پایین است و وضوح صفحه نمایش شکل موج چندان چشمگیر نیست.
با این حال، این مدار اسیلوسکوپ LED می تواند به خوبی برای تجزیه و تحلیل شکل موج فرکانس پایین پایه عمل کند.
توضیحات مدار قلب مدار دو آی سی IC2 و IC3 هستند که به ترتیب IC LM3915 و IC 4017 هستند.
قبل از پرداختن به جزئیات مدار اسیلوسکوپ LED پیشنهادی، ابتدا مهم است که در مورد جزئیات عملکرد مختصر این دو آی سی بیاموزیم.
LM3915 کار می کند LM3915 یک آی سی درایور نمایشگر نقطه/نوار است.
ساخت اسیلوسکوپ با led
خروجی های این آی سی در پاسخ به افزایش سطح ولتاژ در پایه شماره 5 و زمین، به صورت متوالی از پایه شماره 1 به پایه 10، یکی پس از دیگری فعال می شوند.
بنابراین هنگامی که یک پتانسیل افزایشی در پین شماره 5 اعمال می شود، در پاسخ به این پتانسیل افزایشی، منطق پایین به ترتیب از پایه شماره 1 به پایه 10 تغییر می کند.
اگر ال‌ای‌دی‌ها از پایه شماره 1 و پایه 10 با آندهای معمولی متصل به خط مثبت وصل شوند،
این LEDها به صورت متوالی از پایه شماره 1 تا پایه شماره 10 و بالعکس، در پاسخ به افزایش و کاهش ولتاژ در عرض، روشن می‌شوند.
پین شماره 5 و زمین آی سی. هنگامی که پین شماره 9 آی سی وصل نیست، تمام توالی خروجی بدون چفت شدن یک حرکت نقطه مانند برای LED های متصل ایجاد می کند.
در حالی که وقتی پین شماره 9 به منبع مثبت وصل می شود، پایه های خروجی دنباله آی سی در حالت چفت شدن قرار می گیرند،
به طوری که پین اوت ها به صورت متوالی پیش می روند و همچنین یکی پس از دیگری چفت می شوند و یک جلوه مانند نوار صعودی روی LED های متصل ایجاد می کنند.
در این مدار اسیلوسکوپ LED، آی سی LM3915 به گونه ای پیکربندی شده است که ولتاژ دامنه افزایش/افت سیگنال شکل موج ورودی را تشخیص دهد،
به طوری که خروجی های متناظر در حال تغییر را به شکل منطق کم حرکت به سمت بالا/پایین در سراسر ماتریس LED تولید می کند.
IC 4017 کار می کند از نظر فنی، آی سی 4017 یک شمارنده دهه جانسون با 10 خروجی رمزگشایی شده است.
ساخت اسیلوسکوپ با led
درست مانند آی سی LM3915، آی سی 4017 نیز خروجی های فعال کننده متوالی را از پین شماره 3 به پین شماره 11 نشان می دهد،
با این حال، این تغییر متوالی خروجی ها در پاسخ به پالس های ON/OFF در پین شماره 14 است. به این معنی که وقتی اولین پالس مثبت به پین شماره 14 برخورد می کند،
خروجی منطقی بالا از پایه شماره 3 به پین شماره 2 تغییر می کند، زمانی که پالس دوم به پین شماره 14 می رسد، پالس بالای منطقی از پایه شماره 2 به پایه 4 تغییر می کند.
… این جابجایی متوالی بالای منطقی ادامه می یابد تا زمانی که به پین شماره 11 می رسد،
زمانی که آی سی ریست می شود، و مقدار بالای منطقی برای یک چرخه جدید به پین شماره 3 باز می گردد.
در این مقاله اسیلوسکوپ LED، IC 4017 برای تولید یک مولد پایه زمانی پیکربندی شده است
که مربوط به دوره یک شکل موج ورودی است که باید آنالیز شود. اسیلوسکوپ LED چگونه کار می کند شماتیک مدار کامل اسیلوسکوپ LED ساده را می توان در نمودار زیر مشاهده کرد:
- همانطور که در بالا توضیح داده شد، آی سی LM3915 ولتاژ نوسانی شکل موج را تشخیص می دهد و به همین ترتیب منطق پایینی را در خروجی های آن ایجاد می کند
- که در پاسخ به دامنه شکل موج به ترتیب بالا/پایین جابجا می شود. این تغییر به سمت بالا/پایین در سراسر محور Y اتفاق می افتد.
- با این حال، برای ردیابی شکل موج، باید این دامنه را فعال کنیم تا در سراسر محور X حرکت کند، به طوری که شکل موج در سراسر ماتریس LED قابل مشاهده باشد.
- این فرآیند توسط خروجی های IC 4017 انجام می شود.
-
ساخت اسیلوسکوپ با led
- از آنجایی که خروجی‌های IC 4017 یک منطق شیفت بالا و خروجی‌های IC LM3915 یک منطق شیفت پایین ایجاد می‌کنند،
- تمام آندهای LED به خروجی‌های IC 4017 متصل می‌شوند و تمام کاتدهای LED به آی‌سی LM3915 متصل می‌شوند.
- خروجی ها. این اجازه می دهد تا خروجی های IC 4017 مانند یک ژنراتور پایه زمانی کار کنند،
- در حالی که خروجی های IC LM3915 مانند یک مدولاتور سیگنال کار می کنند.
- IC 4017 را می‌توان مانند یک مولد سیگنال حامل مانند شکل موج فرستنده AM/FM تصور کرد. اکنون، همانطور که قبلاً بحث شد،
- خروجی های IC 4017 تنها در پاسخ به یک پالس نوسانی که در پین شماره 14 آن اعمال می شود، به صورت متوالی جابه جا می شوند.
- این توسط مدار IC 555 که به عنوان یک مولتی ویبراتور قابل تنظیم پیکربندی شده است به دست می آید.
- پالس نوسانی تولید شده در پین شماره 3 آی سی 555 روی پین شماره 14 آی سی 4017 اعمال می شود،
- که باعث می شود خروجی های آی سی 4017 منطق بالایی را از پایه شماره 3 به پین شماره 11 تولید کنند.
- نحوه ایجاد الگوی شکل موج در ماتریس LED حال بیایید تجزیه و تحلیل کنیم که وقتی یک سیگنال شکل موج خارجی در پین شماره 5 IC LM3915 اعمال می شود
- چه اتفاقی می افتد. LED های روی محور Y توسط خروجی های LM3915 کنترل می شوند که دامنه شکل موج را نشان می دهد.
-
ساخت اسیلوسکوپ با led
- LED های روی محور X توسط خروجی های IC 4017 کنترل می شوند که فرکانس پایه زمانی اسیلوسکوپ را نشان می دهد.
- آی سی LM3915 دامنه شکل موج را تشخیص می دهد و یک منطق کم جابجایی بالا و پایین را در سراسر LED های متصل ایجاد می کند.
- از آنجایی که 4017 یک منطق جابجایی را با مقداری فرکانس نیز ارائه می‌کند، نور LED بالا/پایین در محور Y از خروجی‌های LM3915 در محور X قرار می‌گیرد،
- به طوری که با دوره زمانی شکل موج مطابقت دارد. این اجازه می دهد تا یک الگوی شکل موج فراگیر بر روی ماتریس LED 10×10 شبیه سازی شود.
- سرعتی که خروجی های آی سی 4017 تغییر می کند، جهت شکل موج را تعیین می کند.
- اگر سرعت کمتر از دوره زمانی شکل موج باشد، شکل موج LED به نظر می رسد که از راست به چپ حرکت می کند و زمانی که سرعت بیشتر از دوره زمانی شکل موج باشد،
- به نظر می رسد شکل موج LED از چپ به راست حرکت می کند.
- این سرعت فرکانس پایه زمانی IC 4017 را تعیین می کند که توسط IC 555 asable تولید می شود و با کمک مقاومت متغیر VR1 قابل تنظیم است.
- تنظیمات اسیلوسکوپ همه اسیلوسکوپ ها دارای سه تنظیم اساسی از طریق پتانسیومتر، تنظیم فرکانس پایه زمانی،
- تنظیم دامنه یا مقیاس ولتاژ و تنظیم موقعیت محور Y هستند. این تنظیمات باعث می شود که الگوی شکل موج روی صفحه به درستی برای تسهیل تجزیه و تحلیل مناسب
- شکل موج بهینه شود. مدار اسیلوسکوپ LED مورد بحث نیز شامل این سه ویژگی اصلی تنظیم است.
- دیگ VR1 امکان تنظیم فرکانس پایه زمانی را در خروجی های IC 4017 فراهم می کند. قابلمه VR2 سطح ولتاژ شکل موج را در پین شماره 5 LM3915 تنظیم می کند
- و بنابراین به تنظیم مقیاس دامنه ولتاژ شکل موج روی صفحه نمایش LED کمک می کند.
- VR3 به تنظیم تغییر محور Y در صفحه نمایش ماتریس LED 10×10 کمک می کند. سوئیچ SW1 را می توان فشار داد
- تا پایه زمانی IC 4017 به صورت لحظه ای غیرفعال شود و از جارو شدن افقی شکل موج جلوگیری شود.
- این توضیحات مدار اسیلوسکوپ LED ما را به پایان می رساند. اگر سوال یا پیشنهادی در رابطه با مدار دارید، می توانید از طریق نظرات بیان کنید.
- R1 = 150 ohms
- R2, R5 = 1k,
- R3, R6 = 10k
- R4 = 18k
- VR1 = 470k pot
- VR2 = 4k7 pot
- VR3 = 2k2 pot
- C1 = 47 nF
- C2 = 10 nF
- SW1 = push to ON switch (microswitch)
- IC1 = Any 555 IC
- IC2 = LM3915, or LM3914
- IC3 = Any 4017 IC
- All LEDs are 5 mm RED or GREEN, 20 mA Type