Projekt “Osciloskop Clock Radio”

U posljednje dvije objave opisali smo RIZ-ove cijevne osciloskope OS-157 i OS-157A iz 1957. godine. Na lageru imamo pet komada ovih osciloskopa, različitog stupnja očuvanosti i kompletnosti. Odlučili smo ostaviti po jedan najbolje očuvani primjerak svakog modela u originalnom stanju kao pokazni primjerak za buduće generacije ljubitelja dobre stare elektronike, a preostale osciloskope ćemo preinačiti u neke druge funkcionalne uređaje. Naime, već smo zaključili da elektronička restauracija ovih starih osciloskopa nije isplativa. Trebali bi očistiti, popraviti, a u većini slučajeva i zamijeniti gotovo sve elektroničke elemente i ožičenja, a time od izvornog osciloskopa ionako ne bi ostalo ništa. Uporabna vrijednost ovakvog osciloskopa u današnje vrijeme je također praktično nikakva. Nekompletne uređaje je čak i samo u smislu vanjskog izgleda gotovo nemoguće restaurirati jer se više nigdje ne mogu nabaviti vrlo specifično dizajnirane kontrole na prednjoj ploči i teško da će se bilo kakav 3D ispis i završna obrada plastike moći uklopiti među originalne bakelitne gumbe.

Jedna od vjerojatno najatraktivnijih stvari koje možete napraviti sa CRT osciloskopom je prikaz analognog ili digitalnog sata ili prikaz kakvog vizualnog efekta koji prati ritam muzike. Takvi efekti sa CRT osciloskopom ugrađeni su u neke bolje tvorničke modele radio tunera firme Marantz (modeli 120, 150, 4400, 2130, 2110, 2600, St-8 i slični). Naravno, popularni su i projekti koji CRT osciloskop pretvaraju u TV ekran za prikaz kompozitnog videa, kao i generirani valni oblici koji iscrtavaju različite vektorske grafike na ekranu osciloskopa. Za sve ove efekte osciloskop se koristi u X-Y modu što znači da nisu potrebni sklopovi pilastog napona, vremenske baze, triggera i drugi slični sklopovi za automatski horizontalni otklon. Praktično je dovoljna samo CRT osciloskopska cijev sa napajanjem te vertikalno i horizontalno otklonsko pojačalo. Ovo su ujedno i najjednostavniji sklopovi svakog osciloskopa.

Dutchtronix AVR Oscilloscope Clock

Da bismo na osciloskopu dobili prikaz analognog ili digitalnog sata na X i Y ulaze je potrebno dovesti relativno složene i sinkronizirane signale kako međusobno tako i s jedinicom vremena (sekunda) te se ovakvi signali redovito generiraju uz pomoć mikrokontrolera. Potrebno je biti izvrstan programer te uložiti puno truda i vremena u razvojni proces izrade jednog takvog programa za određeni mikrokontroler. Na internetu možete naći nekoliko gotovih primjera programa za “oscilloscope clock” pisanih za razne vrste mikrokontrolera. Neki programi su jednostavniji pa omogućuju samo jedan način prikaza i najčešće manju točnost sata, no od hardvera je praktično dovoljan mikrokontroler sa nekoliko otpornika. Neki projekti osciloskop sata pak su puno razrađeniji, nude razne vrste prikaza i jednostavne korisničke konfiguracije istih, no također su i hardverski zahtjevniji (osim mikrokontrolera koriste precizne RTC čipove za bolju točnost sata, te vanjske D/A konvertere kao sučelje između mikrokontrolera i osciloskopa).

Definitivno najbolji osciloskop sat koji sam uspio pronaći razvio je jedan bivši Microsoftov programer pod nazivom “Dutchtronix AVR Oscilloscope Clock”. Jedno vrijeme se uređaj sa programiranim AVR mikrontrolerom prodavao u KIT kompletu, no sada je kompletni program i prateći hardver objavljen na internetskim stranicama autora “dutchtronix.com”. Na spomenutim stranicama je vrlo detaljno objašnjen način gradnje hardvera i programiranje mikrokontrolera, te ukoliko želite izraditi atraktivan i svestran osciloskop sat onda je “dutchtronix.com” idealno polazište za to. Također, na mnogim YouTube kanalima možete vidjeti snimke rada i sve mogućnosti ovog osciloskop sata.

Spomenimo samo da je moguće birati između 37 različitih kombinacija prikaza analognog i/ili digitalnog sata, datuma, dana u tjednu i personaliziranog natpisa. Može se odabrati analogni sat sa grčkim ili rimskim brojevima. Ugrađene su i mogućnosti izbora “egzotičnih” načina prikaza vremena u binarnom ili heksadecimenalnom obliku ili pomoću Morzeovog koda. Naravno, tu je i izbor 12/24 (AM/PM) načina prikaza sata, automatsko ljetno/zimsko pomicanje vremena te funkcija alarma. Ugrađeni su razni zabavni (Fun/Play) modovi poput kretanja sata unatrag, ubrzano naprijed ili natrag, demo mod sa prikazom svih mogućnosti sata, a ugrađena je čak i jedna video igra. Osim ugrađenim RTC čipom PCF8563 preciznost sata je moguće kontrolirati i bilo kojim vanjskim izvorima signala vremena (brojačima) ili je moguće vršiti automatsko podešavanje sata i datuma pomoću opcionalnog GPS modula. Isto tako preciznost sata je moguće dodatno fino korigirati i softverski ukoliko izvor takta točnog vremena ima kakvo odstupanje. Ugrađena je baterija za nastavak rada sata u slučaju izostanka glavnog napajanja. Mikrontroler je u svakom trenutku moguće programirati ili nadograditi izravno preko serijskog kabla (RS232), preko USB sučelja ili nekim vanjskim programatorom preko ISP sučelja. Dobro napravljen izbornik omogućuje brzo postavljanje svih prikaza i funkcija uređaja pomoću samo dva tipkala. Vrlo korisna opcija je “Burnin Prevention” pri čemu se slika na ekranu u određenim vremenskim intervalima (koji se mogu odabrati u opsegu 1 do 9 minuta) malo pomiče iz centra kako se ne bi došlo do “screen burn” efekta, odnosno slabljenja i pregaranja fosfornog premaza ekrana na kontinuirano osvijetljenim mjestima. Shema i nacrt tiskane pločice dostupni su u Eagle i Gerber formatima, a sam program je dostupan kao open source code ili već kompajliran u hex formatu za izravan upis u mikrokontroler. Bolje od ovoga ne može 🙂

S obzirom da su dostupni detaljni planovi i nacrti ovog AVR sata, no isti više nije dostupan u KIT kompletu, ovdje ću samo iznijeti svoja iskustva oko nabave dijelova i gradnje ovog uređaja.

Izrada tiskane pločice

Tiskana pločica je dvostrana i kao takvu ju je teško izraditi u samogradnji. Najveću teškoću zapravo predstavlja tehnologija metalizacije rupa koje spajaju gornje i donje slojeve tiskanih veza. Slojevi se istina mogu spajati samim kontaktima elemenata, no to onda znači da je svaki kontakt/nožicu elementa potrebno lemiti sa gornje i donje strane tiskanih veza. Ovo zna biti prilično nezgodno kad lemimo elemente koji nasjedaju na samu površinu pločice (npr. podnožja integriranih krugova). Ti elementi se moraju malo izdići od pločice kako bi se omogućilo lemljene i sa gornje strane što u konačnici jako poružnjuje sam izgled pločice. Još veći problem je što u neke spojne rupe ne idu elementi, pa se takve rupe moraju s obje strane prelemiti posebnim komadima žice. Vrlo često se događa da previdimo prelemiti neke od tih rupa (posebno ako pločicu nismo crtali sami), te sklop u konačnici ne radi i teško je detektirati grešku. Također, tiskana pločica za naš AVR sat je prilično kompaktna sa tankim i gustim vezama te postoji velika mogućnost da u samogradnji ne uspije dobro osvjetljavanje, razvijanje, jetkanje i u konačnici potpuno poklapanje gornjeg i donjeg sloja pločice čime ista postaje neupotrebljiva.

U današnje vrijeme je najbolje izradu ovakve složene pločice prepustiti profesionalcima. Cijena izrade iste u Hrvatskoj je cca 40-50 kn što uključuje osnovnu zaštitu te bušenje i metaliziranje rupa. Nešto jeftinije bi izašlo da se ovaj posao prepusti kinezima, no to sa sobom nosi dulji rok čekanja na gotovu pločicu i druge reklamacijske rizike. U svakom slučaju, ukoliko nemamo profesionalnu opremu ili barem veće iskustvo u izradi dvostranih tiskanih pločica, jednostavno se ne isplati mučiti sa kućnim improvizacijama koje u konačnici mogu koštati više od cijene profesionalne usluge. Ja sam naručio izradu 10 pločica za AVR sat preko zagrebačke tvrtke Markovac d.o.o. Jednostavno sam e-mailom poslao Gerber datoteku i u roku od tjedan dana poštom su mi stigle gotove pločice po ukupnoj cijeni 448 kn (PDV i PTT uračunato).

Profesionalno izrađene tiskane pločice nekad su bolje i jeftinije rješenje od samostalne izrade istih.

Nabava elektroničkih elemenata

Od integriranih krugova vam obavezno trebaju mikrokontroler ATmega328p-20PU i D/A konverter AD7302. Ukoliko nemamo neki svoj vanjski izvor takta za sat onda ćemo ugraditi i RTC (Real Time Clock) čip PCF8563 sa pripadajućim kristalom od 32,768 kHz. Ukoliko želimo programirati preko serijskog porta ugradit ćemo i RS232 driver HIN232ACP (ili neki sličan) i DB9 konektor, a ukoliko želimo programirati preko USB porta ugradit ćemo USB/UART konverter FT232RL i USB konektor. Ukoliko ćemo mikrokontroler programirati nekim vanjskim programatorom preko ISP sučelja (što je moja preporuka) onda nema potrebe ugrađivati ni HIN232ACP ni FT232RL ni pripadajuće konektore. Za osnovni rad sklopa ne treba vam ni naponski regulator 7805 ukoliko već imamo stabilan izvor napajanja od 5 V, a nije vam potrebna ni zaštitna dioda 1N4001 ako smo sigurni da nećemo pogrešno spojiti polaritet napajanja. Također, nije vam potreban ni krug sa baterijom i zaštitnim Schottky diodama BAT-42 ukoliko vas ne smeta da se sat resetira u slučaju nestanka glavnog napajanja.

Kao što vidimo AVR sat je zamišljen prilično prilagodljivo tako da u startu možemo odabrati koje funkcije želimo ugraditi, a koje (za sada) ne. Tri osnovna čipa koja nam svakako trebaju (ATmega328p-20PU, AD7302 i PCF8563) najbolje je ne tražiti po domaćim dućanima jer će biti ili preskupi ili nedostupni. Ja sam sve kritične komponente (ATmega328p-20PU, PCF8563, MAX232ACPE, kristale 32,768 kHz i 20 MHz te diode BAT-42) naručio po najpovoljnijoj cijeni od Kineza (ebay). Najteže je (i najskuplje) naći A/D konverter AD7302BNZ, a istog sam naručio preko Mouser Electronics.

Iako svaki praktični elektroničar kroz godine nakupi poveću količinu različitih elektroničkih komponenti, svaki novi projekt ipak traži i dodatnu opskrbu istima. S obzirom da smo kod nas najčešće osuđeni na narudžbe elektroničkih dijelova izvana, dobro razradite plan koje sve komponente su vam potrebne, kako se višekratno naručivanje na kraju ne bi oteglo na nekoliko mjeseci priklupljanja dijelova.

Sa konektorima (DB9, USB, BNC) se nisam zamarao jer jednom programirani uređaj namjeravam trajno ugraditi u kućište osciloskopa, no ukoliko želite AVR sat koristiti kao kakav samostalni vanjski ili pak razvojni uređaj svakako naručite iz Kine i ove konektore. Neki elektroničari se zgražaju nabavke elektroničkih komponenti iz Kine, navodeći da je riječ o vrlo lošim proizvodima koji često ne odgovaraju specifikacijama. Moja iskustva sa komponentama iz Kine su sasvim pozitivna.

Lemljenje komponenti na tiskanu pločicu

Svi znamo da je za kvalitetno lemljenje potreban i kvalitetan alat i pribor. No, jednako tako svi znamo i da je kvalitetan alat i pribor također i skup. Ovdje ne želim davati preporuke, savjete ni reklame za kupnju određenih lemova ili određenih lemilica. Osobno mislim da je iskustvo najvažnije te će izvježbani elektroničar dobro napraviti posao sa većinom lemilica dok će suprotno tome neuvježbani elektroničar najvjerojatnije loše zalemiti sklop i sa najboljom lemilicom na svijetu.

Za lemljenje ovog našeg sklopa najvažnije je odabrati pravilnu debljinu vrha lemilice. Ako uzmemo pretanak vrh (npr. onaj za lemljenje SMD komponenti) toplina sa tankog vrha će se raspršiti po širokim površinama tiskanih veza i neće biti dovoljna za dobro otapanje lema. Ako je vrh predebeo, često ćemo neželjeno prelemiti područje izolacije između dva kontakta. Najbolje bi bilo odabrati vrh u obliku dlijeta širine 1,5-2,5 mm. Debljina lem-žice trebala bi biti oko 1 mm. Ako je lem pretanak, trebat će se dugo dužinski rastapati da popuni površinu lemnog kontakta čime se komponente nepotrebno dugo zagrijavati. Ako je predebeo, isto kao i sa debelim vrhom lemilice, nećemo moći kontrolirati otapanje isključivo na željenu površinu.

Jasno je da prosječni elektroničar nema na izbor 10 debljina lem žice, pa ni 10 vrhova lemilice, no za ugodno lemljenje na ovoj pločici najbolja je lem žica debljine 0,5 – 1 mm i vrh lemilice ne debljine 1,5 – 2,5 mm.

Toplo preporučam korištenje mikroskopa kod lemljenja ovog sklopa. Koliko god imali zdrav vid, pod mikroskopom će se neusporedivo bolje vidjeti kvaliteta svakog pojedinačnog lema već u samom tijeku lemljenja, od toga da li je dobro “uhvatio” i popunio kontaktno mjesto i nožicu komponente, do toga da se nije slučajno neki mali komadić ili kuglica lema razvukla i na susjednu tiskanu vezu što rezultira neželjenim kratkim spojem.

Mikroskop za elektroniku vrlo je koristan alat za precizno lemljenje i servis elektroničkih sklopova te se u današnje doba SMD tehnike svakako preporučuje u svakoj radionici. Ovaj mikroskop kombinira izravno optičko gledanje preko oba oka i gledanje preko monitora (tzv. trinokular). Većina jeftinijih mikroskopa za elektroniku opremljena je malim LCD ekranom kao jedinim načinom gledanja, no prema mojim iskustvima izravno optičko gledanje je daleko bolje i praktičnije od LCD monitora.

Zalemljen prvi prototipni primjerak AVR sata.

Programiranje mikrokontrolera

Već smo rekli da mikrokontroler na pločici možemo programirati na tri načina: preko serijskog porta računala, preko USB porta računala i preko nekog vanjskog programatora. Ukoliko nemate puno iskustva sa programiranjem mikrokontrolera toplo preporučam kupnju USB ASP programatora (cijena 5-10 dolara) kojeg ćete moći kasnije koristiti za programiranje gotovo svih Atmelovih mikrokontrolera preko ISP sučelja (kao ISP programator za Atmel mikrokontrolere može poslužiti i bilo koja Arduino razvojna platforma).

USB ASP programator omogućuje na najjednostavniji mogući način programiranje velikog broja Atmelovih mikrokontrolera preko ISP sučelja.

ISP (In-system programming) ili ICSP (In-circuit serial programming) je 6-žično serijsko sučelje kojim se povezuje programator sa mikrokontrolerom u svrhu programiranja istog bez potrebe da se vadi sa tiskane pločice. Na našoj pločici AVR sata, odmah ispod mikrokontrolera, vidimo 10-pinski konektor koji služi za ISP (ICSP). ISP se inače standardno konfigurira kao 6-pinski ili 10-pinski konektor s time da je kod 10-pinskog konektora višak pinova spojen na masu. Uočite na slici da 10-piski i 6-pinski konektori (i kablovi) nisu međusobno kompatibilni!

Dva standarda ISP sučelja, preko 10-pinskih i 6-pinskih konektora. Iako su pinovi ovih konektora međusobno nekompatibilni u smislu izravnog spajanja, oba sadrže iste linije te se mogu povezati nekim vanjskim žicama, a postoje i gotovi adapteri koji usklađuju pinove ova dva konektora. U našem slučaju oba konektora su 10-pinska (kako na ISP ASP programatoru tako i na pločici AVR sata) pa ih možemo spojiti izravno.

Kad kupujete USB ASP programator obavezno kupite i pripadajući 10-pinski povezni kabao (ukoliko nije u kompletu) jer će vam to uvelike olakšati daljnji rad.

Sve što vam je od hardvera potrebno za programiranje mikrokontrolera AVR sata je USB ASP programator sa pripadajućim 10-žičnim kabelom.

Svaki ISP programator (USB ASP, Arduino i drugi) sa mikrontrolerom se povezuje tako da su oznake pinova na jednoj i drugoj strani identične (MOSI sa MOSI, RST sa RST i tako dalje).

Raspored pinova za ISP programiranje na pločici AVR sata i izlaznom kablu iz USB ASP programatora. Vidi se da su pinovi međusobno kompatibilni, a potrebno je samo voditi računa da se kod spajanja crveno označeni rub kabla okrene bliže mikrokontroleru.

Ovime smo završili hardverski dio i preostaje nam još samo programirati mikrokontroler. Za ovo sa interneta trebate skinuti svega dva mala besplatna programa: Zadig (driver za USB ASP) i Avrdude (programator za Atmel mikrokontrolere). Oba programa rade u Windows okruženju i vrlo su jednostavna za instalaciju. Naravno, osim Avrdude možete koristiti i niz drugih programa koji podržavaju USB ASP programator, no Avrdude je besplatni, jednostavni i najčešće korišteni programator za Atmel mikrokontrolere. Postoji na desetke stranica i videa koji opisuju korak po korak instalaciju ova dva programa, no ako ste ikad instalirali na Windows računalu neki driver ili program onda vam ni za ove programe doista ne trebaju neke posebne upute.

Utaknite vaš USB ASP programator u neki slobodni USB priključak na računalu i pokrenite Zadig.

Prilikom instalacije drivera za USB ASP programator potrebno je odabrati “libusb-win32” ili “libusbK” driver.

Prvo idete u izbornik Options > List All Devices kako bi se učitali svi USB uređaji spojeni na računalo. Iz padajućeg izbornika odaberemo naš USBasp. Program Zadig nuditi na izbor četiri drivera. Ovdje je važno da odaberete “libusb-win32” ili “libusbK” kako bi se instalirali ispravni driveri za USB ASP programator (nikako nemojte ostaviti prvo ponuđene “WinUSB” drivere). Kad ste odabrali navedene opsije kliknite na Install Driver i driveri će se instalirati (na našoj slici stoji Reinstall Driver jer su driveri već jednom bili instalirani). Nakon istalacije drivera, USB ASP programator bit će u Device Manager-u Windowsa biti prepoznat kao libusb-win32 devices/USBasp kao što se vidi na našoj slici.

Nakon uspješne instalacije drivera za USB ASP programator u Device Manager-u Windowsa bit će prikazan novi uređaj libusb-win32 devices/USBasp.

Sada možemo instalirati i pokrenuti program Avrdude. Spojite USB ASP programator preko 10-žičnog poveznog kabla sa pločicom AVR sata kako je prikazano na gornjoj slici (crveno označena žica je fizički okrenuta bliže mikrokontroleru). Ako je sve dobro spojeno crvena LED na pločici će zasvijetliti. Sada u programu Avrdude u polju MCU (-p) kliknite na gumb Detect. Program bi trebao automatski prepoznati mikrokontroler ATmega328P što je ujedno i potvrda da dobro komunicira sa istim.

Na slici je prikazano kako trebaju biti popunjene sve ostale kućice za pravilno programiranje našeg mikrokontrolera. Sve mora biti popunjeno, odabrano ili označeno kako je prikazano na slici, osim naravno polja Flash gdje ćete klikom na gumb desno od polja (označen sa tri točkice) označiti stazu do hex datoteke na vašem računalu gdje ste spremili program za mikrokontroler. Nikako nemojte zaboraviti popuniti ili pogrešno popuniti polja Fuses & lock bits jer osim što program neće raditi dobro moguće je i trajno onesposobiti sam mikrokontroler. Kad je sve podešeno kako treba, kliknite na gumb Program! i za nekoliko sekundi mikrokontroler će biti programiran.

Kao potvrda da je sve dobro prošlo zelena LED na pločici AVR sata će početi treptati frekvencijom od 1 Hz.

U programu Avrdude potrebno je ispravno popuniti sva polja prije nego pritisnemo gumb “Program!” jer može doći do pogrešnog programiranja mikrokontrolera, a u nekim sučajevima i do njegove trajne nefunkcionalnosti (pogrešno postavljeni/programirani Fuses i Lock bitovi).

Napokon je došlo vrijeme isprobati naš AVR sat na osciloskopu. Osciloskop je potrebno postaviti u X-Y način rada, a potenciometrom na pločici podesi se najbolja naponska razina izlaznih signala za X i Y ulaze osciloskopa. Naše slike pokazuju prikaz sata na analognom CRT osciloskopu Fluke PM3092 i na digitalnom osciloskopu Hantek DSO5072P.

Prikaz AVR sata na analognom osciloskopu Fluke PM3092. Čak i bez Z-ulaza slika je općenito vrlo dobre kvalitete.

Prikaz AVR sata na digitalnom osciloskopu Hantek DSO5072P. Vidimo da je u XY modu moguće simulirati perzistenciju ekrana u rasponu 0,2 sekunde do 8 sekundi i beskonačno, no i kod najboljeg podešavanja svih opcija XY digitalnog prikaza nikad nećemo dobiti tako dobru sliku kao kod analognog CRT osciloskopa. Na slici desno perzistencija je podešena na 4 sekunde i jasno se vide četiri traga kazaljke za sekunde koji su ostavljeni u tom vremenu. Slične zaostale tragove imali bi i na analognim osciloskopima predviđenim za prikaz signala vrlo niskih frekvencija (CRT ekrani sa vlo dugom perzistencijom). Slovo “P” koje vidimo ispod brojke 12 signalizira da nije ugrađena (ili je prazna) baterija za čuvanje memorije sata u slučaju nestanka glavnog napajanja.

Vidljiva je drastična razlika u kvaliteti prikaza na analognom i digitalnom osciloskopu, a to je ono što i često ponavljamo kod opisa različitih osciloskopa. Naime, slika na analognim CRT osciloskopima uvelike se oslanja na prirodnu perzistenciju fosfornog sloja (isto kao i CRT TV ekrani), odnosno svojstvo da jednom osvijetljeni dio ekrana ostane svijetliti još neko vrijeme nakon što je već prestalo njegovo osvjetljavanje pomoću elektronskog snopa. Kod LCD displeja digitalnih osciloskopa ovog svojstva nema te se ono pokušava nadomjestiti pomoću digitalne memorije, no to nikad nije toliko dobro i uglađeno kako kod CRT ekrana. Čak i najbolji (najskuplji) digitalni osciloskopi neće uspjeti u potpunosti simulirati svojstvo perzistencije kod CRT ekrana.

Slika na našem analognom osciloskopu je bez spojenog Z-ulaza (ulaz za zatamnjenje) no i bez toga prikaz je odličan. Općenito gledano, slika će biti dobra na gotovo svim analognim CRT osciloskopima, osim ako nisu specijalno dizajnirani za posebno niske frekvencije (vidi objavu Cijevni osciloskop HP 130C) ili posebno visoke frekvencije (iznad 500 MHz). Osciloskopi za niske frekvencije imaju izrazito dugačku perzistenciju (nekoliko sekundi) pa se neće stići na vrijeme gasiti trag koji ostavlja kazaljka za sekunde. Osciloskopi za visoke frekvencije pak imaju CRT ekrane sa vrlo kratkom perzistencijom tako da bi moglo postati primjeno treperenje slike. Velika većina osciloskopa ima CRT ekrane sa srednjim vremenom perzistencije (nekoliko desetaka ms) i dobro će raditi sa AVR satom. Inače, AVR sat se osvježava frekvencijom 150-250 Hz, ovisno o izabranom modu rada.

Ugradnja AVR sata u osciloskop

Sad kad imamo funkcionalan AVR sat, želimo ga trajno ugraditi u osciloskop RIZ OS-157A. Već smo rekli da smo ovaj osciloskop odabrali jer ih imamo nekoliko neispravnih u kolekciji, no ovakav osciloskop pogodan je i iz više drugih razloga. Osciloskop RIZ OS-157A je malih dimenzija i sa svega nekoliko kontrola na kućištu pa gotov uređaj neće biti nepotrebno velikih dimenzija i sa puno nepotrebnih kontrola na prednjoj ploči. Također, okrugli ekran promjera 7 cm idealne je veličine i oblika za dobar prikaz sata.

Ocsiloskop RIZ OS-157A predodređen za prenamjenu u osciloskop-sat.

Cilj nam je izvaditi svu staru elektroniku iz osciloskopa, te osim kućišta iskoristiti samo CRT cijev sa napajanjem. Uz današnju ponudu poluvodiča doista nema smisla zadržavati elektronske cijevi ni u krugovima napajanja ni u krugovima otklonskih pojačala, posebice jer ne znamo koliki im je preostali životni vijek. S financijske strane gledano, vjerojatno bi više novaca potrošili na zamjenu svih visokonaponskih kondenzatora i otpornika u krugovima elektronskih cijevi nego bi koštali dijelovi za izradu posve novih sklopova sa poluvodičima.

S obzirom da nemamo nikakvu elektroničku shemu osciloskopa RIZ OS-157A krenimo prvo sa uklanjanjem elektronskih cijevi i drugih komponenti koje smetaju da razlučimo i nacrtamo originalnu shemu samog napajanja osciloskopske CRT cijevi.

Do ove faze rastavljanja napokon smo dobili prostora ispitati izvode mrežnog transformatora i nacrtati originalnu shemu napajanja CRT cijevi.

Mrežni transformator osciloskopa RIZ OS-157A.

Mrežni transformator kao što vidimo ima tri zasebna sekundarna namota 6,3 V za grijanje elektronskih cijevi. Dva namota su manje amperaže i predviđena su za grijanje CRT cijevi (300 mA) i ispravljačke diode za negativni napon CRT cijevi. Treći namotaj 6,3 V je za grijanje preostalih 6 elektronskih cijevi i trebao bi biti sposoban isporučiti struju od barem 2,5 A. Ovaj namotaj ćemo iskoristiti za dobivanje istosmjernog napona napajanja pločice AVR sata (+5V), radio prijemnika i sličnih sklopova koje se odlučimo ugraditi u osciloskop. Četvrti namotaj sa srednjim izvodom daje 2 x 350 V i preko ovih namota dobit ćemo razliku potencijala od min. 400 V koliko je potrebno za rad CRT cijevi DG7-32.

Napajanje CRT cijevi osciloskopa RIZ OS-157A.

Evo kako u originalu izgleda shema napajanja CRT cijevi DG7-32 u osciloskopu RIZ OS-157A. Ispravljanjem izmjeničnog napona 2 x 350 V dobivamo negativan istosmjerni napon cca -250 V (poluvalno ispravljanje) i pozitivni istosmjerni napon cca +330 V (punovalno ispravljanje). Pozitivni napon se filtrira preko LRC mreže, te se osim kao anodni napon CRT cijevi koristi i kao anodni napon za ostale elektronske cijevi u osciloskopu. Negativni napon za katodu CRT cijevi filtrira se samo preko kondenzatora manjeg kapaciteta.

Struje koje teku krugovima preko elektroda naše CRT cijevi vrlo su male i iznose nekoliko µA na mrežicama i do najviše 2 mA na anodi. Stoga se u cijevnim uređajima većina regulacija napona svodi se na otporničke djelitelje napona i padove napona na otpornicima.

Prema tvorničkim podacima CRT cijev DG7-32 predviđena je za slijedeće radne napone (naponi prema katodi):

g1: nom. -50 do -100 V, max. 0 do -160 V, max. 2 µA
g2, g4: nom. 500 V, max. 400 do 800 V, max. 3 mA
g3: nom. 0 do 120 V, max. 200 V, max. 15 µA

Vidimo da je dozvoljeni raspon radnih napona relativno širok, a širok je i način na koji možemo dobiti ove uvjete kombinacijom pozitivnih i negativnih napona na krajevima otporničkih djelitelja napona. Pri dizajniranju djelitelja napona za napajanje CRT cijevi vrlo je praktično koristiti neki simulator/kalkulator elektroničkih sklopova, npr. besplatni Electronics Workbench. Tu možemo odabrati voltmetar te brzo i praktično mjeriti (računati) napone na pojedinim točkama složenih otporničkih djelitelja napona.

Electronics Workbench omogućuje brza elektronička mjerenja unutar složenih elektroničkih krugova. U našem primjeru, jednostavnim spajanjem voltmetra možemo mjeriti napone na željenim točkama. Rasponi napona koji se dobivaju pomoću potenciometra također se jednostavno mjere jer se klizači potenciometara mogu podesiti na bilo koju poziciju. Postoje i drugi simulatori elektroničkih sklopova poput Pspice, LTspice, Multisim, EasyEDA, Circuit Lab i na desetke drugih.

Mrežno napajanje

Kako bi što je moguće više pojednostavili sklopove vertikalnog i horizontalnog otklonskog pojačala upotrijebit ćemo diferencijalna tranzistorska pojačala gdje na jedan ulaz dovodimo signal iz AVR sata, a pomoću drugog ulaza ćemo balansirati pozitivni ili negativni napon za pozicioniranje (centriranje) prikaza na ekranu. Stoga kod dizajna napajanja moramo predvidjeti izvor simetričnog napona za otklonska pojačala. S obzirom da na transformatoru imamo slobodne sekundarne namotaje napona 6,3 V, a sam AVR sat kao i radio prijemnik napajaju se naponom +5 V najzgodnije nam je kreirati izvor simetričnog napona +5V / -5V. Za ovo su nam na raspolaganju dva sekundarna namota od 6,3 V gdje jedan može isporučiti struju od najmanje 2,5 A (grijanje 6 elektronskih cijevi), a drugi struju od najmanje 0,1 A kolika je potrebna za rad ispravljačke vakuumske diode.

Ovime za dobivanje simetričnog napona +5V / -5V imamo dva izbora. Prvi je koristiti jedan namotaj 6,3V/2,5A te na neki način stvoriti zajedničku “virtualnu” masu prema +5V i prema -5V. Drugi način je spojiti namotaje 6,3V/2,5A i 6,3V/0,1A tako da dobijemo 2 x 6,3 V sa zajedničkim izvodom što je idealno za dobivanje simetričnog napona. Pa razmotrimo ove slučajeve zasebno.

Za dobivanje istosmjernog simetričnog napona iz jednog namota transformatora (stvaranje virtualne nule) postoji više načina, od upotrebe udvostručivača napona preko raznih spojeva poluvalnih ili punovalnih ispravljača, do upotrebe komplementarnog para tranzistora, operacijskih pojačala i u konačnici specijaliziranih integriranih krugova za tu namjenu.

Najjednostavniji način za dobivanje simetričnog napona iz jednog namota transformatora je upotrebom udvostručivača napona sa diodama i kondenzatorima. Princip rada ovakvog spoja opisali smo objavi Ionizator zraka – AETE. Svaki od kondenzatora će se preko svoje diode nabiti na vršnu vrijednost ispravljene poluperiode izmjeničnog napona, odnosno na oko 9 V (6,3 Veff x 1,44 = 9 Vp).

Osnovni spoj simetričnog izvora napajanja sa udvostručivačima napona.

U praznom hodu će simetrični napon na izlazu iz ovakvog sklopa biti posve stabilan, no svaki porast struje kroz sklop značajno će utjecati na stabilnost, fluktuaciju (ripple), a time i srednju vrijednost izlaznog napona. Naponski ripple otprilike odgovara formuli Vripple = (20 x I) / C gdje je I u mA, a C je u µF. Vidimo da porast fluktuacije napona uvelike ovisi o jačini struje koju crpimo kroz ovaj sklop, te je potrebno znatno povećanje kapaciteta upotrijebljenih kondenzatora da se ova pojava kompenzira. U našem primjeru na opterećenju od 10 mA i sa kondenzatorima od 1000 µF imat ćemo ripple od 0,2 V (što je prihvatljivo), no na opterećenju od 100 mV ripple će već biti 2 V. Da bi to kompenzirali trebamo kondenzatore od 10000 µF što je na granici isplativosti.

Udvostručivači napona su dakle praktično upotrebljivi samo za krugove s malom potrošnjom struje i uspješno se koriste npr. za napajanje CRT cijevi kad nisu dostupni transformatori sa visokim sekundarnim naponima. S obzirom da nama ovdje nije potreban pun napon od 9 V već samo stabilnih 5 V, onda je najbolje u svaku granu ugraditi integrirane stabilizatore napona (7805 za pozitivni i 7905 za negativni napon 5 V). Time će se obje grane moći opteretiti većim strujama jer će regulatori dobro stabilizirati napon i pri ripple padu napona od 2 volta, a ako koristimo low-drop regulatore onda će isti moći stabilizirati napon i kod još većeg ripple napona.

Izvor stabiliziranog simetričnog izvora napajanja za postizanje većih struja opterećenja.

Nešto bolji rezultati postižu se punovalnim ispravljanjem napona. U ovakvom krugu mosni diodni ispravljač (Graetz) za pozitivni napon napaja se izravno preko sekundara transformatora, dok se Graetz za pozitivni napon napaja preko kondenzatora. Time je ispravljačka grana za negativni napon galvanski (istosmjerno) odvojena od ispravljačke grane za pozitivni napon, te se ove dvije grane mogu spojiti u jednu zajedničku masu, isto kao što bismo primjerice na taj način spojili neke dvije zasebne baterije ili bilo koja druga dva zasebna izvora istosmjernog napona.

Izvor simetričnog izvora napajanja sa punovalnim mosnim diodnim ispravljačima i galvanskim odvajanjem.

Međutim, kondenzatori za galvansko odvajanje negativne grane predstavljaju povećan otpor (impedanciju) ulaznom transformatorskom naponu te ovdje opet moramo koristiti kondenzatore što većeg kapaciteta da bi se negativna grana mogla opteretiti što većom strujom bez izazivanja prevelikih fluktuacija napona (ripple). Na sreću, u našem slučaju će potrošnja struje u negativnoj grani ionako biti vrlo mala (samo upravljačka struja za baze tranzistorskih diferencijalnih pojačala i napajanje operacijskih pojačala) dok će se svi ostali sklopovi napajati preko pozitivne grane koja je izravno vezana na sekundar transformatora i stoga može isporučiti veću struju.

Napon praznog hoda kod oba ispravljača će i ovdje biti oko 2 x 9 V, a s obzirom da nama treba 2 x 5 V još uvijek imamo dosta rezerve da preko low-drop ili čak i običnih integriranih stabilizatora 7805 i 7905 dobijemo stabilne napone +5V i -5V također i pri povećanom ripple naponu.

Izvor stabiliziranog simetričnog izvora napajanja za postizanje većih struja opterećenja.

Kako god bilo, spojevi sa “virtualnom” masom praktično omogućuju struje samo do cca 100 mA, a s obzirom da i naš namotaj 6,3 V za grijanje diode svakako omogućuje struje od najmanje 100 mA (vjerojatno i barem dvostruko više) mi ćemo onda ipak iskoristiti ovaj namotaj za dobivanje simetričnih -5V. Time ćemo izbjeći potrebu za kondenzatorima velikog kapaciteta, a i sama shema ispravljača će biti jednostavnija.

Karakteristični spoj simetričnog napajanja kada imamo transformator sa dva namota (jedan namotaj zajednički) prikazuje slijedeća slika.

Karakteristični spoj simetričnog napajanja sa dva jednaka sekundarna namota transformatora.

Međutim, ovakav spoj sa jednim zajedničkim mosnim ispravljačem neće biti primjenjiv za naš slučaj jer će ovdje struja kroz oba namota uvijek biti jednaka, odnosno predstavljati će zbroj opterećenja na pozitivnoj i negativnoj grani. Time može doći do pregaranja namotaja 6,3 V / 0,1 mA ukoliko struja na pozitivnom opterećenju pređe ovu vrijednost.

Stoga moramo upotrijebiti dva zasebna punovalna ispravljača koji se napajaju preko dva zasebna namota transformatora. Tako dolazimo do spoja na slijedećoj slici.

Kapacitet kondenzatora koji ćemo odabrati na ulazu i izlazu iz regulatora najviše ovisi o nominalnom naponu i struji kojom će regulatori biti opterećeni ali također i o odnosu veličina ulaznog i izlaznog napona iz regulatora. Općenito vrijedi pravilo “što veći kapacitet to bolje” no kondenzatori većeg kapaciteta imaju veću cijenu i veće dimenzije tako da ovdje nije potrebno previše pretjerivati jer nakon neke vrijednosti ionako neće više biti nikakvog pozitivnog efekta na izlaznu stabilnost napona. Drugi problem s kondenzatorom velikog kapaciteta na izlazu iz regulatora je njegova stalno uskladištena energija koja se može neželjeno oslobiti u suprotnom smjeru preko regulatora u slučaju pojave kratkog spoja na ulazu u regulator. Stoga se ponekad između ulaznih i izlaznih pinova regulatora stavljaju zaštitne diode koje predstavljaju put pražnjenja kondenzatora u slučaju kratkog spoja.

Teoretski bi u obje grane mogli koristiti pozitivne regulatore (ili u obje grane negativne regulatore) no zbog samih svojstava (unutarnje sheme) regulatora serije 78xx ili 79xx mogli bi se pojaviti problemi u održavanju nultog napona zajedničke mase u slučaju nejednakih opterećenja pozitivne i negativne grane napajanja.

Prilikom projektiranja napajanja razdjelnik napona za CRT cijev smo odlučili ostaviti u izvornom obliku. Pretpostavljam da su inženjeri pomno odabrali vrijednosti otpornika tako da se postigne optimalan rad, dobije najbolji mogući raspon regulacije te izbjegne svaka mogućnost premašivanja nominalnih vrijednosti.

Naš osciloskop iz 1950-tih godina svakako nije bio predviđen za današnje mrežne napone koji dosežu 240 V. Primar transformatora smo naravno spojili na kombinaciju koja daje najveći broj namotaja, no čak i tada priključen na 240 V, mrežni transformator daje prilično povišene sekundarne napone. Kad se tome pribroji manji pad napona na poluvodičkim diodama u odnosu na elektronske cijevi, manji pad napona na pozitivnoj anodnoj grani jer nema više napajanja elektronskih cijevi u krugovima pojačala i vremenske baze, te upotrijebljeni novi kvalitetniji filtarski elektrolitski kondenzatori, na kraju dobivamo 16% veće napone od originalnih. Međutim, mi ovdje nikako ne želimo pretjerivati sa naponima koje dovodimo na CRT cijev jer to svakako smanjuje njezin vijek trajanja. Posebno se to odnosi na napon grijanja koji bi radije držali nešto nižim nego višim.

Stoga smo prvo preko otpornika 3,3 Ω korigirali napon grijanja CRT cijevi, tako da nikako ne premašuje nominalnih 6,3 V čak i kod najvećih mrežnih napona. Shema prikazuje sve napone izmjerene na sekundarnim namotajima transformatora kod mrežnog napajanja 240 V.

Nakon što smo otpornicima snizili ispravljene napone na željenih +350 V i -250 V spojili smo CRT cijev. Odziv kontrola za INTENZITET i FOKUS je očekivano bio vrlo dobar, točka je bila pravilna i oštra (promjer ispod 1 mm), no ovakvo stanje nije bilo moguće dugo zadržati. Naime, ubrzo nakon uključivanja otklonske ploče CRT cijevi bi se odnekud nabile naponom koji bi svjetlosnu točku potpuno izobličio i izbacio iz centra, pa čak i van vidljive površine ekrana. Ovo bi posebno došlo do izražaja ukoliko se priključak neke elektrode dotakne prstima. Spajanje svih priključaka otklonskih ploča na masu donekle bi stabilizirao ovo stanje, no i dalje bi se održavali neki naboji koji bi utjecali na geometriju i poziciju svjetlosne točke (u najboljem slučaju dobije se oštra tanka linija dužine oko 2 cm).

Prvi prototip kompletnog napajanja izveden na univerzalnoj tiskanoj pločici sa uglavnom recikliranim elektroničkim komponentama.

Osciloskopska cijev DG7-32 osim što radi na relativno niskom anodnom naponu (400 V) također radi i na relativno niskom naponu za puni otklon elektronske zrake. Prema tvorničkim podacima, razlika napona od 1 V otklanja elektronsku zraku za cca 0,3-0,4 mm. Promjer ekrana je 70 mm, što znači da će razlika napona od 100 V svjetlosnu točku sa centra već dovesti na rub ekrana. Iznenadilo nas je kad smo standardnim digitalnim voltmetrom unutrašnjeg otpora 1 MΩ još uvijek mogli izmjeriti napone pojedinih elektroda otklonskih ploča prema masi u visini gotovo 100 V iako iste nisu bile nigdje drugdje spojene. U početku smo mislili kako se taj napon inducira negdje sa sklopova napanja preko dolaznih vodova na otklonske ploče osciloskopske cijevi. Stoga smo dovode izveli koaksijalnim vodovima sa oklopima na masi, no time se nije ništa popravilo. Očito da otklonske ploče unutar CRT cijevi vjerojatno nabija sam mlaz elektrona i drugi naponi prisutni na elektrodama u unutrašnjosti konstrukcije CRT cijevi. Stoga nije bilo druge pomoći nego prvo električki stabilizirati razlike napona na otklonskim pločama kako bi uopće mogli izvršiti podešavanje kruga napanja CRT cijevi.

U tu svrhu izradili smo jednostavni djelitelj napona koji pri ulazu od +350 V na izlazu daje napone u podesive u rasponu od +120 V do -120 V.

Djelitelj napona za horizontalni i vertikalni otklon izveden na univerzalnoj tiskanoj pločici.

Sa ovakva dva djelitelja napona napokon smo dobili postojanu i stabilnu točku čija pozicija se pomoću potenciometara mogla fino kontrolirati po vertikali i horizontali. Dodatkom ovih djelitelja porasla je i struja kroz pozitivnu granu napajanja (+350) zbog čega je na otporniku od 39 kΩ nastao i veći pad napona. Stoga je bilo potrebno smanjiti vrijednost ovog otpornika na pola. Otpornici kao regulatori naponi dobro funkcioniraju u krugovima kroz koje teku male i stabilne struje. Međutim, ukoliko u električnom krugu dolazi do promjene jačine struje posljedično će doći i do promjene pada napona na otporniku. Ovo se može izbjeći tako da se umjesto jednog otpornika koristi djelitelj napona sa dva otpornika gdje se onda struje raspoređuju u dvije grane, jedna prema sklopu koji se napaja, a druga prema masi. No u našem krugu više faktora utječe na pad napona ovisno o opterećenju (sekundar mrežnog transformatora, ispravljačke diode) pa je u takvim krugovima najbolje odgovarajuću vrijednost otpornika pronaći pokusima.

Sad kad smo napokon uspjeli stabilizirati svjetlosnu točku, nastao je problem oko njenog fokusiranja. Iako smo lako dobili pravilan kružni presjek točke ista je bila promjera oko 3 mm i nije ju bilo moguće smanjiti na neki razuman promjer od 1 mm ili manje, a da se pri tome ne deformira kružni presjek u elipsu. Stoga smo ugradili dodatni potenciometar za ASTIGMATIZAM (regulacija visine anodnog napona CRT cijevi) čime smo napokon dobili zadovoljavajući rezultat.

Dorađena pločica napajanja. Umjesto fiksnog otpornika od 33 kΩ u djelitelju pozitivnog napona za napajanje anode CRT cijevi ugrađen je promjenjivi otpornik od 100 kΩ čime smo dobili kontrolu za korekciju ASTIGMATIZMA.

Do ove faze smo shvatili da se u današnje vrijeme doista ne isplati petljati sa masivnim starim transformatorima filtarskim prigušnicama te krotiti njihove visoke napone koji su vrlo promjenjivi ovisno o opterećenju. Puno bolje rješenje je kupiti neki gotov visokonaponski modul, odnosno DC/DC pretvarač poput ovog na slici.

Ovaj DC/DC Step up Boost pretvarač u stanju je bilo koji ulazni istosmjerni napon u rasponu 8-32 V pretvoriti u podesivi simetrični izlazni napon u rasponu ±45 do ±390 V. Snaga ovog pretvarača je 40 W (max 70 W uz ventilator). Mi ga možemo koristiti podešenog na napon ±350 V na kojem bez problema može isporučiti struju od 115 mA (max 200 mA). To je daleko više nego je potrebno za napajanje naše CRT cijevi. Najveća prednost ovog modula je što ćemo bez obzira na opterećenje uvijek na izlazu imati stabilne jednom podešene napone, a osim toga ugrađene su i zaštite od strujnog i naponskog preopterećenja te kratkog spoja.

Kako bi testirali rad ovog DC/DC pretvarača i općenito rad osciloskopske cijevi DG7-32 prvo smo pomoću Electronics Workbencha kreirali jednostavno napajanje kojim možemo regulirati napone na elektrodama CRT cijevi u punom preporučenom rasponu prema specifikacijama proizvođača.

Djelitelj napona za napajanje osciloskopske cijevi DG7-32 izveden na univerzalnoj tiskanoj pločici.

Vidimo da je u originalnoj shemi jednako kao i na ovoj našoj shemi potenciometar za INTENZITET premošten otpornikom manje vrijednosti. Jedini razlog za ovo je taj da se upotrijebljenom potenciometru smanji ukupna vrijednost omske regulacije, odnosno da se iz potenciometra veće vrijednosti napravi potenciometar manje vrijednosti. U originalu je potenciometar za INTENZITET spregnut sa mrežnom sklopkom. Tvornica vjerojatno nije imala dostupne ovakve kombinirane potenciometre vrijednosti 20 kΩ, pa je potenciometru od 300 kΩ dodan otpornik od 20 kΩ čime je zapravo kreiran djelitelj napona koji se ponaša kao potenciometar od cca 20 kΩ. Jednako tako, ni mi nemamo na lageru linearni potenciometar manje vrijednosti (20-50 kΩ) pa smo dostupnom potenciometru od 100 kΩ paralelno vezali jedan fiksni otpornik od 56 kΩ. Umjesto ove kombinacije može se upotrijebiti jedan potenciometar od cca 47 kΩ. U svakom slučaju, u Electronics Workbenchu vrlo lako ćete naći prave vrijednosti otpornika za svaku konkretnu situaciju.

Slika prikazuje kako izgleda kompletno napajanje za našu osciloskopsku cijev. Potrebna su svega dva izvora napajanja: istosmjerni ili izmjenični napon 6,3 V / 500 mA za grijanje katode i recimo 12 V / 500 mA za DC/DC pretvarač. Dovoljan bi dakle bio neki standardni mrežni transformator 2 x 6 V kojim možemo osigurati sve potrebne napone za čitav naš sklop.

Idealno podešenu točku na osciloskopskoj cijevi dobili smo na slijedećim podešenjima napona (prema katodi):

g1: -55 V
g2, g4: 460 V
g3: 81 V

To znači da bi trebali modificirati naš električni krug napajanja tako da središnje pozicije potenciometara daju približno ove vrijednosti. Time ćemo se svakako pozabaviti kad završimo prototipni primjerak osciloskop sata sa klasičnim transformatorom. Sada pak moramo naći neki funkcionalan dizajn samih otklonskih pojačala.

Slijedeći korak je izrada horizontalnog i vertikalnog pojačala za otklonske ploče. Za ovo se gotovo uvijek koristi dobro poznato diferencijalno pojačalo, odnosno phase splitter, long-tail ili kako se sve već ovo pojačalo ne naziva u različitim aplikacijama. Cilj je dobiti na izlazu dva protufazna napona (koliko jedan postaje negativan, toliko drugi postaje pozitivan) koji se onda dovode na elektrostatičke otklonske ploče osciloskopske CRT cijevi.

Naravno i ovdje težimo što većoj jednostavnosti i nižoj cijeni samog sklopa pa ćemo upotrijebiti operacijsko pojačalo kao pretpojačalo ulaznog signala, te dva visokonaponska tranzistora za izlazno diferencijalno pojačalo. Naš generator osciloskop sata inače daje dovoljno jak izlazni signal tako da pretpojačalo možda i ne bi bilo potrebno (eventualno bi se mogao ubaciti neki tranzistor), no s obzirom da osciloskop želimo proširiti i na prikaz audio signala onda je najpraktičnije upotrijebiti neko jeftino operacijsko pojačalo opće namjene.

Diferencijalna pojačala za horizontalni i vertikalni otklon izvedena na univerzalnoj tiskanoj pločici.

Mi smo upotrijebili dvostruko operacijsko pojačalo TL 072 i tranzistore ZTX 458. Tranzicijska frekvencija, odnosno frekvencija na kojoj pojačanje padne na nulu, za TL 072 je oko 4 MHz, a za ZTX 458 je 50 MHz. Vidimo dakle da je širina frekvencijskog pojasa najviše limitirana operacijskim pojačalom, no i jeftini TL 072 je sasvim dovoljan za naše potrebe. Testom smo našli da se linearna karakteristika našeg pojačala zadržava do nekih 200 kHz, nakon čega pojačanje i amplituda signala na osciloskopu počinje padati.

Nakon što smo spojili horizontalno i vertikalno pojačalo ponovno je bilo potrebno korigirati pozitivnu granu napajanja gdje je spajanjem pojačala napon pao za oko 100 V. Tako je sa početnih 56 kΩ vrijednost otpornika sada pala na 15 kΩ. Nakon ovoga na osciloskopu smo napokon dobili ociloskop sat 🙂

Iako je slika sata na ekranu osciloskopa sasvim zadovoljavajuća odlučili smo ugraditi i sklop za pojačanje impulsa za zatamnjenje, kad ih mikrokontroler već generira.

Pojačalo impulsa za zatamnjenje (blanking) montirali smo na slobodni dio pločice sa otklonskim pojačalima.

Vidimo da je riječ o jednostavnoj tranzistorskoj sklopki (upotrijebljen je također ZTX 458) koja na prvu mrežicu CRT cijevi propušta negativan napon za zatamnjenje elektronske zrake u onim vremenskim intervalima kada ista ne ispisuje sliku nego se pozicionira na područje za početak ispisa neke linije (vektora). Sa navedenim vrijednostima elemenata impulsi za zatamnjenje nisu bili dovoljno jaki da se postigne željeni efekt. Stoga ćemo morati eksperimentirati sa vrijednostima baznog i/ili kolektorskog otpornika da dobijemo potreban napon. Odmah ćemo reći da smo pozitivan anodni napon ograničili na cca 310 V jer time dobivamo i više nego dovoljan napon za pogon CRT cijevi, a tranzistori ZTX 458 koji su deklarirani za rad do maksimalnih 400 V na taj način neće biti do kraja opterećeni.

Evo kako izgleda projekt do ove faze izgradnje…

Šasija osciloskopa je relativno mala te su pločice zauzele gotovo čitavu unutrašnjost. Ipak, da smo umjesto originalnog mrežnog transformatora i prigušnice upotrijebili moderni DC/DC pretvarač, ispravljače i filtre, svi sklopovi napajanja mogli bi se smjestiti u područje gdje je sada montiran transformator.

Na prednju ploču izveli smo kontrole za intenzitet, fokus, te vertikalno i horizontalno pozicioniranje i pojačanje. Ipak, većina ovih kontrola nije neophodna na prednjoj ploči. Kad se jednom podesi fokus te pozicija (otklon) i pojačanje (veličina) slike, ove kontrole više nije potrebno dirati. Stoga ćemo u idućoj inačici većinu ovih kontrola montirati na zadnju ploču ili ih izvesti u obliku trimer-potenciometara.

U sredini je taster sa dvije pozicije (ON-OFF-ON) koji poput malog “đojstika” mijenja originalna dva zasebna tastera za namještanje i izbor funkcija samog sata. Ovo je vrlo praktična izvedba jer nije moguće istovremeno aktivirati obje kontrole/tipkala.

FM radio prijemnik (prvi kandidat)

Plan je bio u kombinaciji sa satom ugraditi kakav FM radio prijemnik, no sada jedva da imamo mjesta ugraditi neke manje zvučnike unutar šasije. Ipak ćemo pokušati nešto izvesti sa popularnim kineskim minijaturnim modulima koji objedinjavaju FM prijemnik te MP3/WAV plejer preko USB-a, memorijskih kartica, Line In ili Bluetooth sučelja. Ovakvi moduli redovito imaju i druge funkcije i opcije poput LED displeja, LED VU-metra, ekvilajzera, ugrađenog audio pojačala snage, daljinskog upravljača i slično, a sve po cijeni manjoj od 50 kuna. S obzirom da su predviđeni za ugradnju u vozila obično imaju gotovu prednju masku spremnu za jednostavnu montažu.

Ja sam svojevremeno naručio jedan takav uređaj i mogu reći da me (za tu cijenu) ugodno iznenadio osjetljivošću ugrađenog FM prijemnika kao i kvalitetom zvuka općenito.

Problem je što se svi ovakvi uređaji baziraju na suvremenim specijaliziranim integriranim krugovima dizajniranima upravo za tu namjenu te su bilo kakve preinake ili nadogradnje sa elektroničke strane praktično nemoguće. Čitav prijemnik sa slike bazira se na jednom jedinom integriranom krugu oznake JHEB14F2B (neke slične izvedbe prijemnika imaju inačicu IC-a sa oznakom EXEB14CAB). Za ove specijalizirane čipove nećemo nigdje naći tvorničke podatke, no da ih i pronađemo imali bi malo koristi od njih. Od analognih sklopova isti sadrže samo FM tuner (sa stereo dekoderom) te ulazno i izlazno audio pojačalo (za mikrofon, linijski ulaz i slušalice). Kompletna obrada i procesuiranje audio signala vrši se digitalno (DSP), a A/D i D/A pretvarači su uglavnom 24-bitni. Ovakvi čipovi mogu biti opremljeni raznim digitalnim kontrolerima. U našem slučaju to je USB, MMC i Bluetooth kontroler, no jednako tako mogu biti opremljeni i SD, Nand, SPI, Ethernet, S/PDIF, I2S, UART i raznim drugim kontrolerima ovisno o namjeni čipa. U čip je naravno ugrađen i kontroler za multipleksirani LED displej.

Čitava elektronika ovog uređaja sastoji se od integriranog kruga JHEB14F2B i nekoliko SMD pasivnih komponenti.

Ono što najviše smeta to je potpuno digitalan način upravljanja svim kontrolama pomoću šest višefunkcionalnih tipkala. Ova tipkala je često nemoguće zamijeniti nekim rotacijskim enkoderom kako bi se bar donekle simulirala analogna kontrola jer ta tipkala imaju različite funkcije dugog i kratkog pritiska ili im je funkcija takva da zamjena enkoderom nema praktičnog smisla.

Biranje/traženje FM postaja je potpuno automatsko. Uređaj će samostalno preskanirati opseg 88-108 MHz te memorirati sve aktivne frekvencije. Nakon ovoga tipkalima je moguće samo mijenjati memorirane kanale, odnosno nije se moguće “ručno” pozicionirati na neku željenu frekvenciju bez obzira da li ima na njoj signala ili nema. Posebno smeta što se nakon gubitka napajanja brišu i jednom memorirani kanali pa je kod ponovnog uključivanja potrebno opet pokrenuti funkciju automatskog skeniranja i memoriranja FM opsega da bi se radio uopće mogao slušati. Stoga, ukoliko se uređaj spaja u automobil, onda se mora spojiti na vodove napajanja koji su stalno pod naponom akumulatora, dakle i kad nema ključa umetnutog u bravu (pozicija kontakt). Vidimo dakle da je ovdje funkcija FM radija zapravo sporedna, a više pažnje je posvećeno slušanju (MP3) muzike preko vanjskih sučelja.

LED displej koji se sastoji od 57 segmenata upravlja se preko svega 7 vodova. Koji od segmenata će u kojem trenutku biti osvjetljen ovisi o naponskim impulsima vremenskog multipleksa ali i o polaritetu tog napona na pojedinim vodovima.

LED displej je vrlo mali ali jakog intenziteta svjetla te je dobro vidljiv čak i na dnevnom svjetlu. Osim na dimenzijama displeja maksimalno se štedjelo i na njegovom kontroleru. LED displej uređaja sa slike ima 57 segmenata koji su multipleksirani tako da se upravljaju preko svega 7 žica. Ovo je moguće samo na način da pojedini segmenti dijele istu liniju sa pojedinim zajedničkim katodama, a upravljanje se onda vrši osim samim prisustvom napona također i promjenim polariteta napona (vidi objavu Variak Iskra TRN 110 i IEV TRN 120). Multipleksiranje je “forsirano” do maksimalnih granica i minimalnih brzina te je primjetno i treperenje pojedinih segmenata displeja u radu. Ukoliko bi htjeli zamijeniti postojeći LED displej nekim drugim, prvo treba otkriti tip displeja (zajednička katoda ili zajednička anoda), zatim na koji način su vezani/multipleksirani pojedini segmenti, a onda dodati i neki driver (buffer) jer postojeći integrirani krug vrlo vjerojatno ni ne može isporučiti struju za pogon nekog većeg displeja.

Sve u svemu, vidimo da za razliku od analognih FM prijemnika, kod ovih “single-chip” digitalnih naprava uglavnom nemamo načina za nadogradnju bilo kakve funkcionalne analogne kontrole ili indikacije. To može biti problem ukoliko nam je cilj zadržati retro/vintage izgled našeg uređaja.

Praktično gledano, sve što možemo promijeniti na ovakvom modulu to su tipkala. Mogli bi na prednju ploču ugraditi nekih šest vizualno ljepših tipkala ili još bolje upotrijebiti samo tri dvostruka tipkala (ON-OFF-ON). No LED displej ovdje svakako moramo zadržati te ugraditi barem USB priključak. Također, negdje moramo naći mjesta za prozorčić IC senzora za daljinski upravljač. Sve ove kontrole i indikacije djelovati će prilično zbunjujuće i natrpano na prednjoj ploči našeg osciloskopa, a crveni LED displej neće nikako biti usklađen sa zelenim ekranom CRT-a. Kad se sve skupa sagleda, najbolje je ovakav modul ugraditi na prednju ploču u originalnom obliku, odnosno sa originalnom maskom. Glede toga, postoje vrlo slični moduli sa oblikom maske koja bi se bolje uklopila na našu prednju ploču pa za sada odustajemo od daljnjeg razmatranja ovog modula.

FM radio prijemnik (drugi kandidat)

U međuvremenu je iz Kine stigao još jedan jeftini modul (5,5 dolara) gotovog FM radio prijemnika u kombinaciji sa MP3, USB, TF, LINE IN, FM i BLUETOOTH sučeljima te IR daljinskim upravljačem. Omogućena je funkcija snimanja na memorijsku karticu ili USB stik te free-hand korištenje mobitela u vožnji. Modul također sadrži i integrirano audio pojačalo snage (max 2 x 20 W). Napajanje može biti u rasponu 6-12 V (max 3 A), a dimenzije prednje ploče su 92×35 mm. Radi se dakle o prilično svestranom radio i audio uređaju koji se lako može ugraditi gotovo bilo gdje.

Sklop se bazira na integriranom krugu oznake JHQB14F2P koji je vjerojatno nešto drugačije programirana inačica prethodno opisanog integriranog kruga JHEB14F2B. U svakom slučaju opet je riječ o modernom specijaliziranom integriranom krugu koji objedinjuje apsolutno sve funkcije uređaja, od DSP FM radio prijemnika, preko kontrolera za sve vanjske audio i memorijske uređaje do upravljanja LED displejom i IR daljinskim upravljačem. Zahvaljujući DSP-u prijem FM radija će biti vrlo osjetljiv i selektivan, praktično u rangu najboljih analognih FM prijemnika.

Audio pojačalo snage također koristi najnoviju tehnologiju rada u D-klasi s proširenim spektrom. Bazira se na integriranom krugu CS 86552E koji može isporučiti max 2 x 25 W snage na napajanju od 20 V (zvučnik 4 Ω). Mi ćemo koristiti napajanje od 12 V, a tu možemo dobiti cca 2 x 8 W na opterećenju od 8 Ω ili 2 x 12 W na opterećenju od 4 Ω što je više nego dovoljno za bilo kakav stolni radio prijemnik.

Audio pojačala u D-klasi izumljena su još u 1950-tim godinama, no tada još nisu postojali dovoljno dobri tranzistori za praktičnu gradnju ovih pojačala. Tek razvojem i širokom proizvodnjom MOSFET-a i kasnije VDMOS-a od sredine 1980-tih godina stvoreni su temelji za uspješni početak komercijalne proizvodnje tranzistorskih pojačala u D-klasi. Prvi integrirani krug sa audio pojačalo u D-klasi izašao je na tržište 1996. godine.

Karakteristika pojačala u D-klasi je da tranzistori ne rade u režimu linearnog pojačala, nego u režimu sklopke (elektroničkog prekidača). Ulazni (sinusoidni) audio signal se prvo modulira trokutastim valnim oblikom pri čemu se kao rezultat modulacije dobiva pravokutni signal fiksne amplitude, no sa različitim širinama i razmacima pravokutnih impulsa koji odgovaraju promjeni amplitude ulaznog audio signala (PWM signal, pulsno-širinska modulacija). Tako dobiveni PWM signal, s obzirom da je fiksne amplitude, pojačava se jednostavnim naizmjeničnim uključivanjem i isključivanjem izlaznih tranzistora u ritmu vremenskog trajanja pojedinog impulsa. Budući da tranzistori rade kao sklopke, odnosno tijekom rada su ili potpuno uključeni ili potpuno isključeni, oni onda gotovo i ne rade u linearnom području te rasipaju vrlo malo snage. Zbog toga pojačala u D-klasi imaju vrlo visoku učinkovitost (preko 90%) i vrlo malo se zagrijavaju. Pojačani PWM signal je potrebno ponovno pretvoriti u sinusni (analogni) audio signal, a to se vrši jednostavnim LC nisko-propusnim filtrom, koji propušta niske audio frekvencije i blokira visoke PWM frekvencije. Na našoj pločici, desno od čipa, lijepo se vide četiri kondenzatora i četiri zavojnice (u SMD tehnici) koji čine izlazne nisko-propusne filtre. Ovo su, uz filtarske kondenzatore napajanja, jedine komponente koje je potrebno dodati čipu CS 86552E da se kompletira čitavo stereo pojačalo. Zanimljivo je da će zvučnik najčešće dobro raditi čak i bez tog izlaznog filtra jer će i sam induktivitet zavojnice zvučnika blokirati VF komponentu signala.

Čip CS 86552E osim samog pojačala u D-klasi ima ugrađenu i zaštitu od prekomjerne struje, zaštitu od kratkog spoja i zaštitu od pregrijavanja. Iz opisanih razloga, samo zagrijavanje čipa u radu je malo te na istog nije potrebno montirati hladnjake. Na modul je također montiran i regulator napona 7805 preko kojeg se napaja radio čip JHQB14F2P.

Za razliku od prethodnog modula, ovaj ima samo četiri tipkala za kontrolu svih funkcija, a na prednju ploču je ugrađena ON/OFF sklopka, te standardni konektori za TF, USB i AUX ulaze. Svakako se radi o ljepšoj, praktičnijoj i kompaktnijoj inačici uređaja koja bi se bez problema mogla montirati na prednju ploču našeg osciloskopa bez ikakvih modifikacija.

FM radio prijemnik (treći kandidat)

Za trećeg kandidata odabrali smo jedan mali jeftini džepni FM/AM prijemnik sa (na prvi pogled) analognim kontrolama za frekvenciju i pojačanje.

Ovaj prijemnik se bazira na svega dva integrirana kruga:

KT 0936MB9 – integrirani AM/FM radio prijemnik, AM prijem u opsegu 150 kHz – 32 MHz te FM prijem u opsegu 32 – 110 MHz
HAA 8002D – audio pojačalo koje radi na napajanju u opsegu 2,2 – 5,5 V i na 5 V je u stanju isporučiti maksimalno 2 W izlazne snage (4 Ω)

Integrirani krug KT 0936MB9 također implementira digitalnu obradu audio signala (DSP) kao i prethodno opisani JHEB14F2B/JHQB14F2P, no riječ je o puno jednostavnijem čipu koji nema ni stereo dekoder ni LED driver ni bilo kakve digitalne kontrolere za vanjska sučelja. Međutim, uz vrlo jednostavno programiranje njegovog PLL-a pomoću različitih vrijednosti otpornika i doista minimalan broj vanjskih pasivnih elemenata KT 0936MB9 se vrlo lako može konfigurirati za prijem svih komercijalnih FM / LW / MW / SW radio opsega.

AM/FM prijemnik baziran na integriranom krugu KT 0936M B9. Na tiskanoj pločici se uočava nekoliko SMD kratkospojnika te nekoliko nepopunjenih lemnih mjesta za SMD komponente, uključujući i za jedan DIL8 integrirani krug (vjerojatno EEPROM AT24C02C ili slični serije 24Cxx). Ovo ukazuje kako je riječ o integriranom krugu koji se može konfigurirati i kojim se može upravljati na različite načine.

S obzirom da se radi o relativno novom čipu (iz 2016. godine) kineskog proizvođača KTMicro, osim tvorničkih specifikacija na kineskom jeziku teško je pronaći bilo kakve praktične sheme prijemnika sa ovim čipom. Stoga smo odlučili nacrtati osnovnu shemu našeg prijemnika BC-R20.

Prema tvorničkim podacima zavojnica na feritnoj jezgri za AM prijem treba biti induktivnosti u rasponu 360-620 µH, a u našem prijemniku ista ima induktivnost od 375 µH. Zavojnica za FM je induktiviteta 0,7 µH. Koristi se standardni satni kristal na 32,768 KHz. Biranje frekvencijskih opsega vrši se promjenom vrijednosti otpornika na pinu 10, a promjena prijemne frekvencije vrši se potenciometrom na pinu 9. Jednostavnije od ovoga jednostavno ne može 🙂

Kao što se vidi, od vanjskih elementa potrebno je dodati samo jednostavne ulazne antenske krugove za AM i FM prijem, otpornike za odabir prijemnog opsega i frekvencije te kristal na 32,768 KHz (standardni široko rašireni kristal za digitalne satove).

Koliko smo uspjeli shvatiti iz kineskog manuala funkcije pojedinih pinova integriranog kruga KT 0936MB9 bile bi slijedeće:

pin 1 (AMINN): antenski ulaz za AM područja (masa)
pin 2 (AMINP): antenski ulaz za AM područja (vrući kraj)
pin 3 (RFINP): antenski ulaz za FM područja (vrući kraj)
pin 4 (RFGND): antenski ulaz za FM područja (masa)
pin 5 (DVSS): masa digitalnih sklopova čipa
pin 6 (DVDD): napajanje digitalnih sklopova čipa
pin 7 (RF_SW): komunikacija sa vanjskom EEPROM memorijom za preklapanje ulaznih RF krugova
pin 8 (TUNING): digitalna indikacija podešenosti prijemnika na aktivnu frekvenciju
pin 9 (CH): analogna kontrola za odabir frekvencije (otpornički djelitelj napona)
pin 10 (SPAN): analogna kontrola za odabir frekvencijskog opsega (otpornički djelitelj napona)
pin 11 (AM_FM): kao analogna kontrola može se koristiti za uključenje/isključenje “softmute” funkcije, kao digitalna kontrola može se koristiti za konfiguriranje frekvencijskih opsega ili generiranje takta (clock) za rad s vanjskom EEPROM memorijom
pin 12 (AOUT): audio izlaz
pin 13 (AVSS): audio izlaz (masa)
pin 14 (XI_RCLK): kristal oscilatora takta / takt mikrokontrolera
pin 15 (X0): kristal oscilatora takta
pin 16 (AVDD): napajanje analognih sklopova čipa

U našem slučaju frekvencijom integriranog kruga upravlja se analogno te su pinovi za upravljanje preko EEPROM memorije nepovezani (pinovi 7, 8 i 11). IC KT 0936MB9 se dakle može konfigurirati preko otporničkih djelitelja napona ili konfiguracijske podatke može učitati preko vanjske EEPROM memorije sa učitanim odgovarajućim adresama. Međutim, čini se da pinovi 8 i 11 mogu do određene mjere biti iskoristivi i analogno te ćemo svakako provjeriti da li se pin 8 može koristiti za LED indikaciju podešenosti prijema, odnosno da li se pin 11 može iskoristiti za kontrolu tzv. “softmute” fuknkcije.

Softmute funkcija obično je implementira u prijemnicima sa digitalnim procesiranjem signala (DSP). Funkcija radi tako da utiša jačinu zvuka na područjima prijema gdje postoji jedino šum (nema korisnog prijemnog signala), a također vrši i automatsku regulaciju pojačanja na frekvencijama gdje postoji određena razina korisnog signala. Tako kod traženja postaja neće biti onog karakterističnog jakog šuma na neaktivnim frekvencijama, a aktivne frekvencije će biti ujednačene jačine bez obzira na razinu prijemnog signala. Funkcija softmute dakle radi slično dobro poznatom analognom squelch-u (prigušivaču šuma) u kombinaciji sa ARP-om (automatska regulacija pojačanja). Ipak, pošto se radi o DSP procesuiranju detekcija neće biti kontinuirana (analogna) nego će se vršiti na nekoliko pragova detekcije (najčešće tri). DSP sklop mora prvo detektirati u koju razinu ulazi prijemni signal, a zatim izvršiti određeni stupanj utišavanja (ukoliko se radi o čistom šumu) ili određeni stupanj pojačanja zvuka (ukoliko je prisutan korisni signal). S obzirom da se radi o digitalnom procesiranju vjerojatno je potrebno i neko vrijeme da se ova funkcija stabilizira te će biti zanimljivo vidjeti kako se ista manifestira u praksi.

Odabir prijemne frekvencije vrši se preko potenciometra 10 kΩ koji zapravo funkcionira kao djelitelj napona napajanja na pin 9 (CH). Na vrlo sličan način, djelitelj napona napajanja preko fiksnih otpornika (označenih zelenom bojom) određuje prijemni frekvencijski opseg. Ovaj djelitelj napona čini otpornik od 10 kΩ vezan na pozitivni pol napajanja i otpornik vezan na negativni pol napajanja (masu). U našem slučaju otpornik na masi je vrijednosti 63,4 Ω za FM prijem u opsegu 87-108,5 MHz, odnosno vrijednosti 787 Ω za AM prijem u opsegu 513-1629 kHz. Vidimo da se radi o nestandardnim vrijednostima otpora, provjeriti ćemo koliko odstupanja tih otpora utječu na prijemni opseg, no ovdje se sasvim sigurno se može ugraditi i kakav trimer-potenciometar kojim onda možemo precizno dotjerati željeni prijemni opseg. U nastavku dajemo vrijednosti otpornika za dobivanje svih standardnih komercijalnih FM / LW / MW / SW radio opsega u frekvencijskom rasponu od 150 kHz do 110 MHz. Za frekvencije opsege do 32 MHz čip će automatski uključiti AM krugove, dok će za odabrane frekvencije iznad 32 MHz uključiti FM krugove.

Čip KT 0936MB9 predviđen je za napone napajanja u rasponu 2,1 – 3,6 V (potrošnja 30 mA) te ga nikako ne smijemo priključiti izravno na 5 V. No osim ovoga, prijemnik baziran na KT 0936MB9 puno bolje bi odgovarao za naš projekt nego prethodno opisani sa čipom JHEB14F2B. Kao prvo, radi se o mono prijemniku što nam ovdje čak i više odgovara jer unutar šasije osciloskopa (zbog velikog mrežnog transformatora) ionako nemamo mjesta za ugradnju dva stereo zvučnika. Drugo, broj kontrola je puno manji (svega tri) pa ćemo ih lakše rasporediti na ostatak prednje ploče osciloskopa. Treće, već imamo ugrađeno audio pojačalo snage pa se ne moramo time dodatno baviti.

Osjetljivost i kvaliteta prijema ne razlikuje se puno od druga dva opisana prijemnika i općenito rečeno puno je bolja od velike većine komercijalnih čisto analognih radio prijemnika. Naravno, uspoređujemo samo FM prijem jer srednjevalne AM postaje danas realno rijetko tko više sluša. Međutim, velika razlika kod ovog DSP FM čipa očituje se u načinu biranja prijemnih postaja. Dok je kod prva dva prijemnika ta funkcija bila potpuno automatska i digitalna, ovdje je riječ o simuliranoj ručnoj analognoj kontroli. Tko god koristi ili se koristio analognim radio prijemnicima zna da je namještanje prijemne postaje to teže što je raspon kuta okretanja birača postaja (promjenjivog kondenzatora) manji, odnosno što je skala kraća. Zapravo svi promjenjivi kondenzatori imaju otprilike isti kut između minimalnog i maksimalnog otklona, no taj kut se mehanički povećava dodavanjem raznih redukcijskih prijenosa preko sistema zupčanika, lančanika, kolotura i slično. Već i pomak osovine promjenjivog kondenzatora manji od 1° nekad čini razliku u kvaliteti prijema.

Kod našeg modela prijemnika BC-R20 skala je vrlo mala, a kut okretanja potenciometra je svega 175°, dakle manje od pola kruga. No, unatoč tome, namještanje prijemnih postaja ovdje i nije pretjerano teško. Naime, iako se potenciometar okreće kontinuirano, frekvencije se u PLL sklopu mijenjaju skokovito, odnosno u koracima po 50 kHz. To znači da mi ovdje nemamo potrebu super-precizno dotjerivati potenciometar na točnu frekvenciju nego ga samo dovesti u granice vrijednosti gdje će ga MCU prepoznavati kao jednu fiksnu frekvenciju. Na našem području FM postaje emitiraju na razmaku od 100 kHz, te bi bilo još bolje da vršimo prijem na FM2 opsegu (vidi tablicu). Naime, razlika između FM1 i FM2 opsega je u frekvencijskom koraku, a nama bolje odgovara korak od 100 kHz nego 50 kHz. To je praktično razlika između 430 i 216 kanala, a svakako je lakše kontrolirati manji broj kanala. Stoga ćemo otpornik od 63,4 Ω zamijeniti sa otpornikom od 237 Ω.

Za samu skalu imamo dvije mogućnosti. Prva je iscrtavanje iste izravno na prednju ploču, jednako kao da radimo skalu za bilo koji potenciometar. Mogli bi upotrijebiti neki kvalitetni potenciometar standardnog kuta otklona od 270° čime bi zbog većeg kuta dodatno olakšali biranje stanica. U krajnjem slučaju možemo isprobati i neki višeokretni potenciometar. U tom slučaju ispis skale neće imati smisla, no umjesto toga za indikaciju frekvencije možemo upotrijebiti neki mali instrument sa zakretnim svitkom ili ako baš hoćemo to može biti i digitalni voltmetar. Naime, frekvencija ovisi o naponu iz naponskog djelitelja na pinu 9 integriranog kruga te mjerenjem toga napona zapravo prikazujemo prijemnu frekvenciju. Potrebno je naravno samo ugoditi instrument na nominalni raspon napona i iscrtati linearnu frekvencijsku skalu.

Integrirani krug KT 0936MB9 svakako pruža više fleksibilnosti i mogućnost gradnje više različitih inačica radio prijemnika. Izravnim adresiranjem čipa preko I2C sabirnice mogu se programirati i neki drugi parametri poput AM ili FM modulacije na bilo kojoj frekvenciji, odabira širine propusnosti AM i FM filtara, odabira frekvencijskog koraka, korigiranje audio frekvencijskog odziva (uzdizanje basova), reakcija na otporničke djelitelje napona (pridruživanje određenih opsega i frekvencija bilo kojoj vrijednosti otpornika), prilagodba na rad sa kristalima na drugim frekvencijama i slično. Svakako je riječ o vrlo zanimljivom integriranom krugu, no s obzirom da dostupne kineske specifikacije nisu baš detaljne potrebno će biti i malo eksperimentiranja.

Mi ćemo se za naše potrebe baviti samo mogućnostima čipa bez dodatnog EEPROM-a, a to onda uključuje eksperimente sa različitim frekvencijskim koracima i različitim potenciometrima za biranje postaja kako bi u konačnici dobili prijemnik što boljeg odziva i što lakšeg za rukovanje. Naravno, čim se radi o naponski upravljanim prijemnikom vrlo lako je dodati analogne ili digitalne skale napravljene iz praktički bilo kojeg analognog ili digitalnog voltmetra. Za memorijske kanale možemo iskoristiti mikrokontrolere/memorije ali također i analogne potenciometarske “programatore” iz različitih rashodovanih radio i TV prijemnika sa naponski kontroliranim tunerima.

Mi smo ovdje za početak isprobali funkcioniranje pina-8 (Tuning) i pina 11 (AM_FM) koji su primarno namijenjeni za programsko konfiguriranje prijemnika preko vanjske memorije te u našem slučaju nisu spojeni na ništa.

Pin-8 (Tuning) daje digitalnu informaciju o podešenosti prijemnika na neku aktivnu frekvenciju. Ukoliko prijemnik prima dovoljno jak signal da se dobije čisti demodulirani zvuk, na pinu-8 će biti logička 1, odnosno pojaviti će se napon od cca 3 V. Isto tako, koliko je prijemnik podešen na frekvenciju bez aktivnog signala, na pinu-8 će biti logička 0, odnosno stanje bez napona. Stoga je na pin-8 preko otpornika od 1 kΩ na moguće spojiti LED diodu koja će zasvijetliti svaki put kad prijemnik uhvati neku stanicu. Ova LED, ukoliko ju spojimo, dakle i nema neku posebno korisnu indikacijsku funkciju, no može poslužiti kao neki estetski dodatak na prednjoj ploči prijemnika.

Pin-11 (AM_FM) bi prema tvorničkim uputama preko pull-up otpornika od 47 kΩ trebao kontrolirati softmute funkciju. Mi u našim testovima nismo primijetili neku razliku u biranju i prijemu aktivnih frekvencija, ni kada je pin-11 spojen na masu, ni kada je isti preko otpornika 47 kΩ spojen na pozitivni pol napajanja.

Preostalo je testirati razlike u biranju frekvencija upotrebom različitih potenciometara. Potenciometar za ovu funkciju praktično može biti bilo koje vrijednosti jer se radi o običnom djelitelju napona između pozitivnog i negativnog pola napona napajanja. Vrijednost otpora potenciometra zapravo donekle igra ulogu jedino u potrošnji struje. Ukoliko primjerice koristimo potenciometar od 10 kΩ struja kroz njega će biti 300 µA, a ukoliko se stavi potenciometar od 100 kΩ njegova potrošnja će biti 30 µA. U oba slučaja se radi o vrlo maloj potrošnji struje s obzirom da čitav prijemnik troši 30-200 mA ovisno o izlaznoj jačini zvuka.

Originalni potenciometar 100 kΩ / 175° (zeleni), potenciometar 100 kΩ / 270° (u sredini) i višeokretni potenciometar 10 kΩ (plavi). Slovo “B” ispred vrijednosti potenciometra označava da je riječ o linearnom potenciometru (slovo “A” bi označavalo logaritamski potenciometar).

Kao što vidimo na slikama originalni potenciometar (zeleni) je vrijednosti 100 kΩ i raspona okretanja od 175° što je manje od pola kruga. Potenciometar tako malog raspona okretanja je ovdje upotrijebljen vjerojatno iz razloga da se što je moguće više smanji hod spregnute kazaljke skale, a time i ukupna širina kućišta samog prijemnika. Naravno da će potenciometrima većeg kuta okretanja biranje postaja biti lakše, pa ćemo mi ovdje isprobati standardni potenciometar kuta okretanja 270° i višeokretni potenciometar sa rasponom od deset punih krugova.

Sukladno očekivanjima, potenciometrom sa kutom od 270° dobiva se lakše biranje frekvencija, no kineski višeokretni potenciometar od 10 kΩ se nažalost pokazao neispravnim. Našli smo da je u prekidu spoj vanjskog kontakta sa jednim krajem otporne žice pa pogledajmo može li se to popraviti.

Konstrukcija višeokretnog potenciometra. Na posljednjoj slici desno vidi se mali lemni spoj na sredini gornjeg navoja otporne žice. To je spoj jednog kraja otporne žice sa vanjskim kontaktom i isti je ovdje u prekidu. Lemni spoj je vrlo teško obnoviti jer preslabo zagrijavanje lemilicom neće zalemiti kontakt, a prejako zagrijavanje tali okolnu plastiku i deformira navoje otporne žice.

Unutrašnja konstrukcija potenciometra je relativno jednostavna. Otporni sloj načinjen je motanjem tanke otporne žice na deblju izoliranu žicu (vjerojatno CU-lak žicu). Sve ovo je uvijeno u deset navoja. Klizač se kreće između tih navoja slično kao što bi se neka matica kretala po vijku. Nakon pola sata petljanja oko ovog mehanizma, na kraju nismo nikako uspjeli popraviti loš spoj vanjskog kontakta sa jednim rubom otporne žice. Otporna žica se vrlo teško lemi, kontaktna površina je vrlo mala, nedostupna i zalivena u plastiku kućišta, bilo kakvi neoriginalni zahvati oko spoja uzrokuju zapinjanje mehanizma na tom dijelu, bilo kakva deformacija otporne žice se teško ispravlja, prejako zagrijavanje tali plastiku u koju su kontakti zaliveni, premalo zagrijavanje ne stvara dobar lemni spoj…

Čitav potenciometar košta 1,5 dolar i definitivno će najbolje biti naručiti novi potenciometar, ovaj puta od 100 kΩ pa će poslužiti i za druge projekte (potenciometar veće vrijednosti se paralelnim spajanjem fiksnog otpornika može promijeniti u potenciometar manje vrijednosti).

Danas na tržištu postoji veliki broj integriranih krugova specijalno dizajniranih za radio prijem na komercijalnim radio opsezima i procesiranje audio sadržaja (uglavnom glazbenih datoteka) sa različitih digitalnih medija. Neki od ovih “single chip radio” integriranih krugova upravljivi su jedino preko digitalnih sabirnica i protokola (I2C), neki se mogu kontrolirati postavljanjem logičkih razina na određene ulaze (tipkalima), a neki su upravljivi različitim nivoima napona (potenciometri i djelitelji napona). Naravno, česte su i kombinirane mogućnosti upravljanja.

Sve su ovo čipovi koji u jednom dijelu koriste digitalno procesiranje signala (DSP), a mi ćemo prije konačne odluke o izboru čipa za naš projekt razmotriti i nekoliko dostupnih čisto analognih “single chip radio” integriranih krugova.

FM radio prijemnik (četvrti kandidat)

Slijedeći kandidat je AM/FM prijemnik baziran na integriranom krugu CD2003GP. Riječ je o svojedobno vrlo popularnom čipu kojeg je više proizvođača proizvodilo u više inačica (TA2003P, TA2003F, TA8164P, KA2297D) i koji je ugrađivan u različite tipove uglavnom malih kompaktnih prijenosnih radio prijemnika različitih proizvođača u razdoblju od druge polovice 1990-tih do početka 2010-tih godina. Također, razvijeno i nekoliko KIT kompleta za samostalnu gradnju AM/FM prijemnika baziranog na tom čipu. Čip je specifičan po tome što mu nisu potrebni vanjski selektivni AM i FM MF transformatori već samo standardni keramički MF filtri na 10,7 MHz i 455 kHz. Jednako tako AM i FM detektori su u potpunosti implementirani u čip tako da ni ovdje nisu potrebni vanjski induktiviteti. Sve ovo uvelike pojednostavljuje konstrukciju i podešavanje prijemnika. Integrirani krug CD2003GP može raditi u širokom rasponu napona napajanja, od 1,8 do 7 V (15 mA).

Gumb za biranje postaja sa frekvencijskom skalom preko zupčanika je spregnut sa osovinom promjenjivog kondenzatora ali također i sa jednim potenciometrom. S obzirom da ne znamo iz kojeg modela radio uređaja je ovaj modul, nejasna je i uloga ovog spregnutog potenciometra. Ukoliko ne bi bilo skale iscrtane na samom gumbu onda bi ovaj potenciometar služio kao senzorski, odnosno za kontrolu nekog instrumenta sa zakretnim svitkom (voltmetra) koji bi služio za pokazivanje frekvencije. U svakom slučaju ovo je zanimljivo osmišljen senzorski sistem za kontrolu nekog električnog pokazivača odabrane frekvencije.

Ako pogledamo osnovnu tvorničku shemu integriranog kruga CD2003GP vidimo da su jedini potrebni vanjski induktiviteti i kapaciteti oni u ulaznim AM/FM promjenjivim titrajnim krugovima tunera (RF pojačalo i lokalni oscilator). Iako sve ovo izgleda idealno, znamo da jednostavni keramički MF filtri ne mogu tako dobro prigušiti neželjene frekvencije kao selektivni MF transformatori, odnosno kombinacija MF transformatora i MF keramičkih filtara. Jednako tako, osjetljivost, selektivnost kao i sam prijemni frekvencijski opseg prijemnika značajno će ovisiti i o dobro podešenim ulaznim krugovima AM/FM tunera.

Svakako je kod ovih čistih analognih “single chip” prijemnika, bez obzira na minimalan broj vanjskih komponenti, ipak treba uložiti malo više pažnje u konstrukciju i podešavanje sklopa nego što je to slučaj kod suvremenih radio čipova sa digitalnom obradom signala. Danas se ovakvi analogni radio čipovi više ne proizvode, no i dalje možemo iskoristiti gotove module iz nekih od bezbroj odbačenih modela tvorničkih radio prijemnika proizvedenih tijekom prošlog stoljeća.

FM radio prijemnik (peti kandidat)

Iz nekog starog radio uređaja sačuvali smo i ovaj modul AM/FM radio prijemnika baziranog na integriranom krugu KA 22427. Ovaj čip je kompatibilan sa TDA 1083 i nalazimo ga u radio uređajima od početka 1980-tih pa sve do ranih 2000-tih godina. Radi se dakle o nešto starijoj generaciji radio čipa kojem su za rad potrebni svi RF i MF krugovi koje uobičajeno imaju i tranzistorski prijemnici.

Vidimo da su na našem modulu ugrađeni vanjski elementi samo za FM prijem (AM stupnjevi se ne koriste) što prilično pojednostavljuje čitav sklop. Bez obzira na to za ispravan rad prijemnika moraju biti dobro podešeni svi RF i MF krugovi te ovaj čip i nije baš najbolje rješenje za samogradnju. No, ukoliko smo odnekud nabavili gotov tvornički modul sa ovim čipom onda svakako imamo u rukama posve iskoristiv analogni FM radio prijemnik za različite ugradnje.

FM radio prijemnik (šesti kandidat)

Ovaj modul, također sačuvan iz nekog nepoznatog radio uređaja, bazira se na integriranom krugu TA 8127N. Riječ je dakle o još jednoj single-chip inačici analognog AM/FM radio prijemnika, također iz razdoblja od kraja 1980-tih do početka 2000-tih godina. Za razliku od prethodna dva radio čipa ovaj koristi kombinaciju MF transformatora i MF filtara te se može očekivati bolja selektivnost prijema. Također, u TA 8127N je implementiran i FM stereo dekoder.

Na našu pločicu ugrađeni su ulazni tunerski krugovi (i sklopka) za FM i AM-MW radio frekvencijska područja, no vidimo da postoji i mogućnost proširenja na AM-LW frekvencijsko područje. U svakom slučaju, zahvaljujući stereo dekoderu te višestrukim selektivnim MF filtrima ovo je sigurno jedan od boljih i selektivnijih komercijalnih AM/FM prijemnika s kraja prošlog stoljeća.

FM radio prijemnik (sedmi kandidat)

Na ovom modulu kombiniran je single-chip radio prijemnik sa integriranim krugom TEA 5591 i stereo dekoder sa integriranim krugom AN 7411. Ovi IC-ovi ugrađivali su se u radio uređaje iz 1980-tih i 1990-tih godina.

I ovdje se za selekciju MF koristi kombinacija vanjskih MF transformatora i keramičkih MF filtara. Vidimo da količina potrebnih vanjskih elemenata nije pretjerano velika no svejedno moramo koristiti podešene AM i FM MF transformatore kao i ulazne tunerske RF krugove za što je, osim samih komponenti, potrebno imati i adekvatnu mjernu opremu. Gotov tvornički modul sa naše slike sa stereo dekoderom pak svakako čini posve iskoristiv AM/FM stereo radio prijemnik za praktičnu modifikaciju kakvog “lampaša” ili neku sličnu ugradnju.

FM radio prijemnik (osmi kandidat)

Razmatranje single-chip FM prijemnika ne možemo zaključiti prije nego spomenemo čuveni TDA7000 ili njegovu moderniju inačicu TDA7088. TDA7000T je tvrtka Philips patentirala još 1977. godine, no u široku upotrebu je uveden od 1983. godine. Prvo se proizvodio u standardnom DIP 18 kućištu, no ubrzo je 1983. godine izašla i inačica za površinsku montažu (SMD) pod oznakom TDA7010T. Slijedeća inačica čipa pod oznakom TDA7021T koja je izašla 1992. godine uključivala je i FM stereo dekoder. Posljednja inačica čipa iz te serije TDA7088T predstavljena je 1996. godine. To je opet mono inačica ali sa ugrađenom funkcijom automatskog traženja aktivnih postaja. Philips je ove čipove prestao proizvoditi krajem 2003. godine, no proizvodnju su nastavili kinezi sa kopijama ovog čipa. Kineske kopije posljednje dvije inačice, TDA7021T i TDA7088T, još uvijek se mogu kupiti pod originalnim nazivima ili nekim sličnim nazivima koji uključuju oznaku 088 (npr. CD9088, SC1088). Ovo dovoljno govori o popularnosti ovih čipova.

Dva primjerka integriranog kruga TDA7088 iz naše kolekcije. Jedan primjerak ima Philipsov logo, a drugi je sasvim sigurno jedna od kineskih kopija. Desno je pločica koja adaptira SMD inačicu na standardno DIP/DIL kućište što može olakšati eksperimente i gradnju projekata sa ovim integriranim krugom. Ukupne dimenzije čipa sa nožicama su 10 x 6 x 1,7 mm

Postoji na desetke internetskih stranica sa projektima FM radio prijemnika sa ovim integriranim krugom. Za rad mu treba dodati svega desetak kondenzatora i dvije jednostavne zavojnice. Zahvaljujući ugrađenom VCO-u i automatskim krugovima za skeniranje, biranje/traženje radio postaja je moguće ručno preko običnog promjenjivog kondenzatora ili automatski preko dva tipkala, a uz dodatak varikap diode može se implementirati funkcija AFC-a i biranja postaja preko potenciometra.

Ovdje vidimo unutrašnji izgled nekog malog džepnog radio prijemnika sa TDA7088 kojem je dodana i mala LED svjetiljka. Biranje postaja vrši se pomoću dva tipkala (SCAN i RESET). Audio signal za slušalice dodatno se pojačava jednim tranzistorom, a napajanje je baterijsko 3 V (2 x 1,5 V).

Osim ovih, u objavi Emergency radio Maya KA505A opisali smo i single-chip AM/FM/SW prijemnik baziran na CXA1191, CXA1619M, CXA1691BM (Sony), U2510B (Atmel) ili nekom sličnom ekvivalentnom čipu (oznake na našem čipu su izbrisane). Iz svega možemo zaključiti da se u današnje vrijeme više ne isplati samogradnja sa analognim čipovima iz razdoblja do 2000-tih godina jer, osim što ionako više nisu dobavljivi, za kompletiranje prijemnika je potrebno ugraditi i ugoditi više RF i MF filtarskih krugova, a podešavanje frekvencije se vrši preko složenog promjenjivog kondenzatora, nerijetko sa četiri sekcije na istoj osovini. Ovakvi promjenjivi kondenzatori su vrlo osjetljivi na minimalne pomake ploča te se okretanje istih najčešće vrši preko mehaničkih reduktora. Izuzetak su čipovi serije TDA70xx koji su zbog odličnih karakteristika i minimalnog broja potrebnih vanjskih komponenti zadržali popularnost čitavih posljednjih 40-tak godina.

Moderni radio čipovi sa digitalnom obradom signala (DSP) imaju puno veći stupanj integracije te nerijetko omogućuju prošireni AM i FM stereo prijem, sa podrškom (kontrolerom) za različita digitalna sučelja (USB, MMC, Bluetooth, SD, Nand, SPI, Ethernet, S/PDIF, I2C, UART i drugo) te obično imaju i ugrađeni gotov driver za LED displej te podršku za IR daljinski upravljač. Međutim, kod takvih čipova su i kontrole digitalne (tipkala), a nerijetko je komunikacija/kontrola moguća samo programskim adresiranjem preko I2C sabirnice za što je potrebna dodatna vanjska programabilna memorija ili mikrokontroler. Ovdje bi izdvojili odličan čip KT0936MB9 koji može raditi samostalno i kojem je od vanjskih komponenti praktično dovoljan samo satni kristal i otpornik/potenciometar za odabir opsega/frekvencije.

Ako sada usporedimo analogne i digitalne čipove, digitalni čipovi zahvaljujući DSP-u, digitalnim filtrima i drugim novim tehnologijama imaju bolju osjetljivost i selektivnost, pa čak i nešto lakšu kontrolu frekvencije pomoću potenciometra. Stoga je KT0936MB9 svakako bolji izbor od TDA7088, a posebice je bolji izbor od drugih analognih čipova sa promjenjivim kondenzatorima. Problem je jedino što je za ove čipove potrebno osmisliti neke analogne ili električne skale, dok se gotovih modula sve svodi na jednostavnu montažu.

S obzirom da ćemo preraditi barem dva osciloskopa RIZ OS-157/A odlučili smo jednog opremiti sa gotovim kineskim modulom (drugi kandidat), a drugog ćemo opremiti sa KT0936MB9 (treći kandidat).

Ugradnja radio prijemnika sa KT0936MB9

Iskoristio sam gotovu pločicu prijemnika sa KT0936MB9 na koju sam prilagodio sklopku za uključenje/isključenje napajanja, te potenciometre za glasnoću i biranje prijemne frekvencije (tunung). U početku je bila ideja da za skalu koristim mali instrument sa zakretnim svitkom koji bi zapravo pokazivao promjenu napona na potenciometru za tuning i naravno proporcionalno tome bio baždaren za pokazivanje frekvencije.

Jednostavna indikacija frekvencije pomoću analognog instrumenta neće dobro funkcionirati zbog premalog unutrašnjeg otpora instrumenata sa zakretnim svitkom.

Međutim, ovdje se pojavilo više problema. Prvo, instrument nije mogao biti velik jer se ne bi imao gdje ugraditi na prednju ploču. Drugo, promjena frekvencije nije posve linearna sa promjenom otpora (napona), više naginje logaritamskoj promjeni, pa ukoliko želimo linearnu skalu trebamo koristiti logaritamski potenciometar ili instrument sa logaritamskim otklonom. U originalu je upotrijebljen linearni potenciometar od 100kΩ, no ako pogledamo skalu na prijemniku vidimo da je ista na početku zbijena, a zatim se sve više širi prema višim frekvencijama, dakle naginje logaritamskoj raspodjeli.

Nelinearne frekvencijske skale prijemnika.

Pronašli smo instrumente raspona skale 35 mm i veći od toga nikako ne bi stali na prednju ploču. Instrumenti imaju donekle logaritamsku karakteristiku otklona (sve više zbijenu prema većim vrijednostima) pa nam odgovara linearni potenciometar za tuning. No na rasponu od svega 35 mm ionako ne možemo precizno iscrtati čitavo frekvencijsko područje 88-108 MHz pa onda linearnost i nije više toliko bitna jer takva skala može biti samo orijentaciona, nikako mjerna.

Mali instrumenti sa zakretnim svitkom koji uz iscrtanu skalu 88-108 MHz mogu poslužiti kao indikatori prijemne frekvencije. Otklon ovih instrumenata nije linearan u čitavom opsegu.

Vezano uz ovo dolazimo i do trećeg problema. Instrumenti sa zakretnim svitkom imaju relativno mali unutrašnji otpor (čak i sa dodanim naponskim predotporom), tako da svojim otporom utječu na odnose otpora u samom potenciometru za tuning. Unutrašnji otpor naša dva instrumenta je svega 60 i 630 Ω što drastično remeti odnose otpora i time napone na potenciometru od 100 kΩ. Ovo također dodatno izobličava naponsko-frekvencijsku karakteristiku tuning potenciometra. Da mjerni instrument ne bi utjecao na djelitelj napona za tuning kontrolu, morali bismo ugraditi neko DC pojačalo, krug za odvajanje ili pak koristiti voltmetre sa unutrašnjim otporom barem 1 MΩ kakav imaju samo digitalni ili elektronički voltmetri. Za digitalni voltmetar bilo bi nužno kalibrirati frekvencijsku skalu u čitavom opsegu glede naponsko-frekvencijske karakteristike, a za neki orijentacijski analogni pokazivač se ne isplati dodavati pojačalo. Zbog svih ovih problema, iako nisu nerješivi, u ovom prototipu ipak odustajem od ugradnje bilo kakvog električnog instrumenta kao indikatora frekvencije.

Sada ostaje jednino mogućnost iscrtavanja skale na samoj prednjoj ploči, no s obzirom da koristimo višeokretni potenciometar ni to onda ovdje zapravo nema smisla. Skalu bi morali ispisati na samom višeokretnom gumbu, no to su toliko sitni brojevi da ih ionako nitko ne bi ni gledao. Nakon svega potpuno odustajem od izrade bilo kakve frekvencijske skale jer za neku ozbiljnu skalu na prednjoj ploči ionako nema mjesta, a ugradnja i kalibracija neke male orijentacione skale zahtijeva puno posla a na kraju iz iste nećemo dobiti neku praktičnu funkciju.

Višeokretni i originalni TUNING potenciometar. Skala 88-108 MHz bi se eventulano mogla ispisati na samom gumbu višeokretnog potenciometra (numeracija 0-9 unutar rubnog prozorčića).

Pločicu sa radio prijemnikom montirao sam uz CRT cijev što možda i nije najbolje rješenje, no jedino ovdje je preostalo dovoljno mjesta.

Jednostavna “prototipna” ugradnja pločice s prijemnikom na slobodno mjesto unutar šasije osciloskopa.

Sa ugradnjom prijemnika pojavili su se novi praktični problemi. Prvi problem je taj što želim imati posve odvojenu mogućnost uključivanja osciloskop sata i radio prijemnika, a onda nije praktično koristiti zajednički mrežni transformator za oba sklopa jer bi u slučaju slušanja samo radija morali isključiti sve nepotrebne sekundare transformatora koji napajaju CTR cijev za što bi bila potrebna neka višepolna sklopka. Drugi problem je taj što se radio čipovi napajaju maksimalnim naponom od 3 V, pa svakako moram ugraditi neki regulator sa 5 V na 3 V.

U ovom prototipnom primjerku stoga sam za napajanje radija ugradio zaseban mali SMPS mrežni ispravljač za 5 V (punjač za mobitel) te mu dodao regulator napona sa LM317 kojim sam napon snizio na 3 V. Naravno mogao sam dodati i neki 7803 regulator ili regulaciju napraviti zener diodom za 3 ili 3,3 V, mogao sam u konačnici i smanjiti frekvenciju SMPS sklopa tako da odmah dobijem izlazni napon 3 V, no ovo je prototip pa sam odabrao najbrže rješenje sa trenutno dostupnim materijalom.

Poseban mrežni ispravljač za napajanje prijemnika ugurao sam u odjeljak sa glavnim mrežnim transformatorom.

Sada imamo odvojenu kontrolu uključivanja radio prijemnika i osciloskop sata. Slijedeće, na osciloskopu želimo osim sata imati i mogućnost prikaza audio signala, kao što su to primjerice imali neki Marantz-ovi modeli radio tunera iz 1970-tih godina (10b, 18,19, 20, 20b, 120, 150, 2110, 2130, 4400, 2500, 2600, St-7, St-8 i slični). Da bi to postigli, moramo ugraditi sklopku kojom ćemo prebacivati željeni ulaz na otklonska pojačala osciloskopa. No, osim sklopke, potrebno je uskladiti i naponske nivoe izlaza iz osciloskop sata i audio izlaza iz prijemnika kako bi kod prebacivanja u oba slučaja dobili ispravno pozicionirane i raširene oscilograme.

Ovdje prije svega moramo razjasniti dvije stvari: audio vektroskop ili audio osciloskop. Audio vektroskop je nešto najbliže osciloskopu u XY-modu. On prikazuje razliku u fazama između dva izmjenična signala dovedena na X i Y ulaze. Ovo funkcionira kod stereo audio signala gdje se na X-ulaz dovede jedan, a na Y-ulaz drugi audio kanal. Međutim, ukoliko imamo mono signal, isti možemo dovesti na X-ulaz, Y-ulaz ili oba ulaza zajedno, no u sva tri slučaja dobiti ćemo prikazanu tek jednu crtu (horizontalnu, vertikalnu ili kosu) kojoj se amplituda mijenja u ritmu promjene jačine audio signala. To može poslužiti kao svojevrstan VU-metar, no ukoliko želimo vidjeti promjenjive sinusoide audio signala u vremenskoj domeni onda nam je za jedan od otklona svakako potreban dodatan oscilator, odnosno vremenska baza. Time dobivamo audio osciloskop. Audio osciloskop dakle prikazuje trenutni oblik jednog audio signala u vremenskoj domeni, dok audio vektroskop prikazuje trenutne razlike u fazama između dva različita audio signala. Naš prijemnik je mono (jedan audio kanal), te stoga radimo audio osciloskop za što nam treba oscilator vremenske baze.

Uobičajeno je da oscilator vremenske baze daje pilasti valni oblik napona jer se time postiže linearni odziv po X-osi. Međutim, mi ovdje ne radimo mjerni osciloskop nego nam je cilj dobiti što efektniji prikaz izmjene amplituda audio signala pa možemo koristiti i oscilator nekog drugog valnog oblika. Najjednostavnije bi zapravo bilo iskoristiti sinusni mrežni napon 50 Hz sa sekundara transformatora 6,3 V, no testovima smo utvrdili da se najbolji efekt postiže upravo pilastim ili stepeničasto pilastim naponima frekvencije 50-1000 Hz pa ćemo izraditi jedan takav generator.

Linearni pilasti napon, nelinearni pilasti napon i stepeničasti pilasti napon.

Generatori pilastog napona mogu biti linearni ili nelinearni. Kod linearnih generatora uzlazni napon će rasti potpuno linearno sve do krajnje točke od koje slijedi njegov nagli pad. Kod nelinearnih generatora napon neće rasti posve linearno. Linearnost porasta napona ovisi o linearnosti (vremensko-naponskoj karakteristici) punjenja kondenzatora. Znamo da je brzina promjene napona na kondenzatoru izravno proporcionalna struji koja teče kroz njega. To znači da ako struju kroz kondenzator stalno držimo konstantnom onda će i porast napona na njemu biti linearan kroz čitavo vrijeme punjenja, kao i pražnjenja. Stoga linearni generatori pilastog napona imaju dodan sklop za održavanje konstantne struje punjenja kondenzatora. No, kod pilastog napona vremena punjenja i pražnjenja kondenzatora nisu ista, on se mora sporo linearno puniti, a zatim što brže isprazniti. U našem slučaju, ako struju kroz kondenzator stalno držimo konstantnom, tada bi i oba vremena bila konstantna pa bi dobili trokutasti umjesto pilasti napon. Stoga je potreban još jedan sklop koji će na postignutoj određenoj vrijednosti (sporog) uzlaznog napona, povećati struju kroz kondenzator i izvršiti njegovo što brže pražnjenje.

Generator linearnog pilastog napona.

Shema prikazuje jedan generator linearnog pilastog napona sa operacijskim pojačalima koji se na našem testu pokazao vrlo dobrim u radu. Prvo operacijsko pojačalo kontrolira punjenje kondenzatora, a drugo operacijsko pojačalo pražnjenje kondenzatora. Oba spoja su napravljena maksimalno pojednostavljeno tako da je kod prvog pojačala kondenzator vezan jednim krajem na masu pa nije potrebno simetrično napajanje, a kod drugog pojačala nije potreban poseban krug sa tranzistorskom premosnicom preko koje će se prazniti kondenzator već se isti prazni preko samog operacijskog pojačala. Frekvenciju pilastog napona kod prvog pojačala određuju sva tri elementa, kondenzator, otpornik i potenciometar. Drugo operacijsko pojačalo je komparator napona i okidni sklop koji brzo prazni kondenzator (silazni napon) nakon što uzlazni napon postigne određenu vrijednost. Dioda je dodana kako bi se spriječilo i punjenje kondenzatora preko ovog operacijskog pojačala.

Upotrijebio sam operacijsko pojačalo koje mi je bilo pri ruci, dvostruki komparator LM393N. Sa ovim integriranim krugom na prototipnoj pločici dobio sam oscilacije u rasponu 1 Hz – 1 MHz, no upotrjebljivi pilasti napon bio je u granicama 200 Hz – 7 kHz. Ispod 200 Hz uzlazna naponska rampa već počinje gubiti na linearnosti, a iznad 7 kHz, iako je linearnost zadržana, pad napona više nije dovoljno brz i signal polako počinje poprimati trokutasti oblik. Naravno može se eksperimentirati sa vrijednostima R1 i C1 jer kako se povećavaju vrijednosti R1 i C1 tako se povećava i izlazna frekvencija, gdje onda vrijednosti RC elementa koje čine neki omjer također u određenoj mjeri utječu i na linearnost izlaznog signala. S obzirom da nama treba što niža frekvencija, odabrali smo najveći ne-elektrolitski kondenzator koji smo imali (330nF) i otpornik od 33kΩ (kondenzator može biti bez problema i elektrolitski, no mi smo ovdje htjeli ugraditi dimenzijama što manji keramički kondenzator). Time smo dobili raspon frekvencija 125-250 Hz, gdje ćemo mi odabrati prvu posve linearnu frekvenciju od 200 Hz. Sa nekim boljim operacijskim pojačalima vjerojatno bi se dobili i bolji rezultati, no to ovdje definitivno nije potrebno. Općenito gledano, prikaz audio signala na osciloskopu neće se puno promijeniti u čitavom rasponu pilastog napona 100-1000 Hz. Vrlo zanimljiv efekt postiže se stepeničastim pilastim naponom, no to ćemo ostaviti za neki drugi projekt.

Generator pilastog napona tijekom testiranja na eksperimentalnoj pločici.

Na pločicu na koju ćemo zalemiti naš generator pilastog napona potrebno je dodati još jedan sklop. To je pojačalo preko kojeg će se uvoditi audio signal sa prijemnika. Naime, signal ne možemo uzimati sa pojačala prijemnika (sa zvučnika) jer se amplituda tog signala mijenja kako mijenjamo potenciometar za glasnoću. Signal moramo uzeti prije potenciometra za glasnoću, a da bi osigurali dovoljno visoku ulaznu impedanciju i ujedno regulaciju (podešavanje) najbolje ga je na otklonsko pojačalo uvesti preko posebnog pojačala. U tu svrhu upotrijebili smo jednostavno pojačalo sa LM386.

Shema audio pojačala sa LM386 kakvo se prodaje preko popularnih internetskih trgovina (kineska proizvodnja). Kondenzatori su u SMD izvedbi bez oznaka, no vrijednosti ovih elementa sasvim sigurno ne odstupaju od onih koje su navedene u tvorničkoj dokumentaciji za ovaj čip ili kakve možemo naći na desecima shema dostupnih na internetu. Iako je LM386 jeftin čip, i dalje je isplatljivije naručiti deset gotovih modula pojačala sa ovim čipom iz Kine, nego nabavljati pojedinačne čipove u domaćim trgovinama.

Pojačanje ovog pojačala određuju elementi između pinova 1 i 8. Ako se ovi pinovi ostave prazni, pojačanje određuje samo interni otpornik od 1,35kΩ i ono iznosi 20 puta. Za takvo pojačanje integriranom krugu LM386 od vanjskih elemenata dovoljan je svega jedan kondenzator na izlazu kojim se odvaja istosmjerna komponenta napajanja prema zvučniku. Ako se na pinove 1 i 8 (paralelno internom otporniku od 1,35 kΩ) spoji kondenzator, kao u našem slučaju, pojačanje se povećava na 200 puta. Ukoliko pak se spoji serijska kombinacija otpornika i kondenzatora onda se pojačanje može namjestiti na bilo koju vrijednost između 20 i 200 puta. Ukoliko se LM386 koristi sa tim vanjskim C/RC elementima za povećanje pojačanja onda se pin 7 mora premostiti na masu (izravno ili preko kondenzatora) jednako kao i izlazni pin 5 preko RC spoja također na masu, kako ne bi došlo do nestabilnosti rada pojačala, posebice na višim frekvencijama. Frekvencijska karakteristika pojačanja (na primjer izdizanje basova) može se promijeniti dodavanjem serijskog spoja otpornika i kondenzatora između pinova 1 i 5. LM386 radi na širokom opsegu napona napajanja 4-12 V (neke inačice rade i do 18 V), mogu se spojiti zvučnici impedancije od 4 Ω na više, radi do frekvencija 300 kHz, postižu se izlazne snage do 700mW, ulazna impedancija je 50kΩ, izobličenja su mala (0,2%), jeftin je (čak i u našim dućanima košta oko 1 euro) te je ovaj čip vrlo raširen u različitim audio (pret)pojačalima ali i drugim aplikacijama za NF signale.

Kineski modul pojačala sa LM386 tijekom testiranja.

Sada već polako moramo početi razmišljati i o izgledu prednje ploče. Broj potrebnih kontrola sve više raste, a na prednjoj ploči je sve manje mjesta. Svakako bi željeli zadržati originalne gumbe potenciometara, no s njima dolaze i dva problema. Prvi je taj što su prilično velikog promjera, a drugi problem je što unatoč veličini ne pokrivaju vijke kojima se potenciometri pričvršćuju za prednju ploču. To znači da će kod montaže gumbi potenciometara stršati odmaknuti nekoliko milimetara od prednje ploče što uvijek ružno izgleda.

Šaroliki način montaže elemenata prednje ploče kod osciloskopa RIZ OS-157/A. Bilo bi idealno da svi elementi imaju duge osovine tako da gumbi nasjedaju skroz do prednje ploče. No, neki elementi i u originalu imaju kratke osovine te su morali biti montirani izravno na prednju ploču što sa sobom povlači problem pokrivanja montažnih vijaka.

U originalu su korišteni potenciometri sa dugim osovinama koji nisu bili montirani na prednju ploču, već na posebnu ploču koja se nalazi oko 45 mm iza prednje ploče. Tako su iz prednje ploče stršili samo goli krajevi osovina i gumbi su lako mogli nasjesti do same površine ploče. No, vidimo da je i RIZ već tijekom proizvodnje imao problema sa nabavom potenciometara sa dugim osovinama, te su neki potenciometri sa kratkim osovinama morali biti montirani izravno na prednju ploču. Također, sklopke su sa kratkim osovinama pa su i one morale biti izravno na prednjoj ploči.

Na slikama se vidi gumb kontrole koji lijepo nasjeda do prednje ploče i gumb kontrole koji zbog montažnog vijka strši nekoliko milimetara iznad prednje ploče. To je situacija koju bi svakako željeli izbjeći.

Potenciometri i sklopke sa dugim osovinama danas se manje proizvode i mi se nećemo baviti njihovom nabavkom. Tako nam ostaje izbor hoćemo li koristiti standardne potenciometre sa nekim modernijim tipom gumbi koji pokrivaju vijke ili ćemo, kao i RIZ, raditi dvostruku montažnu prednju ploču. U našem slučaju dodatni problem je i taj što su neke rupe na prednjoj ploči dodatno proširivane (zbog montaže kratkih potenciometara) i one su sad prevelike za montažu modernih malih potenciometara. Naime, stari potenciometri obično trebaju rupu promjera 10 mm, a modernima je dovoljno 7 mm, što opet komplicira montažu svih elemenata i izravno na prednju ploču.

Na prednjoj ploči su rupe različitih promjera i vrlo teško je uskladiti moderne elemente da upadaju u odgovarajuće rupe. Neke rupe su jednostavno prevelike i u njih je teško fiksirati željeni elemenat.

Na kraju smo odlučili napraviti prototipnu dvostruku prednju ploču od šerploče.

Ubrzo se pokazalo da šperploča nije najbolje rješenje za montažu elemenata prednje ploče. Kako se broj različitih elemenata sa različitim načinima montaže povećava tako šperploča počinje sve više smetati nego koristiti kod montaže. Također, neki elementi poput potenciometara i audio konektora imaju male montažne navoje i male osovine te se najbolje montiraju samo izravno na tanke metalne prednje ploče.

Kako bi se riješio problem prevelikih originalnih rupa na prednjoj ploči. sada smo odlučili napraviti pomoćnu montažnu ploču od lima zavarenog odmah ispod originalne ploče. Preveliki otvori zatim su popunjeni lemom i bakrenom žicom.

Kao što se vidi na slikama ovime smo dobili zadovoljavajući rezultat, međutim, vjerojatno je bilo bolje i jednostavnije rješenje montirati takvu ploču (masku) s prednje strane koja bi se mogla izraditi od željeznog ili aluminijskog lima ili od materijala za tiskane pločice (od pertinaksa, vitroplasta ili nekog sličnog tehničkog laminata). Takva ploča bi morala biti fino obrađena sa gotovom maskom od sitotiska, no malo tko u kućnoj radinosti ima alate za izraditi nešto takvo.

Ono što svatko može napraviti to je isprintati prednju masku na neki bolji (foto) papir koji se nakon ispisa dodatno zaštiti prozirnom folijom ili napraviti ispis na prozirnu samoljepljivu foliju. Mi smo se odlučili za ispis na foto papir koji smo kasnije zaštitili samoljepljivom prozirnom folijom.

U originalu kućište uređaja je prebojano sivom bojom sa “čekić” efektom, a mi smo se odlučili za zelenu boju s istim efektom. Prednja maska je ispisana laserskim pisačem na sjajni foto papir, koji je zatim zaštićen prozirnom samoljepljivom folijom.

Prednja ploča našeg osciloskopa je površinski vrlo mala i stoga moramo koristiti što manje gumbe potenciometara i ostalih elemenata. Svojevrsna “natrpanost” velikog broja kontrola na maloj površini prednje ploče izražena je i kod originalne montaže. Da se uštedi na broju elementa prednje ploče koristili smo kombinacije sklopki i potenciometara za uključenja osciloskop sata i radio prijemnika.

Sa e-bay i sličnih internet trgovina možete naručiti različite gumbe, no tu osim samog dizajna treba jako paziti na promjer i tip osovine za koji su predviđeni kao i na sam fizički oblik, odnosno da li svojom površinom prekrivaju montažne vijke ili ne. Gumbi koji prekrivaju montažne vijke moraju biti i većih gabarita što nama ovdje baš i ne odgovara. Ukoliko želite napraviti lijepu profesionalnu prednju ploču tako da uređaj izgleda unikatno ili tvornički, vjerojatno ćete morati tražiti vanjske usluge izrade ploče, sitotiska te namjensku izradu gumbi. To je naravno neisplativo za jedan uređaj pa se treba snalaziti s onim što se ima kod kuće 🙂

Sada kada imamu prednju ploču lakše možemo dalje eksperimentirati i podešavati elektroniku. Odlučili smo da naš uređaj ima četiri mogućnosti osciloskopskog prikaza:

sat
audio signal radio prijemnika
osciloskop sa fiksnom vremenskom bazom
XY osciloskop

Prva dva prikaza bi morala biti geometrijski fiksno podešena na zaslonu osciloskopa, dok se druga dva prikaza mogu podešavati kontrolama za poziciju i pojačanje. Ne bi nikako bilo dobro da se pomoću navedenih kontrola igramo prikazom nekih vanjskih signala, a onda kad se prebacimo na prikaz sata on bude posve razdešen glede geometrijskog prikaza na ekranu. Stoga za prikaz sata moramo imati fiksno podešenu geometriju. To smo postigli zasebnim setom trimer potenciometara za podešavanje geometrije sata koji se uključuju preko releja. Dobro bi bilo istu stvar napraviti i za prikaz audio signala sa radija, no to bi značilo dodatni relej sa četiri potenciometra. Možda bi se moglo nešto napraviti sa digitalnim programabilnim potenciometrima, no ni to neće biti ni jednostavan ni jeftin sklop. Stoga ćemo se za sada zadovoljiti samo zasebnom kontrolom prikaza sata.

Dodatni sklopovi za naš uređaj: relej sa setom potenciometara za fiksno podešavanje geometrije prikaza sata, modul audio pojačala sa LM386 i generator pilastog napona sa LM393 za osciloskopski prikaz audio signala sa radija, te modul radio prijemnika sa KT0936 i HAA8002 izvađen iz jednog džepnog radio prijemnika. Tu je naravno potrebno dodati i zvučnik, a izradili smo i držač za dugmastu litijsku bateriju od 3 V koja će čuvati memoriju i postavke sata.

Relej sa setom potenciometara za fiksno podešavanje geometrije prikaza sata i držač za dugmastu litijsku bateriju od 3 V koja će čuvati memoriju i postavke sata.

Što se tiče oscilatora pilastog napona za vremensku bazu, eksperimentima smo došli do zaključka kako je prikaz audio signala to bolji i čišći što je frekvencija vremenske baze manja, cca 20-50 Hz. Frekvencija ipak ne smije biti premala jer kad vrijeme osvježavanja padne ispod vremena perzistencije fosfornog premaza ekrana onda prikaz počinje titrati.

Za ovu priliku pronašli smo jedan kineski KIT komplet funkcijskog generatora sa čipom XR-2206CP koji smo dobili na poklon od gospodina Vuka, inače eksperta za cijevna pojačala i kolekcionara Iskrinih vintage uređaja. U objavi Generator funkcija XR-2206CP također smo već opisali jednu samogradnju sa ovim čipom koji može generirati sinusni, trokutasti i pravokutni valni oblik u rasponu frekvencija 1 Hz do 1 MHz. Slično kao i 555 tako se i ovaj čip u nepromijenjenom obliku proizvodi već nekoliko desetljeća (od 1977. godine) te ga možemo naći u mnogim uređajima i projektima.

Iako je za naše potrebe sinusni ili trokutasti napon sasvim prihvatljiv za vremensku bazu (linearnost prikaza nije od velikog značaja), ovdje ipak nećemo iskoristiti ovaj KIT komplet. Naime, čip XR-2206CP ima više mogućnosti nego je to iskorišteno u ovom kineskom KIT kompletu, a jedna od njih je mogućnost AM ili FM (FSK, PSK) modulacije izlaznog valnog oblika. S ovime bi se mogli postići zanimljivi efekti vizualizacije audio signala na ekranu osciloskopa pa ćemo to ostaviti za drugi projekt. Također, čip XR-2206CP za rad treba nešto veći napon 10-26 V tako da bi naših simetričnih ±5 V bilo granično za rad čipa.

Mi ćemo napraviti oscilator linearnog pilastog napona sa operacijskim pojačalima LM393 koji se na testu pokazao posve zadovoljavajućim. S obzirom da već imamo simetrično napajanje, naš sklop se lako može modificirati tako da se uz frekvenciju i izlaznu amplitudu može podešavati i DC ofset signala. Međutim, kako smo odustali od zasebne kontrole audio prikaza (vizualizacije) onda smo i oscilator ostavili u osnovnom obliku.

Vremenska baza (generator pilastog napona) sa LM393 izveden na univerzalnoj tiskanoj pločici.

Ovako izgleda naš prototip kada se sve ugura unutar šasije uređaja.

Sada je najbolje prikazati objedinjenu shemu našeg projekta.

Elektronička shema napajanja.

Elektronička shema napajanja. Htjeli smo zadržati (iskoristiti) originalni mrežni transformator i prigušnicu što se s vremenom pokazalo kao loša ideja. Obje ove komponente su pozamašnih gabarita te zauzimaju puno prostora u unutrašnjosti i najviše doprinose ukupnoj težini uređaja. Sve ovo se moglo puno jednostavnije moglo izvesti sa gotovim SMPS modulima.

Najveći problem je nastao kada smo tijekom razvoja projekta shvatili da bi bilo dobro imati zasebnu kontrolu uključenja osciloskop sata i radio prijemnika. Ukoliko se samo želi slušati radio nema potrebe da se napaja i čitavo sklopovlje osciloskopa, odnosno osciloskop sat se može uključiti samo po potrebi. Međutim, zbog zajedničkog mrežnog transformatora ovdje bi bilo vrlo nezgrapno zasebno kontrolirati niskonaponske i visokonaponske linije, pa smo na kraju ubacili dodatno mrežno napajane 5 V i 3 V samo za prijemnik.

Za radio prijemnik iskoristili smo gotov uređaj baziran na čipu KT0936. Dobre strane ovog čipa su mogućnost kontrole prijemne frekvencije pomoću potenciometra, indikacija podešenosti prijema, laka konfiguracija prijemnog opsega promjenom vrijednosti otpornika i općenito odličan prijem na standardnom FM području. No s druge strane, ovaj čip nema stereo dekoder. S obzirom da nemamo stereo signal, za vizualizaciju audio signala na osciloskopu potrebna nam je bila dodatna vremenska baza. Slijedeći projekt će svakako sadržavati stereo prijemnik i vanjske zvučnike.

Prijemnik ima NF pojačalo sa čipom HAA8002 koji sadrži pojačalo u AB-klasi maksimalne snage 2 W (na 4 Ω). Međutim, izlazni signal se dobiva preko dva pojačala u mosnom spoju što znači da nema zajedničke mase. Ovo može biti problem kod spajanja sa drugim uređajima (pojačalima). Stoga smo za vertikalni osciloskopski ulaz ugradili zasebno pojačalo sa čipom LM386, no to bi ionako morali napraviti ukoliko želimo nezavisnu kontrolu amplitude audio signala za osciloskop. Slijedeći projekt će stereo audio pojačalo veće snage.

Za vremensku bazu upotrijebili smo jedan od jednostavnijih sklopova za generiranje linearnog pilastog napona. Oblik napona za vremensku bazu izravno utječe na vizualizaciju (efekt) prikaza audio signala na zaslonu osciloskopa. Testovima smo došli do zaključka kako standardni sinusni, trokutasti i pilasti naponi zapravo vrlo malo mijenjaju vizualni efekt prikaza signala. Zanimljivi efekti se postižu složenim signalima poput stepeničastih i amplitudno moduliranih, no za njih su potrebni i složeniji oscilatori. Ipak, za naredni projekt više ćemo se bazirati na različitim oblicima vizualizacije audio signala, a funkciju osciloskopa sa vanjskim priključnicama ćemo vjerojatno izbaciti.

Releji i paralelni potenciometri su svakako nezgrapno rješenje za podešavanje zasebne geometrije svakog prikaza, no ako nam treba samo jedna zasebna geometrija (za prikaz sata) onda je to i dalje najjednostavnije i najjeftinije rješenje. Težiti ćemo tome da se geometrija svih drugih prikaza podešava kontrolom amplitude i ofseta samih ulaznih signala.

Sada kada smo završili sa elektronikom ostalo je još samo urediti kućište uređaja. Kao što se vidi, čitavo kućište je izvedeno u jednom komadu i isto se “navlači” od zadnje strane sve do prednje ploče. Ovo znači da na čitavom tom kućištu ne može biti montirana niti jedna kontrola ili priključnica jer je istu nemoguće povezati žicom. Čak i sam mrežni kabao mora biti sa utičnicom koja se može demontirati. S obzirom na gužvu na prednjoj ploči šteta je da je ostatak kućišta praktično neiskoristiv. Jedino što možemo montirati na vanjsku stranu kućišta to je maska otvora za zvučnik.

Kada se pogleda originalni osciloskop i ovaj naš uradak jasno je da se modernijim gumbima gubi onaj potpuni vintage izgled uređaja. No, gumbi se uvijek lako mogu zamijeniti, naravno kad se jednom naiđe na neke koji odgovaraju našim potrebama. Originalni gumbi, iako lijepog izgleda, jednostavno su preveliki i zauzimaju veliku površinu prednje ploče tako da za natpise jedva ostaje mjesta.

Poklopac zvučnika smo stavili onakav kakav smo pronašli, no i njega neće biti problem zamijeniti nekim prikladnijim. Sa zadnje strane smo ostavili jednu banana utičnicu za spajanje FM antene. Jednom kad se pronađe prikladna ručka za nošenje, onda se na pogodno mjesto može ugraditi i neka štap antena koji će se preko otvora na kućištu zašarafiti na unutrašnju šasiju. Ovi kozmetički detalji naravno jako utječu na ukupni izgled i općeniti vizualni dojam uređaja, a isti se uvijek mogu nadograditi tako da uređaj izgleda ljepše.

Sada nam ostaje samo snimiti video kako uređaj radi u praksi…

Projekt “Osciloskop Clock Radio”

Srodno

Leave a comment Otkaži odgovor

Podjeli ovo:

Srodno

Leave a comment Otkaži odgovor