- Часть 1 – обзор состояния вопроса и постановка задачи
- Часть 2 – запуск ЭЛТ и фокусировка электронного пучка в ней
- Часть 3 – описание блоков синхронизации и кадровой развертки
- Часть 4 – описание блока питания, строчной развертки и получение растра
- Часть 5 – описание коллектора, видеоусилителя, получение изображения и настройка
После настройки макета дисплея захотелось его оформить в корпусе, в виде готового изделия. Начать я решил с изготовления магнитного экрана ЭЛТ. Такой экран выполняет три функции – во-первых, он ослабляет действие посторонних магнитных полей, которые способны искажать изображение; во-вторых – дает дополнительную защиту от повреждений, а в третьих – выполняет несущую функцию, обеспечивая крепление ЭЛТ на своем месте. Обмерив ЭЛТ, я прикинул, какой должен получиться размер экрана, зарисовал его выкройку и потом вырезал заготовки из листовой стали толщиной 1.5мм. После гибки и сварки получилось такое изделие (рис. 1)
Рис. 1: Общий вид магнитного экрана
Рис. 2: Магнитный экран нахлобучен на ЭЛТ
Необработанный металл магнитного экрана производил не самое приятное эстетическое впечатление, поэтому его следовало покрасить.
Рис. 3: Узел ЭЛТ полностью в сборе
После изготовления магнитного экрана нужно было придумать дизайн корпуса. Я долго не мог определиться с компоновкой: или делать всю установку в едином корпусе, или делать блочную конструкцию – сделать дисплейный блок отдельно и его блок питания оставить отдельным самостоятельным узлом. Вдохновение для дизайна я решил черпать из внешнего вида радиолокационных индикаторов кругового обзора. Приведу несколько их фотографий для примера.
Рис. 4: Индикатор в составе системы 9С467
Рис. 5: Один из индикаторов в аппаратной машине ЗРК С-300
Рис. 6: Аппаратура системы наведения перехватчиков Воздух-1П. Предположительно, в нем может применяться знакопечатающая ЭЛТ
Собрав в кучу сумбурные мысли, я грубо заэскизил внешний вид своего дисплея, приняв решение объединить в одном корпусе дисплейный узел и блок питания, сделав последний съемным. Изготовление корпуса требовало большого объема слесарных работ, потому я занялся им в мастерской на работе. Сначала я сварил каркас из стального уголка размерности 30мм на сторону. Размеры каркаса определялись исходя из примерки всех узлов по месту.
Рис.7: Каркас корпуса дисплея с установленным магнитным экраном ЭЛТ
Как можно видеть, каркас состоит из двух этажей – нижний предназначен для блока питания и ИВН, а верхний – для всего остального.
Рис. 8: Примерка муляжа БП, ИВН и электронных блоков на свои места.
Рис. 9
Рис. 10: Вид на электронные узлы. Блок синхронизации занял место на стойках над блоком коллектора.
Рис. 11: Вид сзади
После того, как каркас был готов, можно было делать лицевую панель. Её я вырезал из листа алюминия толщиной 3мм, найденного на металлоприемке. Лицевая панель также изготавливалась по месту.
Рис. 12: Каркас получил лицевую панель в черновом виде
Внутри корпуса оказалось, что все регулирующие элементы, которые настраивают изображение, рассредоточены в разных местах, в то время как приводить их в действие очень желательно с лицевой панели. Переносить переменные резисторы на переднюю панель и тянуть к ним провода я счел плохой идеей – теряется технологичность в сборке и появляются новые потенциальные возможности собрать все помехи из округи, так как провода получились бы длинными. Раз Магомет не пойдет к горе, значит, гора пойдет к Магомету, подумал я — и организовал гибкую трансмиссию от переменных резисторов к крутилкам на лицевой панели. Крутилки предварительно выточил из магния, болванок которого было в достатке, в отличие от алюминия.
Рис. 13: Крутилки элементов регулировки
Рис. 14: Гибкая трансмиссия от крутилок к переменным резисторам на блоке разверток и фокусировки. В качестве гибкого элемента отлично подошел трос от спидометра мотоцикла.
Рис. 15: Гибкая трансмиссия к регуляторам громкости и масштаба изображения
Затем я снова все разобрал и установил на место ЭЛТ с ФОС. Чтобы она плотно вставлялась в магнитный экран, я к её ободу плотно примотал скотчем полоски резины. Заодно эта мера предотвращает прямой контакт стекла с металлом.
Рис. 16: ЭЛТ на своем месте
Рис. 17: ЭЛТ дополнительно удерживается за ФОС
После установки ЭЛТ можно навесить назад лицевую панель и вставить «блок питания». Компоновка дисплея уже вырисовалась.
Рис. 18: Примерная компоновка дисплея
Рис. 19: Сборка электронных узлов в корпусе вместе с ЭЛТ
В следующую очередь нужно было сделать боковые панели корпуса, а также верхнюю и заднюю панели. Сырьем опять же стали листы алюминия, но на этот раз толщиной 5мм. Их предстояло порезать в заданный размер, очистить от старой краски и просверлить вентиляционные и крепежные отверстия и посадочные «слоты» для ручек.
Рис. 20: Боковые панели дисплея
Лицевая панель также была очищена от краски. После примерки панелей к каркасу стали приблизительно понятны габариты дисплея. Получался просто эпический гроб, надо сказать! Но пока он своим видом напоминал какую-то стиралку, согрешившую с сейфом.
Рис. 21: Все панели обшивки навешены
Рис. 22: Вид на верхнюю панель
Рис. 23: Вид на заднюю панель. Отверстия предназначены для вентиляторов
Рис. 24
Для улучшения внешнего вида обшивку нужно было в первую очередь покрасить. Чтобы покрытие было долговечным, я выбрал порошковую покраску. Цвет выбрал свой любимый – черный. Он хорошо контрастирует с хромированными ручками вокруг экрана и светлыми ручками регулировок.
Рис. 25: Лицевая панель покрашена
Рис. 26: Задняя панель готова
На место муляжа был вставлен реальный блок питания и дисплей был запущен. Его предстояло настроить заново.
Рис. 27: Дисплей снова запущен
На ноуте не было установленного приложения PowerStrip, потому настроить качественное изображение не удалось, зато можно было насладиться свечением ламп.
Рис. 28: Свечение ламп дисплея
Пришлось привлекать компьютер из дома и тогда дисплей я достаточно быстро настроил.
Рис. 29
Рис. 30
Все равно вид у установки оставался неказистый: в первую очередь бросается в глаза то, что экран никак не оформлен какой-либо окантовкой. Значит, нужно эту окантовку изготовить. Обычно она представляет из себя тонкостенную деталь сложной формы, выполненную по технологии штамповки или ротационной вытяжки. Сложность формы легко заметить по фото индикатора от радиовысотомера ПРВ16.
Рис. 31: Индикатор в ПРВ-16
Доступа к таким технологиям у меня нет, потому сделать эту «обечайку» вокруг экрана из тонкостенного металла у меня возможности нет. Ничего не оставалось, как сделать эту деталь составной из сплошного металла. Сначала отлил заготовку кольца, которое должно было расположиться вокруг экрана. Из-за низкого качества отливки пришлось делать очень большие припуски на токарную обработку.
Рис. 32: Заготовка «экранного» кольца
Потом мне не повезло с токарем, услугами которого я решил воспользоваться, в результате его рукожопия, помноженного на низкую прочность заготовки, кольцо треснуло. Пришлось скреплять трещину накладками, которые были прикручены винтами и оставшиеся пустоты заполнить эпоксидкой.
Рис. 33: Кольцо после предварительной обработки
Рис. 34: Заделанная трещина в кольце
Затем кольцо было отдано другому токарю и обработка была благополучно завершена.
Рис. 35: Готовое кольцо
После обработки кольцо заняло свое место вокруг экрана. Затем из тонкого листа алюминия, толщиной примерно 1мм, было вырезано ещё одно кольцо, с меньшим внутренним диаметром. Оно было прикручено болтами поверх кольца толстого. Вся конструкция заняла своё место вокруг экрана. При установке кольцо из тонкого металла плотно прилегает к экрану ЭЛТ и деформируется, повторяя его форму. Чтобы избежать прямого контакта металла со стеклом, была установлена кольцевая резиновая прокладка, сделанная из наружной изоляции советского сетевого шнура. С установленным «оформлением», внешний вид кардинально изменился.
Рис. 36: Дисплей приобретает законченный вид
Можно ещё посмотреть на дисплей в работе.
Рис. 37
По ссылке можно посмотреть видео процесса перезагрузки ПК.
По сути корпус был уже завершен. Оставался последний штрих – напечатать на металле шильдики для всех элементов регулировки и индикации. Предварительно они были нарисованы в «Иллюстраторе». Я пытался найти шрифт приблизительно аналогичный тому, который применяется на шильдиках в советской военной технике, но мне это не удалось. Можно сравнить, чего хотелось достичь, и что получилось.
Рис. 38: Шильдики из РЛС РСП-7
Рис. 39: Пример шильдика, который получилось нарисовать
На фото ниже шильдики уже на своих местах. Чем характерна советская военная аппаратура – это именно обилием шильдиков, которые поясняют назначение каждого элемента. Кроме таких шильдиков обычно на «изнанках» крышек ещё много всевозможных памяток, как эту аппаратуру настраивать при её обслуживании, куда нужно полезть для её настройки, и куда, наоборот, лезть не следует. Этот подход я попытался повторить и здесь.
Рис. 40: Шильдики на блоке питания
Рис. 41
Рис. 42
Рис. 43: Указания по пользованию
Рис. 44
Рис. 45
Тем временем, я нашел в интернетах заставку, имитирующую ИКО РЛС!
Впрочем, ничто не мешает применить этот дисплей как реальный ИКО для реальной РЛС, если построить блок сопряжения, который превратит сигналы развертки и отметок, которые обычно выдает любая РЛС, в растровое изображение, параметры разложения которого можно выбрать практически произвольно. Такой блок сопряжения тоже можно выполнить на лампах с использованием специальной ЭЛТ – графекона ЛН104. И подключить это всё к старой ламповой же РЛС любого типа. Но это уже совсем другая история. А на этом дисплей можно было считать оконченным.
Выводы
Данный проект бросил серьезный вызов моей квалификации как «лампотронщика» и выявил множественные пробелы в знаниях, которые, к счастью, удалось восполнить с помощью литературы и симуляций в LTSpice.На выходе получилось уникальное дисплейное устройство, не содержащее ни единого полупроводникового элемента, способное к работе в видеорежиме с разрешением 800*600 с частотой обновления до 85 Гц. Если ещё помучить схемотехнику видеоусилителя, то можно добиться удовлетворительного отображения в разрешении 1024*768, что приблизится к HD четкости 720р. С высоты теперь уже имеющегося опыта могу сказать, что схемотехнику ряда узлов можно было упростить без ущерба для качества, а ряд пальчиковых ламп заменить субминиатюрными, что позволило бы снизить энергопотребление. Как я отметил в комментариях к одной из предыдущих статей – потребляемая мощность достигает 1 кВт. Ещё мне крайне не хватило наличия в обычном виндовом драйвере видеокарты возможности включить монохромный режим изображения, например, 8 бит градаций серого. 16 цветов, 256 цветов есть, а монохрома нет. И PowerStrip тоже не может предложить такой режим. Хотя инверсия цветов в нем есть. Такая настройка помогла бы очень существенно улучшить динамический диапазон изображения. В процессе реализации данного проекта в мои руки попала небольшая партия круглых ЭЛТ 31ЛМ32В, которые требуют меньших напряжений и меньшей энергетики для фокусировки и отклонения луча, что наводит на мысль о дальнейшей попытке создания малой серии таких уникальных дисплеев, которые будут меньших габаритов и с меньшей потребляемой мощностью. Габариты же этого дисплея получились воистину колоссальными, в силу заложенного запаса пустого места. При более плотной упаковке потрохов, его объем можно было бы сократить минимум на 25%. С другой стороны, в нем свободный воздухообмен, который помогает избежать перегрева. Водрузить его на стол в одиночку возможно лишь в том случае, когда блок питания из него вынут, а все листы обшивки сняты, потому что одной лишь обшивки получилось около 20 кг. В сборе его на стол можно поставить только краном, или как минимум электротельфером, для которого и предназначены четыре рымболта по углам на верхней панели. Ещё несколько слов касательно дизайна. Как я ни старался подражать военной аппаратуре в дизайне, а внешний вид получился все равно уникальным, в котором трудно проследить принадлежность к какому-то одному стилю. Полагаю, на 90% это связано с тем, что практически всегда военная аппаратура красится серой молотковой эмалью или, гораздо реже, черной шагренью. Серый цвет мне повторять не хотелось, а черной же шагрени, которая была в 50ые годы, сейчас нигде не найти. Напоследок можно подумать, какой ещё проект можно осуществить при помощи ламповой шизотроники. Имеющийся задел можно попытаться применить для построения примитивной самодельной РЛС на лампах, того же устройства сопряжения с теми же РЛС, или же использовать знакопечатающую ЭЛТ 51ЛС1 для построения лампового игрового автомата, имитирующего работу оператора зенитно-ракетного комплекса во время отбития воздушного нападения. Идей может быть много, возможно какие-то из них смогут подсказать читатели. Мои поздравления тем, кто смог дочитать цикл до конца. До новых встреч!
Литература
- Катков Е.А., Кромин Г.С. Основы радиолокационной техники. Часть 2. Элементы и системы радиолокационных станций. Воениздат, 1959
- Калашников А., Слуцкий В. Основы радиотехники и радиолокации Москва: Воениздат. 1962
- Р. М. Терещук Справочник радиолюбителя в двух частях, издание 6-е исправленное и дополненное, «Техника», Киев 1970
- Андреева А. Г. Блок строчной развертки телевизионных приёмников, «Связь» 1964
- Андреева А. Г. Кадровая развертка телевизоров, «Связь» 1965
- «Массовая радиобиблиотека». Выпуск 0363. Бялик Г.И. Ламповые широкополосные усилители, Госэнергоиздат, 1960
- Н. Ф. Фомин Справочник по ремонту цветных телевизоров, Одесса, «Маяк» 1989
- Н. Ф. Фомин Справочник по эксплуатации цветных телевизоров, Одесса, «Маяк» 1980
- С. К. Сотников Регулировка и ремонт цветных телевизоров УЛПЦТ(И)-5961-11, «Радио и связь», 1985
- МРБ № 218 К. Б. Мазель Стабилизаторы напряжения и тока, Госэнергоиздат, 1955
- T. Soller Cathode ray tube displays, MIT Radiation laboratory series, 1948
PS: если есть желание, любой читатель может оказать помощь в виде доната криптовалютой на любой из кошельков:
BTC: 3BV9B2Jsy8CY86YHpsBgrXsQe3N2db8yF8
ETH: 0x193c70a3826c63eb3738a9d3c982c02ba3a07c84
doge: DLLNGqSeyXo786jiurzMAnj8USwaU5u9xY
Автор:
Laserbuilder
