Seznámení s „profesionální sadou generátorů funkcí ILC8038 DIY“: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Když jsem narazil na roztomilou malou sadu generátorů funkcí, vrhl jsem se na nějaké nové projekty v oblasti elektroniky. Je účtován jako „profesionální sada generátorů funkcí ILC8038 Sine Triangle Square Wave DIY Kit“a je k dispozici od řady prodejců na eBay za 8 až 9 dolarů (obrázek 1).

Obrázek 1. Generátor malých funkcí

Jak název napovídá, je postaven na čipu generátoru křivky Intersil ILC8038. Je to novější iterace sady generátoru funkcí, která byla nějakou dobu k dispozici na eBay nebo Amazon. Vypadalo to dost zajímavě, že jsem si jeden objednal. První vydání - stavebnice je dodávána z Číny, takže než jsem ji dostal, došlo k obvyklému několik týdnů zpoždění, ale dorazilo v uvedeném časovém rámci.

Souprava dorazila neporušená a kompletní. Všechny součásti vypadaly originální a PCB a akrylové pouzdro byly dobře vyrobeny. Pak jsem se dostal k návodu - VELKÝ FAIL. Pokyny, jaké byly, vypadaly, jako by byly zkopírovány a zmenšeny tak, aby se vešly na papír o rozměrech 5,75 x 8 “, což způsobilo, že mnoho řádků bylo nesrozumitelných (a navíc to, že byly napsány holubí angličtinou). Stejné tři oddíly (oddíly 3, 4 a 5) byly vytištěny na přední i zadní stranu listu „instrukcí“, žádný oddíl 1 nebo 2. To bylo nešťastné, protože nebylo nic, co by ukazovalo, která hodnota součásti se hodí do kterých otvorů na PCB.

Napsal jsem tento Instructable pro kohokoli s podobnými problémy nebo jinými problémy, nebo kdo zvažuje stavbu této jemné malé stavebnice. Podrobný návod obsahuje nejen montáž, ale také použití generátoru funkcí ILC8038.

Zásoby

Jedna nebo více "profesionálních sad generátoru funkcí ILC8038 pro kutily"

Osciloskop.

Páječka a obvyklý sortiment drobného elektronického nářadí (pinzety, šroubováky atd.).

Krok 1: Jak to dát dohromady?

Mnoho součástí lze intuitivně umístit pomocí diagramů na desce plošných spojů (obrázek 2).

Obrázek 2. Deska s plošnými spoji

Sudový konektor (JK1), 3poziční svorkovnice (JP3), zásuvky IC, propojky (JP1 a JP2), integrované obvody U1 a U2, trimpoty (R2 a R3) a elektrolytické kondenzátory lze s jistotou umístit, ale rezistory, keramické kondenzátory, integrované obvody U3 a U4 a potenciometry (jeden má jinou hodnotu než ostatní 3) budou představovat problém. Pokud máte bystré oko, možná si přečtete označení integrovaných obvodů a barevné kódy rezistorů na obrázku 1. To, co opravdu potřebujeme, jsou lepší pokyny nebo dobré schéma. Na internetu se mi nepodařilo najít žádný dobrý návod, ale našel jsem obrázek čínského schématu. Naštěstí jsou elektronické symboly do značné míry univerzální a hodnoty součástí byly v angličtině (obrázek 3). Integrované obvody U2 a U4 chyběly, ale mohl jsem do značné míry vyplnit mezery. Vytvořil jsem kusovník (BOM), který sladil komponenty DPS s jejich příslušnými hodnotami, což je vše, co ke sestavení sady opravdu potřebujete. Kusovník je obsažen na konci tohoto Instructable.

Kromě schématu a seznamu materiálů jsem také poskytl podrobné pokyny k montáži a provozu tohoto skvělého generátoru malých funkcí, takže pojďme na to.

Obrázek 3. Schéma

Krok 2: Sestava soupravy

1. Pájejte všechny inertní součásti (zásuvky, konektory, propojky a svorky IC). Ujistěte se, že zářez na konci každé patice IC je zarovnán se zářezem v diagramu desky plošných spojů.

2. Pájejte odpory, trimry a potenciometry. Dávejte pozor, abyste dostali potenciometr 50 kΩ do polohy R5 (AMP). Ostatní potenciometry mají 5kΩ.

3. Pájejte kondenzátory. Záporný vývod každého elektrolytika prochází otvorem ve stínované nebo šrafované straně diagramu desky plošných spojů.

4. Pájejte v IC U2 (WS78L09) a zacvakněte ostatní 3 integrované obvody do příslušných zdířek a zarovnejte zářezy správně.

5. (Volitelný krok) Odstraňte veškerý přebytečný tok kalafuny z bodů pájky 95% ethanolem (Everclear) nebo 99% isopropanolem a poté ihned opláchněte destilovanou vodou. Před použitím desku DOKONČENĚ vysušte.

6. To je ono. Montáž je dokončena.

Nyní k akrylovému pouzdru.

Ochranný papír se snadno odlupuje, pokud je každý kousek na minutu nebo dvě namočený v horké vodě. Kusy nemusí být slepeny dohromady. (Dva delší boční díly jsem připevnil ke dnu trochou akrylového cementu). Jakmile jsou všechny západky na bočních částech usazeny ve štěrbinách horní a spodní desky, čtyři dodané dlouhé šrouby udrží vše pohromadě.

K připevnění desky plošných spojů ke spodní desce pouzdra jsou k dispozici krátké šrouby a matice 3Mx5mm. Šrouby nejsou dostatečně dlouhé. Zpočátku jsem použil 8mm šrouby, ale pak jsem se rozhodl desku plošných spojů nepřipevnit vůbec. Těsně se vejde do pouzdra.

Rozhodl jsem se neodstraňovat ochranný papír z horní desky pouzdra, protože byl potištěn štítky pro potenciometry, propojky a svorkovnici (obrázek 4).

Obrázek 4. Sestavená sada

Krok 3: Provoz

K napájení generátoru funkcí jsem použil malý adaptér AC/DC, který zajišťoval napájení 12 V DC/500 mA. Nepoužívejte nic vyššího než patnáct voltů. Moje sada byla dodávána s propojkou frekvenčního rozsahu nastavenou na 50 - 500 Hz a propojkou křivky nastavenou na SIN. Druhá pozice byla označena TAI, ale mám podezření, že se jednalo o chybný tisk a mělo to být TRI pro trojúhelník.

Sinusoida

Zapojte kabel osciloskopu do polohy SIN/TAI na svorkovnici a propojku křivky nastavte na SIN. Pro většinu níže uvedených ukázek jsem použil rozsah 50–500 Hz. Výstupem sinusové vlny s amplitudou P-P ~ 5 V a frekvencí 100 Hz pomocí AMP (R5) a FREQ (R4). Možná si budete muset trochu pohrát s nastavením, dokud nezískáte stopu na osciloskopu. Upravte dva trimpoty (R2 a R3) a poté potenciometr DUTY pro optimalizaci tvaru sinusové vlny. R2 upravuje horní vrchol a R3 upravuje spodní vrchol sinusové vlny. DUTY (R1) upravuje levé a pravé zkreslení průběhu. První sinusová vlna, kterou jsem vytvořil, je znázorněna na obrázku 5. Není to špatné. Pokud jste tak nakloněni, můžete dokonce vypočítat střední kvadratické napětí.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Pro sinusovou vlnu na obrázku 5 je to 1,77 voltu.

Obrázek 5. Sinusový průběh

Kontrola frekvence (volitelně)

Další věc, kterou jsem udělal, bylo změřit maximální a minimální hodnoty, kterých jsem mohl dosáhnout v každém z frekvenčních rozsahů.

Výsledky byly:

Rozsah 5 Hz až 50 Hz: minimálně 1 Hz, maximálně 71 Hz

Rozsah 50 Hz až 500 Hz: minimálně 42 Hz, maximálně 588 Hz

Rozsah 500Hz až 20kHz: minimálně 227Hz, maximálně 22,7kHz

Rozsah 20kHz až 400kHz: minimum, 31kHz, maximum 250kHz

Minimum pro rozsah 500Hz až 20kHz a maximum pro rozsah 20 až 400kHz bylo mimo vytištěné hodnoty, ale většina všeho ostatního byla v ballpark.

Trojúhelníková vlna

Nastavte propojku průběhu na TAI (TRI) a připojte osciloskop do polohy TAI/SIN na svorkovnici. Funkční generátor vytváří dobře vypadající trojúhelníkové průběhy s ostrými špičkami (obrázek 6).

Obrázek 6. Průběh trojúhelníku

RAMP (Sawtooth) Wave

Reverzní rampovou vlnu lze získat z trojúhelníkové vlny otáčením potenciometru DUTY proti směru hodinových ručiček. Nebyl jsem schopen získat normální vlnu rampy otočením potenciometru opačně. Signál byl ztracen přílišným otočením číselníku, takže náběžná hrana vlny nebyla nikdy zcela kolmá a klesající část rampy vykazovala malou konkávnost. Není to dokonalý pilový zub, ale je to tak (obrázek 7).

Obrázek 7. Průběh rampy (pila)

Square Wave

Připojte vývod osciloskopu do střední polohy svorkovnice označené SQU, abyste vytvořili čtvercovou vlnu (obrázek 8). Zdálo se, že potenciometry AMP (R5) a OFFSET (R6) nemají na čtvercovou vlnu žádný vliv. Napětí vytvořeného průběhu bylo přibližně na vstupním napětí (12 voltů). Měl jsem úplně odstranit propojku křivky, abych zjistil, zda se tím věci zlepšily, ale tato myšlenka mě právě teď napadla.

Obrázek 8. Čtvercový průběh

Pracovní cyklus

Pracovní cyklus čtvercové vlny lze změnit potenciometrem DUTY (R1). Otočením ovladače proti směru hodinových ručiček zkrátíte a ve směru hodinových ručiček prodloužíte pracovní cyklus. S DUTY je menší problém. Změna pracovního cyklu také mírně změní frekvenci, takže jej bude možná nutné po změně pracovního cyklu znovu nastavit.

Pracovní cyklus = procento času ve vysokém stavu děleno periodou čtvercové vlny.

Jako příklad má čtvercová vlna na obrázku 9 periodu 10 ms a je ve vysokém stavu po dobu 5 ms (také ve spodním stavu po dobu 5 ms).

Takže pracovní cyklus = (5 ms /10 ms) *100 = 50%. Obrázky 10 a 11 ukazují pracovní cyklus upravený na 60%, respektive 40%.

Obrázek 9. Pracovní cyklus = 50%

Obrázek 10. Pracovní cyklus = 60%

Obrázek 11. Pracovní cyklus = 40%

Krok 4: To je vše, lidi

O tom je tento Instructable. Pokud vám to přišlo užitečné, pokračujte a vytvořte si vlastní generátor kapesních funkcí. Za 8 nebo 9 USD si můžete užít spoustu zábavy. Odhlášení jednoduchého okruhu.

Krok 5: kusovník ICO8038 generátoru funkcí (kusovník)

Rezistory

Potenciometr R1 5kΩ DUTY

R2 Trimpot 100 kΩ

Trimpot R3 100 kΩ

Potenciometr R4 5kΩ FREQ

Potenciometr R5 50kΩ AMP

Potenciometr R6 OFFSET 5kΩ

Rezistor R7 1 kΩ

Rezistor R8 1 kΩ

Rezistor R9 10 kΩ

Rezistor R10 10 kΩ

Rezistor R11 4,7 kΩ

Rezistor R12 30 kΩ

Rezistor R13 10 kΩ

Rezistor R14 4,7 kΩ

Rezistor R15 10 kΩ

Rezistor R16 10 kΩ

Integrované obvody

U1 ICL8038 CCPD Precision Waveform Generator

Regulátor kladného napětí U2 WS 78L09

Operační zesilovač se vstupem JFET U3 18MDSHY TL082CP

Převodník napětí U4 7660S CPAZ

Kondenzátory

C1 Ceramic 100nF

C2 Keramika 100nF

C3 Keramika 100pF

C4 Ceramic 2.2nF

C5 Keramika 100nF

C6 Keramika 1 µF

C7 Keramika 100nF

C8 Keramika 100nF

C9 Keramika 100nF

C10 elektrolytický 100 µF

C11 elektrolytický 10 µF

C12 elektrolytický 10 µF

Jack, propojky a terminál

JK1 Barrel Jack

JP1 2polohový propojovací blok TAI (TRI), SIN

Blok jumperu se 4 pozicemi JP2 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

3 -pólová svorkovnice JP3 GND, SQU, SIN/TAI (TRI)