Vybudujte tento 5Hz až 400KHz LED Sweep generátor signálu ze sad: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Vybudujte tento snadno generovatelný signál z snadno dostupných sad.

Pokud byste se podívali na můj poslední instruktážní (Make Professional Looking Front Panels), možná bych unikl tomu, na čem jsem v té době pracoval, což byl generátor signálu. Chtěl jsem generátor signálu, kde bych mohl relativně snadno procházet frekvencemi (nejen nastavit a zapomenout). Protože jsem nenašel nic levného, rozhodl jsem se dát dohromady jeden a použít jako základ sady.

Jádrem projektu je sada generátoru signálu, kterou lze snadno sundat z Ebay, Amazonu atd. Je snadno sestavitelná a přizpůsobitelná. K dispozici jsou čtyři frekvenční rozsahy (5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20Khz a 20KHz-400KHz), tři typy výstupu (Square, Triangle a Sine).

Počitadlo je další sada a počítá od 1 Hz do 75 MHz s automatickým rozsahem a 4 nebo 5místným rozlišením.

Pár poznámek:

1. Tyto sady jsem nenavrhoval, pouze jsem je stavěl jako součást projektu. Jsou snadno dostupné prostřednictvím většiny online prodejen (Ebay atd.). To znamená, že pokud máte problémy s díly, stavbou atd., Nemá smysl mě kvůli tomu kontaktovat. Kontaktujte prodejce, u kterého jste jej koupili. Jsem rád, že se pokusím odpovědět na otázky týkající se toho, jak jsem je použil v tomto konkrétním sestavení.

2. Sada čítače kmitočtu, i když říká, že bude počítat od 1 Hz do 75 MHz, nenašel jsem, že by tomu tak bylo. Čím pomaleji se frekvence dostává, tím je pomalejší a zvyšuje se chybové rozpětí. Pokud někdo ví o lepší soupravě na počítadlo, rád o ní uslyším. Jak to bylo, toto bylo to nejlepší, co jsem mohl vymyslet a které bude číst hodnoty nižší frekvence (Sub KHz)

Zásoby

ICL8038 5Hz - 400KHz Frekvenční generátor (Off ebay) asi 12-13 $

Frekvenční čítač 1Hz-75KHz (mimo ebay) asi 12-13 $

LED spínač zapnutí/vypnutí (můžete použít jakýkoli chcete)

4 přepínače Gang Push (obvykle přicházejí jako DPDT - vystopovat to může být těžké). Pokud jej nemůžete najít, můžete použít otočný přepínač.

1 přepínač DPDT (měl jsem singly z odpovídajícího přepínače gangu)

4 hrnce (2@5KB, 1@50KB) (pro úpravu frekvence jsem použil 50KB víceotáčkový přesný hrnec)

3 konektory BNC pro montáž na panel

Konektor pro montáž na panel DC

1x velký knoflík (pro 50mm hrnec)

Zásuvné konektory a zástrčky desek plošných spojů (různé velikosti)

Pravoúhlý distanční konektor zástrčky DPS

Distanční sloupky z mosazi (různé velikosti)

Pouzdro na nástroje (nejdražší část projektu)! asi 25 dolarů

Inkoustový bílý a čirý papír

Volitelný:

1 x 5,5 mm DC konektor (deska generátoru signálu)

1 x 4 mm DC konektor (měřicí deska)

Protože už mám spoustu těchto věcí, náklady byly asi 50 $ (2 sady plus pouzdro), ale mohou být vyšší, pokud nemáte konektory, stojánky, knoflíky, přepínače atd.

Krok 1: Jak se to všechno skládá dohromady

V zásadě je to jen sada generátoru signálu s čítačem kmitočtu připojeným k výstupu. Přidal jsem však několik šikovných kombinací přepínání.

K dispozici jsou 3 konektory BNC:

Jeden pro hlavní výstup (který je vždy v obvodu, pokud nepřepnete přepínač měření na externí), jeden BNC pro měření int/ext pomocí interního měřiče pro externí zdroj a jeden BNC na zadním panelu, který je připojen k výše uvedenému (Můžete se tedy připojit buď přes přední nebo zadní panel).

Přepínač int/ext slouží k přepnutí signálu na interní měřič. Pokud je ve vnitřní poloze (in), signál z generátoru jde do měřiče a všech konektorů BNC. Pomocí této konfigurace můžete připojit libovolné externí měřicí zařízení (čítač kmitočtu, osciloskop paralelně s výstupem hlavního signálu). Pokud je přepínač v poloze ext (out), odpojí hlavní výstup a interní/externí i zadní panel BNC jsou připojeny k internímu měřiči. Můžete tedy napájet externí signál a pomocí interního měřiče jej změřit.

Přepínač typu signálu je otočný přepínač, který v zásadě přepíná mezi Tri/Sine v prvních dvou polohách. Opačný přepínač připojuje signál tri/sine k výstupu. V poloze tři se S1a nepoužívá a pouze přepíná mezi výstupy squ & tri/sine na hlavní výstup.

Krok 2: Ne všechny čítače jsou stejné

Než vyjdete ven a utratíte peníze za jednu z těchto sad čítačů frekvence, nejsou všechny stejné. Základní věc, kterou chcete, je sada, která měří nižší frekvence. Mnoho připravených vestavěných modulů měří pouze 1 MHz a více. Existují také některé sady, které vypadají podobně, ale kód hlavního čipu není správný podle původního návrhu. Proto jsem si vybral tuto konkrétní sadu, protože je jediná, která dokonce připomínala správnou práci.

Ze stránek prodejců jsou specifikace následující:

• 1Hz-75MHz
• Čtyř nebo 5místné rozlišení v závislosti na měřené frekvenci (tj. X. KHz, x.xxx MHz, xx.xx MHz)
• Rozlišení 1 Hz (max.)
• Vstupní citlivost <20mV @1Hz-100KHz, 35mV @20MHz, 75mV @50MHz
• Vstupní napětí 7-9V (funguje na 12V bez obav)

Sestavu čítače sestavte podle pokynů prodejců s následujícími úpravami:

• Pro snadnější zapojení a připojení později použijte distanční spojky konektoru desky plošných spojů
• Vypínač je volitelný a můžete jej jednoduše propojit, pokud se vám líbí, nebo jej nainstalovat (přepínač tam máte, tak proč ne)!
• Namontujte červenou variabilní krytku na spodní stranu desky (Na fotografii je namontována podle doporučeného provedení, ale desku jsem převrátil). Změnil jsem jeho polohu a uvidíte to na dalších fotkách.
• K boční montáži LED obrazovky použijte namísto přímého dodaného konektoru pravý úhel. Tímto způsobem může vyčnívat do pouzdra a ne po celém vašem spodním ovládání!
• C14 se zjevně nepoužívá (myslím, že to závisí na tom, jaký rozsah variabilního víčka je dodáván a na nastavení přesnosti měřičů). Osobně si nemyslím, že je to důležité, protože variabilní čepička nepřidává mnoho kalibrace ani přidáním malého množství extra kapacity na C14.
• Dodávaný variabilní uzávěr (červený 5-20 pf) byl odpad a bylo nutné jej vyměnit. Nakonec jsem koupil směs různých víček (asi 50) různých hodnot, protože většina dodávaných sad vypadá jako odpad.
• R14 je dodáván jako odpor 56K. To se může změnit podle různých šarží C3355. Z tohoto důvodu jsem namontoval několik pinů z IC zásuvky, takže odpor lze v případě potřeby snadno změnit.

Jakmile jej vytvoříte, zkontrolujte funkčnost oproti známému zdroji generátoru signálu.

Poznámky:

Zatímco dokumentace říká, že tato sada bude měřit 1Hz až 75MHz, ve skutečnosti jsem zjistil (jako většina sad), že měří lépe na vyšších frekvencích. To je důvod, proč jsem přidal externí BNC zásuvky pro připojení přesnějšího vybavení. Má také tendenci zobrazovat různé výsledky v závislosti na tom, zda je signál sinusový/trojúhelníkový nebo čtvercový. Čím je signál pomalejší, tím je doba měření pomalejší. Dostává se to do parku s míčem většinou od přibližně 500 Hz dále. Opět, pokud někdo ví o lepším kitu, dejte mi prosím vědět.

Krok 3: Sestavte generátor signálu

Z informací o prodejcích je jeho specifikace následující

• Pracovní rozsah 5Hz - 400KHz
• Pracovní cyklus 2% - 95%
• Předpětí DC upravit -7,5V až 7,5V
• Amplituda výstupu 0,1 V až 11 V PP @12V
• Zkreslení 1%
• Teplotní posun 50ppm/Deg C
• Napětí +12-15V

Znovu sestavte soupravu podle pokynů prodejců s následujícími úpravami

• Pro snadnější připojení použijte distanční podložky PCB později. To platí pro všechny poty (R1, 4, 6, 5), JP1 (výběr Tri/Sine), JP2 (výběr rozsahu Freq) a JP3 (hlavní výstup)
• Po dokončení můžete dočasně připojit hrnce a propojky a zkontrolovat, zda deska funguje podle očekávání, připojením k osciloskopu.

Krok 4: Navrhněte přední panel

Nebudu procházet celým procesem, pouze tím, co jsem udělal jinak než můj další návod na téma „Vytváření profesionálně vypadajících předních panelů“. Zahrnul jsem také návrhový soubor Front Panel Express, takže si jej můžete vytisknout stejně, pokud chcete.

V zásadě začněte obkreslováním předního panelu a vytvořením simulace toho, jak chcete, aby vypadal. Zahrnul jsem tužkovou verzi, se kterou jsem začínal. Přidejte kóty kamkoli, protože to velmi ulehčí, když přijde čas, abyste je zadali do expresního předního panelu. Ke konci tohoto Instructable mohu přidat několik iterací projektu, pokud mám fotografie.

Rozměry vašeho předního panelu budou určeny projektovým rámečkem, který použijete. Tento konkrétní jsem dostal od Jaycara (je to větší skříňka s nástroji). Začal jsem s tím menším, který běžně používám, ale měl jsem potíže s umístěním všeho, co jsem chtěl, na přední panel (s přepínači, počítadlem LED, ovládacími prvky atd.). Tak šel s větší krabicí.

Pomocí softwaru navrhněte přední panel. Poté vytiskněte dvě verze: jednu černobílou verzi na normální papír pro vrtání (se středy otvorů) a jednu konečnou barevnou verzi na bílý list se štítky.

Jakmile máte šablonu pro vrtání, přilepte ji na panel, označte otvory a vyvrtejte otvory a výřezy. Jakmile je vše hotovo, šablonu odstraňte a povrch důkladně očistěte odstraňovačem tuků a vosků nebo lihovinami. Než nalepíte štítek panelu, odstraňte pomocí jemného hadříku všechny jemné prachové částice.

Pro tuto konkrétní sestavu jsem použil pouze papír pro inkoustové tiskárny. Pokud se podíváte pozorně, můžete trochu vidět za papír. V tomto případě bych doporučil buď nákup neviditelného štítkového materiálu, nebo nejprve nalepte polovinu nepoužitého listu a poté přes něj položte list s potištěným panelem. Na závěr položte list čiré inkoustové fólie, abyste to všechno ochránili. Můžete nechat trochu viset, oříznout rohy o 45 stupňů a zabalit jej také kolem zadní části panelu.

Na konci vyřízněte všechny otvory ostrým řemeslným nožem.

Krok 5: Spusťte montáž a montáž hardwaru

Našroubujte všechny hrnce, konektory BNC, otočný a vypínač na přední panel.

Namontujte desku LED čítače. Mezi předním panelem a LED deskou jsem vyřízl malý kousek průhledného červeného plexiskla. Je to jen drženo na místě mírným uvolněním mezer mezi deskou a předním panelem.

Umístěte přední panel na místo, označte a vyvrtejte montážní otvory pro spínač gangu a jeden spínač. Když jsem navrhoval přední panel, již jsem předem určil požadovanou výšku pomocí podpěr pro spínače gangů.

Namontujte také desku generátoru signálu na místo. Namontoval jsem ho na jednu stranu, abych měl v případě potřeby snadný přístup ke kalibraci.

Také vyvrtejte a namontujte konektory DC a BNC na zadním panelu.

Krok 6: Zapojení všeho

Pomocí kabelů nebo propojovacího kabelu vytvořte z desek kabelážní stavy hrnců, spínačů atd. Sestavte na konce konektorů a připojte je k hlavním deskám. Zjistil jsem, že je nejlepší přehodit chlopeň kleštěmi s jehlovým nosem a dát na ně malou pájku, aby dráty nevypadly. Poté je zatlačte do černých konektorů.

Začněte pájením hrnců.

I když jsou pouze krátké, je stále dobrým zvykem používat pro výstupní konektory stíněný kabel. Zapojte otočný přepínač signálu. Nyní připojte výstupní konektory BNC k vodičům přepínače int/ext a konektoru desky.

Jakmile to bude hotové, zapojte spínač gangu.

Připojte vypínač a napájecí kabel k hlavním deskám. K připojení k přepínači použijte malé konektory rýče. Právě jsem připojil vodiče k zásuvkám hlavní desky, protože konektory DC nedorazily v době psaní (proto na fotkách ještě nic není svázáno). Až dorazí, dovybavím je

Na závěr vložte všechny knoflíky na přední panel.

Krok 7: Zapnutí

Protože jste měli předem zkontrolovat každou jednotlivou desku, mělo by vše fungovat, jak má.

Zkontrolujte, zda přední měřič LED něco měří (to je alespoň dobré znamení). Vyberte frekvenční rozsah a ujistěte se, že se měření změní. Můžete také zkontrolovat svůj int/ext přepínač/vstupy připojením externího generátoru signálu a zjistit, zda měří externí signály.

Nakonec jej připojte k osciloskopu a ujistěte se, že získáte správné typy signálů a že všechny ovládací prvky se chovají tak, jak by měly. Skvělá věc na zapojení s konektory je, že když to funguje obráceně, jednoduše otočte konektor kabelu!

Existuje postup kalibrace desky generátoru signálu, který by měl být zahrnut při nákupu sady. K tomu budete potřebovat osciloskop, ale toto je výňatek z pokynů (nebo z nich):

Připojte osciloskop k čtvercovému výstupu. Nastavte ovladač DUTY na 50%a poté přepněte na sinus. Upravte R2 a 3 na hřeben sinusové vlny, abyste minimalizovali zkreslení. Jakmile jsou nastaveny R2 a 3, neměly by být nutné znovu upravovat. Chcete-li vydat vlnu pilového zubu, vyberte Tri. Upravte ovládání DUTY a převeďte trojúhelník na pilový zub.

Doufejme, že vám vše funguje.

Celkově si myslím, že projekt vyšel velmi dobře. I když jste si mohli koupit něco přesnějšího za podstatně více peněz, byla to rozhodně zábavná stavba (i když už nějakou dobu sedí na lavičce)!

Krok 8: Počáteční stavba a když věci nejdou, jak si to naplánujete (Blooper Reel)?

Někdy se stavby nepovedou hned na začátku a nakonec budou lepší. Tento projekt byl jedním z nich.

První fotografie se pokouší zmanipulovat všechny ovládací prvky na přední stranu menšího boxu (těch krabic mám hromadu, protože jsou levné a obecně se docela dobře hodí pro většinu projektů typu testovacího zařízení). Zkoušel jsem všechny možné způsoby a dokonce jsem si udělal čas, abych to uvedl. Nakonec to bylo příliš těžké a matoucí pomocí přepínacích přepínačů a chtít mít na přední straně velký knoflík pro ovládání frekvence. Navíc nápisy dnes stárnou a špatně se drží. Tehdy jsem narazil na software na předním panelu, který pravděpodobně budu používat pro další projekty.

Také na první pokus jsem zjistil, že moje nové větší vrtáky jsou příliš divoké. Nakonec jsem praskl hranu, když jsem vrtal jeden z otvorů BNC, když se chytil. Od té doby jsem používal pouze až 8 mm bit a pomocí výstružníku jsem získal konečné větší velikosti otvorů.

Druhou fotografii jsem měl téměř správně, dokud jsem nezačal sestavovat a neuvědomil si, že by bylo lepší přepnout všechny typy signálů místo dvou samostatných výstupů. Pak jsem mohl namontovat jeden na zadní stranu pro skrytý konektor. Myslím, že to také trochu zpřehlednilo přední část. Protože jsem teď nepotřeboval jeden z otvorů na předním panelu, nebyl žádný pot odstranění jednoho z otvorů pomocí softwaru na předním panelu. Snadno zakryje jakoukoli chybu (změna designu)!