Conoscere il "Kit fai da te del generatore di funzioni professionale ILC8038": 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Stavo cercando alcuni nuovi progetti di elettronica quando mi sono imbattuto in un simpatico kit generatore di funzioni. È classificato come "Kit fai-da-te fai-da-te con generatore di funzioni ILC8038 professionale a triangolo sinusoidale" ed è disponibile da un certo numero di venditori su eBay per 8-9 dollari (figura 1).

Figura 1. Il piccolo generatore di funzioni

È costruito attorno al chip del generatore di forme d'onda Intersil ILC8038 come suggerisce il nome. È una nuova iterazione di un kit generatore di funzioni disponibile da un po' di tempo su eBay o Amazon. Sembrava abbastanza interessante che ne ho ordinato uno. Primo numero: il kit viene spedito dalla Cina, quindi c'è stato il solito ritardo di diverse settimane prima che lo ricevessi, ma è arrivato nei tempi indicati.

Il kit è arrivato integro e completo. I componenti sembravano tutti originali e il PCB e la custodia in acrilico erano ben fatti. Poi sono arrivato alle istruzioni: GRANDE FALLIMENTO. Le istruzioni, così com'erano, sembravano essere state copiate e ridotte per adattarsi a un pezzo di carta di 5,75 x 8 pollici, il che rendeva incomprensibili molte delle righe (oltre al fatto che erano scritte in inglese piccione). Le stesse tre sezioni (sezioni 3, 4 e 5) sono state stampate sia sul fronte che sul retro del foglio "istruzioni", nessuna sezione 1 o 2. Questo è stato un peccato, perché non c'era nulla che mostrasse quale valore del componente si adattava a quali fori su il PCB.

Ho scritto questo Instructable per chiunque abbia problemi simili o altri problemi, o che stia pensando di costruire questo piccolo kit. Le istruzioni passo passo sono incluse non solo per il montaggio, ma anche per l'uso del generatore di funzioni ILC8038.

Forniture

Uno o più "Kit fai da te per generatori di funzioni professionali ILC8038"

Un oscilloscopio.

Un saldatore e il solito assortimento di piccoli strumenti elettronici (pinzette, cacciaviti, ecc.).

Passaggio 1: come metterlo insieme?

Molti dei componenti possono essere posizionati in modo intuitivo osservando gli schemi sul PCB (figura 2).

Figura 2. Circuito stampato

Il jack cilindrico (JK1), la morsettiera a 3 posizioni (JP3), le prese IC, i ponticelli (JP1 e JP2), i circuiti integrati U1 e U2, i trimpot (R2 e R3) e i condensatori elettrolitici possono essere posizionati con certezza, ma il resistori, condensatori ceramici, circuiti integrati U3 e U4 e potenziometri (uno ha un valore diverso dall'altro 3) presenteranno un problema. Se hai un occhio attento potresti essere in grado di leggere le designazioni dei circuiti integrati e i codici colore dei resistori nella Figura 1. Ciò di cui abbiamo veramente bisogno sono istruzioni migliori o un buon schema. Non sono riuscito a trovare alcuna buona istruzione su Internet, ma ho trovato l'immagine di uno schema cinese. Fortunatamente, i simboli elettronici sono praticamente universali e i valori dei componenti erano in inglese (figura 3). Mancavano gli IC U2 e U4, ma potevo praticamente colmare le lacune. Ho creato una distinta base (BOM), abbinando i componenti PCB con i loro valori appropriati, che è tutto ciò di cui hai veramente bisogno per assemblare il kit. Il BOM è incluso alla fine di questo Instructable.

Oltre allo schema e all'elenco dei materiali, ho anche fornito istruzioni passo passo sull'assemblaggio e il funzionamento di questo fantastico piccolo generatore di funzioni, quindi veniamo al punto.

Figura 3. Schema

Passaggio 2: assemblaggio del kit

1. Saldare tutti i componenti inerti (prese IC, jack, ponticelli e terminali). Assicurati che la tacca all'estremità di ogni presa IC sia allineata con la tacca nel suo diagramma PCB.

2. Saldare i resistori, i trimpot ei potenziometri. Fare attenzione a portare il potenziometro da 50 kΩ in posizione R5 (AMP). Gli altri potenziometri sono tutti da 5kΩ.

3. Saldare i condensatori. Il cavo negativo di ciascun elettrolitico passa attraverso il foro nel lato ombreggiato o tratteggiato del suo diagramma PCB.

4. Saldare l'IC U2 (WS78L09) e inserire gli altri 3 circuiti integrati nelle rispettive sedi, allineando correttamente le tacche.

5. (Passaggio facoltativo) Rimuovere l'eventuale flusso di colofonia in eccesso dai punti di saldatura con etanolo al 95% (Everclear) o isopropanolo al 99% seguito immediatamente da un risciacquo con acqua distillata. Assicurati di asciugare COMPLETAMENTE la tavola prima dell'uso.

6. Questo è tutto. Il montaggio è terminato.

Ora per la custodia in acrilico.

La carta protettiva si stacca facilmente se ogni pezzo viene immerso in acqua calda per un minuto o due. I pezzi non devono essere incollati insieme. (Ho attaccato i due pezzi laterali più lunghi al fondo con un po' di cemento acrilico). Una volta che tutte le linguette sui pezzi laterali sono posizionate nelle fessure delle piastre superiore e inferiore, le quattro viti lunghe fornite terranno tutto insieme.

Le viti ei dadi corti 3Mx5mm sono forniti per fissare il PCB alla piastra inferiore del case. Le viti non sono abbastanza lunghe. Inizialmente ho usato viti da 8 mm, ma poi ho deciso di non collegare affatto il PCB. Si adatta perfettamente alla custodia.

Ho scelto di non rimuovere la carta protettiva dalla piastra superiore del case poiché era stampata con etichette per potenziometri, ponticelli e morsettiera (figura 4).

Figura 4. Kit assemblato

Passaggio 3: operazione

Ho usato un piccolo adattatore AC/DC che forniva 12 VDC/500mA per alimentare il generatore di funzioni. Non usare niente di più alto di quindici volt. Il mio kit è arrivato con il ponticello della gamma di frequenza impostato su 50 - 500Hz e il ponticello della forma d'onda impostato su SIN. L'altra posizione era contrassegnata TAI ma sospetto che si trattasse di un errore di stampa e avrebbe dovuto essere TRI per triangolo.

Onda sinusoidale

Collegare il cavo dell'oscilloscopio nella posizione SIN/TAI della morsettiera e impostare il ponticello della forma d'onda su SIN. Ho usato la gamma 50-500Hz per la maggior parte delle dimostrazioni di seguito. Ho emesso un'onda sinusoidale con ampiezza P-P di ~ 5 V e frequenza di 100 Hz utilizzando AMP (R5) e FREQ (R4). Potrebbe essere necessario giocare un po' con le impostazioni finché non si ottiene una traccia sull'oscilloscopio. Regolare i due trimpot (R2 e R3) e poi il potenziometro DUTY per ottimizzare la forma dell'onda sinusoidale. R2 modifica il picco superiore e R3 modifica il picco inferiore dell'onda sinusoidale. DUTY (R1) regola il bias sinistro e destro della forma d'onda. La prima onda sinusoidale che ho generato è mostrata in figura 5. Non male. Puoi persino calcolare la tensione quadratica media radice se sei così incline.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). È 1,77 volt per l'onda sinusoidale nella figura 5.

Figura 5. Forma d'onda sinusoidale

Controllo della frequenza (opzionale)

La cosa successiva che ho fatto è stata misurare i valori massimo e minimo che potevo ottenere in ciascuna delle gamme di frequenza.

I risultati sono stati:

Gamma da 5 Hz a 50 Hz: minimo 1 Hz, massimo 71 Hz

Gamma da 50Hz a 500Hz: minimo 42Hz, massimo 588Hz

Gamma da 500Hz a 20kHz: minimo 227Hz, massimo 22,7kHz

Gamma da 20kHz a 400kHz: minimo, 31kHz, massimo 250kHz

Il minimo per la gamma da 500Hz a 20kHz e il massimo per la gamma da 20 a 400kHz erano fuori dai valori stampati, ma quasi tutto il resto era nel campo da baseball.

Onda Triangolare

Impostare il ponticello della forma d'onda su TAI (TRI) e collegare l'oscilloscopio alla posizione TAI/SIN della morsettiera. Il generatore di funzioni produce forme d'onda triangolari di bell'aspetto con picchi acuti (figura 6).

Figura 6. Forma d'onda triangolare

RAMPA (dente di sega) Wave

Un'onda a rampa inversa può essere ottenuta da un'onda triangolare ruotando il potenziometro DUTY in senso antiorario. Non sono stato in grado di ottenere un'onda di rampa normale ruotando il potenziometro dall'altra parte. Il segnale si perdeva ruotando troppo il quadrante, quindi il bordo anteriore dell'onda non era mai del tutto perpendicolare e la parte discendente della rampa mostrava una piccola concavità. Non è un dente di sega perfetto, ma è quello che è (figura 7).

Figura 7. Forma d'onda a rampa (a dente di sega)

Onda quadra

Collegare il cavo dell'oscilloscopio nella posizione centrale della morsettiera contrassegnata SQU per emettere un'onda quadra (figura 8). I potenziometri AMP (R5) e OFFSET (R6) sembravano non avere alcun effetto sull'onda quadra. La tensione della forma d'onda prodotta era circa la tensione di ingresso (12 volt). Avrei dovuto rimuovere del tutto il ponticello della forma d'onda per vedere se questo migliorava le cose, ma questo pensiero mi è venuto in mente proprio ora.

Figura 8. Forma d'onda quadra

Ciclo di lavoro

Il ciclo di lavoro dell'onda quadra può essere modificato con il potenziometro DUTY (R1), ruotare la manopola in senso antiorario per accorciare e in senso orario per allungare il ciclo di lavoro. C'è un piccolo problema con DUTY. La modifica del ciclo di lavoro modifica leggermente anche la frequenza, quindi potrebbe essere necessario regolarla nuovamente dopo la modifica del ciclo di lavoro.

Duty Cycle = percentuale di tempo nello stato alto diviso per il periodo dell'onda quadra.

Ad esempio, l'onda quadra in figura 9 ha un periodo di 10 msec ed è nello stato alto per 5 msec (anche nello stato basso per 5 msec).

Quindi, ciclo di lavoro = (5 msec /10 msec) *100 = 50%. Le figure 10 e 11 mostrano il ciclo di lavoro regolato rispettivamente al 60% e al 40%.

Figura 9. Ciclo di lavoro = 50%

Figura 10. Ciclo di lavoro = 60%

Figura 11. Ciclo di lavoro = 40%

Passaggio 4: è tutto, gente

Questo è tutto per questo Instructable. Se lo hai trovato utile, vai avanti e costruisci il tuo generatore di funzioni tascabile. Puoi divertirti molto per 8 o 9 USD. Chiusura del circuito semplice.

Passaggio 5: Distinta materiali (BOM) del generatore di funzioni ILC8038

resistori

R1 Potenziometro 5kΩ DUTY

R2 Trimpotto 100kΩ

R3 Trimpot 100kΩ

R4 Potenziometro 5kΩ FREQ

R5 Potenziometro 50kΩ AMP

R6 Potenziometro 5kΩ OFFSET

Resistenza R7 1kΩ

Resistenza R8 1kΩ

Resistenza R9 10kΩ

Resistenza R10 10kΩ

Resistenza R11 4,7 kΩ

Resistenza R12 30kΩ

Resistenza R13 10kΩ

Resistenza R14 4,7 kΩ

Resistenza R15 10kΩ

Resistenza R16 10kΩ

Circuiti integrati

Generatore di forme d'onda di precisione U1 ICL8038 CCPD

Regolatore di tensione positivo U2 WS 78L09

Amplificatore operazionale con ingresso JFET U3 18MDSHY TL082CP

Convertitore di tensione U4 7660S CPAZ

Condensatori

C1 Ceramica 100nF

C2 Ceramica 100nF

C3 Ceramica 100pF

C4 Ceramica 2.2nF

C5 Ceramica 100nF

C6 Ceramica 1µF

C7 Ceramica 100nF

C8 Ceramica 100nF

C9 Ceramica 100nF

C10 Elettrolitico 100µF

C11 Elettrolitico 10µF

C12 Elettrolitico 10µF

Jack, ponticelli e terminale

JK1 Barrel Jack

JP1 Blocco jumper a 2 posizioni TAI (TRI), SIN

JP2 Blocco jumper a 4 posizioni 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 Morsettiera a 3 posizioni GND, SQU, SIN/TAI (TRI)