Costruisci questo generatore di segnale di scansione LED da 5Hz a 400KHz dai kit: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Costruisci questo semplice generatore di segnale sweep da kit prontamente disponibili.

Se avessi dato un'occhiata alla mia ultima istruzione (Crea pannelli frontali dall'aspetto professionale), potrei aver eluso ciò su cui stavo lavorando in quel momento, che era un generatore di segnale. Volevo un generatore di segnale in cui potevo spazzare le frequenze in modo relativamente facile (non solo impostare e dimenticare). Dato che non riuscivo a trovare nulla di economico, ho deciso di metterne insieme uno da solo e utilizzando i kit come base.

Il cuore del progetto è un kit generatore di segnale facile da scaricare su Ebay, Amazon ecc. È facile da costruire e personalizzabile. Ci sono quattro gamme di frequenza (5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20Khz e 20KHz-400KHz), tre tipi di output (Square, Triangle e Sine).

Il contatore è un altro kit e conta da 1Hz-75MHz con auto range e risoluzione a 4 o 5 cifre.

Un paio di note:

1. Non ho progettato questi kit, li ho costruiti solo come parte del progetto. Sono prontamente disponibili attraverso la maggior parte dei punti vendita online (Ebay ecc.). Detto questo, se hai problemi con le parti, la costruzione ecc. È inutile contattarmi a riguardo. Contatta il venditore da cui l'hai acquistato. Sono felice di provare a rispondere alle domande in relazione a come li ho usati in questa particolare build comunque.

2. Il kit del frequenzimetro, mentre dice che conterà da 1Hz a 75MHz, non l'ho trovato nel caso. Più lenta è la frequenza, più lenta è e maggiore è il margine di errore. Se qualcuno conosce un kit contatore migliore, sono felice di sentirlo. Così com'era, questo era il migliore che potessi inventare che leggerà valori di frequenza più bassi (Sub KHz)

Forniture

Kit generatore di frequenza ICL8038 5Hz - 400KHz (Off ebay) circa $ 12-13

Kit contatore di frequenza 1Hz-75KHz (Off ebay) circa $ 12-13

Interruttore LED On/Off (puoi usare quello che preferisci)

4 interruttori Gang Push (di solito vengono come DPDT - questo potrebbe essere difficile da rintracciare). Potresti usare un interruttore rotante se non riesci a trovarne uno.

1 interruttore a pulsante DPDT (avevo singoli dell'interruttore della banda corrispondente)

4 potenziometri (2@5KB, 1@50KB) (ho usato un potenziometro di precisione multigiro da 50KB per la regolazione della frequenza)

3 connettori BNC per montaggio a pannello

Connettore per montaggio a pannello CC

1x manopola grande (per adattarsi a un vaso da 50 mm)

Connettori e spine distanziatori PCB maschio/femmina (varie dimensioni)

Connettore distanziatore PCB maschio ad angolo retto

Distanziatori in ottone (varie dimensioni)

Custodia per strumenti (la parte più costosa del progetto)! circa $ 25

Carta bianca e trasparente per getto d'inchiostro

Opzionale:

1 connettore CC da 5,5 mm (scheda generatore di segnale)

1 connettore CC da 4 mm (scheda contatore)

Poiché ho già molta di questa roba, il costo era di circa $ 50 (2 kit più una custodia), ma potrebbe essere più alto se non hai connettori, distanziatori, manopole, interruttori ecc.

Passaggio 1: come funziona tutto insieme

Fondamentalmente è solo un kit generatore di segnale con un frequenzimetro collegato all'uscita. Tuttavia, ho aggiunto alcune comode combinazioni di commutazione.

Ci sono 3 connettori BNC:

Uno per l'uscita principale (che è sempre nel circuito a meno che non si passi l'interruttore di misurazione su esterno), un BNC per la misurazione int/ext utilizzando il misuratore interno per una sorgente esterna e un BNC sul pannello posteriore che è collegato a quanto sopra (Quindi puoi connetterti tramite il pannello anteriore o posteriore).

L'interruttore int/ext viene utilizzato per commutare un segnale al contatore interno. Se è in posizione interna (in), il segnale dal generatore va al contatore ea tutti i connettori BNC. Con questa configurazione è possibile collegare qualsiasi dispositivo di misura esterno (frequenzimetro, oscilloscopio in parallelo con l'uscita del segnale principale). Se l'interruttore è in posizione ext (out), scollega l'uscita principale e entrambi i BNC int/ext e del pannello posteriore sono collegati al misuratore interno. Quindi puoi inserire un segnale esterno e utilizzare il misuratore interno per misurarlo.

L'interruttore Signal Type è un interruttore rotante che fondamentalmente passa da Tri/Sine nelle prime due posizioni. L'interruttore opposto collega il segnale tri/seno all'uscita. Nella posizione tre, S1a non viene utilizzato e passa solo dalle uscite squ e tri/sine all'uscita principale.

Passaggio 2: non tutti i kit contatore sono uguali

Prima di uscire e spendere soldi per uno di questi kit di frequenzimetri, non sono tutti uguali. Essenziale quello che vuoi è un kit che misuri le frequenze più basse. Molti dei moduli già pronti misurano solo 1MHz e oltre. Ci sono anche alcuni kit che sembrano simili, ma il codice del chip principale non è corretto rispetto al design originale. Ecco perché ho scelto questo particolare kit in quanto è l'unico che sembrava funzionare correttamente.

Dal sito dei venditori, le specifiche sono le seguenti:

• 1Hz-75MHz
• Risoluzione a quattro o 5 cifre a seconda della frequenza misurata (es. x. KHz, x.xxx MHz, xx.xx MHz)
• Risoluzione 1Hz (max)
• Sensibilità in ingresso <20mV @1Hz-100KHz, 35mV @20MHz, 75mV @50MHz
• Tensione di ingresso 7-9V (funziona a 12V senza preoccupazioni)

Costruisci il kit contatore secondo le istruzioni del venditore con le seguenti modifiche:

• Utilizzare i distanziatori del connettore PCB per collegare e collegare più facilmente in seguito
• L'interruttore on/off è opzionale e puoi semplicemente collegarlo se vuoi o installarlo (hai l'interruttore lì, quindi perché no)!
• Montare il cappuccio variabile rosso sul lato inferiore della scheda (nella foto è montato secondo la configurazione consigliata, ma ho capovolto la scheda). Ho cambiato la sua posizione e lo vedrai nelle foto successive.
• Utilizzare un connettore in linea ad angolo retto invece di quello diritto in dotazione per montare lateralmente lo schermo LED. In questo modo può sporgere nella custodia e non su tutti i controlli inferiori!
• Apparentemente C14 non è utilizzato (penso che dipenda da quale intervallo di cap variabile viene fornito e per impostare la precisione dei contatori). Personalmente, non penso che sia importante in quanto il cappuccio variabile non aggiunge molta calibrazione anche aggiungendo una piccola quantità di capacità extra a C14.
• Il tappo variabile in dotazione (rosso 5-20pf) era spazzatura e doveva essere sostituito. Ho finito per acquistare una miscela di tappi diversi (50 o giù di lì) di vari valori poiché la maggior parte fornita con i kit sembra essere spazzatura.
• R14 è fornito come resistore da 56K. Questo può cambiare in base a diversi lotti di C3355. Per questo motivo, ho montato un paio di pin da una presa IC in modo che il resistore possa essere facilmente cambiato se necessario.

Dopo averlo creato, verifica la funzionalità rispetto a una fonte di generatore di segnale nota.

Appunti:

Mentre la documentazione dice che questo kit misurerà da 1Hz a 75MHz, in realtà ho scoperto (come la maggior parte dei kit) che misura meglio alle frequenze più alte. Questo è il motivo per cui ho aggiunto prese BNC esterne per collegare apparecchiature più accurate. Inoltre, tende a visualizzare risultati diversi a seconda che il segnale sia seno/triangolo o quadrato. Più lento è il segnale, più lento è il tempo di misurazione. Lo ottiene nel campo da baseball per la maggior parte del tempo da circa 500Hz in poi. Ancora una volta, se qualcuno conosce un kit migliore, per favore me lo faccia sapere.

Passaggio 3: costruisci il generatore di segnale

Dalle informazioni sui venditori, le sue specifiche sono le seguenti

• Gamma di lavoro 5Hz - 400KHz
• Ciclo di lavoro 2% - 95%
• Regolazione della polarizzazione CC da -7,5 V a 7,5 V
• Ampiezza di uscita da 0,1 V a 11 V PP a 12 V
• Distorsione 1%
• Deriva di temperatura 50 ppm/gradi C
• Tensione +12-15V

Ancora una volta, costruisci il kit secondo le istruzioni del venditore con le modifiche di quanto segue

• Utilizzare i distanziatori PCB per connessioni più facili in seguito. Questo è per tutti i potenziometri (R1, 4, 6, 5), JP1 (selezione Tri/Sine), JP2 (selezione della gamma di frequenze) e JP3 (uscita principale)
• Una volta completato, è possibile collegare temporaneamente potenziometri e ponticelli per verificare se la scheda funziona come previsto collegandola a un oscilloscopio.

Passaggio 4: progettare il pannello frontale

Non esaminerò l'intero processo, ma solo ciò che ho fatto in modo diverso dall'altro istruito su "Creazione di pannelli frontali dall'aspetto professionale". Ho incluso anche il file di progettazione di Front Panel Express in modo che tu possa stamparne uno uguale, se lo desideri.

Fondamentalmente inizia tracciando il tuo pannello frontale e facendo un mock up di come vuoi che appaia. Ho incluso la versione a matita con cui ho iniziato. Aggiungi le dimensioni dove puoi in quanto renderà molto più semplice quando arriverà il momento di inserirle nel pannello frontale express. Verso la fine di questo Instructable potrei aggiungere alcune iterazioni del progetto se ho foto.

Le dimensioni del tuo pannello frontale saranno determinate dalla scatola del progetto che utilizzi. Ho preso questo particolare da Jaycar (è la scatola degli strumenti più grande). Ho iniziato con quelli più piccoli che uso normalmente, ma ho avuto problemi a inserire tutto ciò che volevo sul pannello frontale (con gli interruttori, il contatore LED, i controlli, ecc.). Così è andato con la scatola più grande.

Utilizzare il software per progettare il pannello frontale. Quindi stampare due versioni: una versione in bianco e nero su carta normale per la foratura (con fori al centro) e una versione finale a colori su un foglio di etichette bianco.

Una volta ottenuto il modello di foratura, incollalo sul pannello, segna i fori e pratica i fori e i ritagli. Al termine, rimuovere la dima e pulire accuratamente la superficie con uno sgrassatore e cera o alcool. Utilizzare un panno antipolvere per rimuovere eventuali particelle di polvere fine prima di procedere all'applicazione dell'etichetta del pannello.

Per questa particolare build, ho usato solo carta a getto d'inchiostro. Se guardi da vicino puoi vedere un po' dietro la carta. In questo caso suggerirei di acquistare uno stock di etichette non trasparenti o di utilizzare prima metà del foglio inutilizzato, quindi mettere sopra il foglio del pannello stampato. Per finire, posiziona un foglio di pellicola trasparente a getto d'inchiostro sopra per proteggerlo tutto. Puoi lasciare un po' di sporgenza, tagliare gli angoli a 45 gradi e avvolgerlo anche sul retro del pannello.

Per finire, ritaglia tutti i fori usando un taglierino affilato.

Passaggio 5: iniziare a montare e assemblare l'hardware

Avvitare tutti i potenziometri, i connettori BNC, il selettore rotativo e l'interruttore di alimentazione sul pannello frontale.

Montare la scheda contatore LED. Ho ritagliato un piccolo pezzo di perspex rosso trasparente tra il pannello frontale e la scheda LED. È semplicemente tenuto in posizione allentando leggermente i distanziatori tra la scheda e il pannello frontale.

Posizionare il pannello anteriore, contrassegnare e praticare i fori di montaggio per l'interruttore multiplo e l'interruttore singolo. Avevo già predeterminato l'altezza che volevo con i distanziatori per gli interruttori di gruppo quando stavo progettando il pannello frontale.

Montare anche la scheda del generatore di segnale in posizione. L'ho montato su un lato in modo da avere un facile accesso per la calibrazione, se necessario.

Forare e montare anche i connettori DC e BNC del pannello posteriore.

Passaggio 6: cablare tutto

Realizzare i cablaggi per pentole, interruttori, ecc. dalle schede utilizzando un cavo di collegamento o un cavo a nastro. Assemblare alle estremità del connettore femmina per il collegamento alle schede principali. Ho scoperto che è meglio piegare la linguetta con delle pinze ad ago e mettere un po' di saldatura su di esse per evitare che i fili cadano. Quindi premerli nei connettori neri.

Inizia saldando i vasi.

Sebbene siano solo brevi tirature, è comunque una buona pratica utilizzare un cavo schermato per i connettori di uscita. Cablare il selettore rotativo del segnale. Ora collega i connettori BNC di uscita ai cavi dell'interruttore int/ext e del connettore della scheda.

Una volta completato, cablate l'interruttore della banda.

Collegare l'interruttore di alimentazione e il cavo di alimentazione alle schede principali. Utilizzare piccoli connettori a forcella per connettersi allo switch. Ho appena collegato i fili alle prese della scheda principale poiché i connettori CC non erano arrivati al momento della scrittura (quindi perché nelle foto non è stato ancora legato alcun cavo). Le modificherò quando arriveranno

Per finire, metti tutte le manopole sul pannello frontale.

Passaggio 7: accendilo

Poiché avresti dovuto controllare ogni singola tavola in anticipo, tutto dovrebbe funzionare come dovrebbe.

Controlla che il misuratore LED anteriore stia misurando qualcosa (questo è almeno un buon segno). Selezionare un intervallo di frequenza e assicurarsi che la misurazione cambi. Puoi anche controllare il tuo interruttore/input int/ext collegando un generatore di segnale esterno e vedendo se misura segnali esterni.

Infine, collegalo a un oscilloscopio e assicurati di ricevere i tipi di segnale corretti e che tutti i controlli si comportino come dovrebbero. La cosa grandiosa del cablaggio con connettori è che se funziona al contrario, gira semplicemente il connettore del cavo!

Esiste una procedura di calibrazione per la scheda del generatore di segnale che dovrebbe essere inclusa quando si acquista il kit. Avrai bisogno di un oscilloscopio per farlo, ma questo è un estratto dalle istruzioni (o qualcosa del genere):

Collegare un oscilloscopio all'uscita quadrata. Regolare il controllo DUTY al 50%, quindi passare al seno. Regola R2 e 3 sulla cresta dell'onda sinusoidale per ridurre al minimo la distorsione. Una volta che R2 e 3 sono stati impostati, non dovrebbero aver bisogno di essere regolati di nuovo. Per emettere un'onda a dente di sega, selezionare Tri. Regola il controllo DUTY e converti il triangolo in dente di sega.

Speriamo che tutto funzioni per te.

Tutto sommato penso che il progetto sia uscito molto bene. Anche se probabilmente potresti comprare qualcosa di più accurato per molti più soldi, è stata sicuramente una build divertente (anche se è rimasta in panchina per un po ')!

Passaggio 8: costruzione iniziale e quando le cose non vanno come lo pianifichi (Blooper Reel)?

A volte le build non vanno bene al primo tentativo e finiscono per essere migliori per questo. Questo progetto era uno di quelli.

La prima foto sta cercando di manipolare tutti i controlli sulla parte anteriore di una scatola più piccola (ho un sacco di queste scatole perché sono economiche e generalmente si adattano abbastanza bene alla maggior parte dei progetti di tipo di equipaggiamento di prova). Ho provato in tutti i modi e mi sono anche preso il tempo di esporlo. Alla fine era troppo difficile e confuso usare gli interruttori a levetta e voler avere una grande manopola per il controllo della frequenza sul davanti. Inoltre le scritte stanno invecchiando e non si attaccano bene in questi giorni. È stato allora che mi sono imbattuto in un software del pannello frontale che probabilmente utilizzerò per altri progetti in futuro.

Anche al primo tentativo, ho scoperto che le mie nuove punte più grandi sono troppo selvagge. Ho finito per rompere il bordo mentre stavo perforando uno dei fori BNC quando ha afferrato. Da quel momento in poi, ho usato solo una punta da 8 mm e ho usato un alesatore per ottenere le dimensioni finali dei fori più grandi.

La seconda foto l'avevo quasi azzeccata, finché non ho iniziato ad assemblare e ho capito che sarebbe stato meglio cambiare tutti i tipi di segnale invece di avere due uscite separate. Quindi potrei montarne uno sul retro per un connettore nascosto. Penso che abbia anche un po' scompigliato la parte anteriore. Dato che ora non avevo bisogno di uno dei fori del pannello frontale, non è stato un problema rimuovere uno dei fori utilizzando il software del pannello frontale. Copre facilmente qualsiasi errore (cambiamento di design)!