Zapoznanie się z „Profesjonalnym zestawem generatora funkcji ILC8038 do majsterkowania”: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Zastanawiałem się nad nowymi projektami elektronicznymi, kiedy natknąłem się na śliczny mały zestaw generatora funkcji. Jest reklamowany jako „Professional ILC8038 Function Generator Sine Triangle Square Wave DIY Kit” i jest dostępny u wielu sprzedawców na eBayu w cenie od 8 do 9 dolarów (rysunek 1).

Rysunek 1. Mały generator funkcji

Jest zbudowany na chipie generatora przebiegów Intersil ILC8038, jak sama nazwa wskazuje. Jest to nowsza iteracja zestawu generatora funkcji, który od jakiegoś czasu jest dostępny w serwisie eBay lub Amazon. Wyglądało to na tyle interesująco, że zamówiłem jeden. Pierwsza sprawa – zestaw jest dostarczany z Chin, więc jak zwykle z kilkutygodniowym opóźnieniem, zanim go dostałem, ale dotarł we wskazanym terminie.

Zestaw dotarł w stanie nienaruszonym i kompletnym. Wszystkie podzespoły wyglądały na oryginalne, a płytka PCB i akrylowa obudowa były dobrze wykonane. Potem doszedłem do instrukcji – BIG FAIL. Instrukcje, takie jak były, wyglądały, jakby zostały skopiowane i zredukowane, aby zmieściły się na kartce papieru o wymiarach 5,75 x 8”, co czyniło wiele wierszy niezrozumiałymi (plus fakt, że były napisane w gołębim angielskim). Te same trzy sekcje (sekcje 3, 4 i 5) zostały wydrukowane zarówno z przodu, jak i z tyłu arkusza „instrukcji”, bez sekcji 1 lub 2. Było to niefortunne, ponieważ nic nie wskazywało, która wartość elementu pasuje do którego otworów w PCB.

Napisałem ten Instruktaż dla każdego, kto ma podobne problemy lub inne problemy, lub kto rozważa zbudowanie tego drobnego zestawu. Instrukcje krok po kroku są dołączone nie tylko do montażu, ale także użytkowania generatora funkcyjnego ILC8038.

Kieszonkowe dzieci

Jeden lub więcej "Profesjonalnych zestawów generatora funkcji ILC8038 DIY"

Oscyloskop.

Lutownica i zwykły asortyment drobnych narzędzi elektronicznych (pęsety, śrubokręty itp.).

Krok 1: Jak to poskładać?

Wiele elementów można intuicyjnie umieścić, patrząc na schematy na płytce drukowanej (rysunek 2).

Rysunek 2. Płytka drukowana

Gniazdo baryłkowe (JK1), 3-pozycyjna listwa zaciskowa (JP3), gniazda układów scalonych, listwy zworek (JP1 i JP2), układy scalone U1 i U2, trympoty (R2 i R3) oraz kondensatory elektrolityczne można umieścić na pewno, ale Problemem będą rezystory, kondensatory ceramiczne, układy scalone U3 i U4 oraz potencjometry (jeden ma inną wartość niż drugi 3). Jeśli masz bystre oko, możesz być w stanie odczytać oznaczenia układów scalonych i kody kolorów rezystorów na rysunku 1. To, czego naprawdę potrzebujemy, to lepsze instrukcje lub dobry schemat. Nie udało mi się znaleźć żadnych dobrych instrukcji w Internecie, ale znalazłem obraz chińskiego schematu. Na szczęście symbole elektroniczne są w zasadzie uniwersalne, a wartości komponentów były w języku angielskim (rysunek 3). Brakowało układów scalonych U2 i U4, ale mogłem prawie wypełnić luki. Zrobiłem zestawienie materiałów (BOM), dopasowując komponenty PCB do ich odpowiednich wartości, czyli wszystko, czego naprawdę potrzebujesz do złożenia zestawu. BOM znajduje się na końcu tej instrukcji.

Oprócz schematu i spisu materiałów dostarczyłem również instrukcje krok po kroku dotyczące montażu i obsługi tego fajnego małego generatora funkcji, więc przejdźmy do tego.

Rysunek 3. Schemat

Krok 2: Montaż zestawu

1. Przylutuj wszystkie elementy obojętne (gniazda układów scalonych, gniazda, zworki i zaciski). Upewnij się, że wycięcie na końcu każdego gniazda IC jest wyrównane z wycięciem na schemacie PCB.

2. Przylutuj rezystory, trymery i potencjometry. Uważaj, aby ustawić potencjometr 50kΩ w pozycji R5 (AMP). Pozostałe potencjometry to 5kΩ.

3. Przylutuj kondensatory. Ujemny przewód każdego elektrolitu przechodzi przez otwór w zacienionej lub zakreskowanej stronie schematu PCB.

4. Wlutuj układ scalony U2 (WS78L09) i zatrzaśnij pozostałe 3 układy scalone w odpowiednich gniazdach, prawidłowo wyrównując wycięcia.

5. (Krok opcjonalny) Usuń nadmiar topnika kalafonii z punktów lutowania za pomocą 95% etanolu (Everclear) lub 99% izopropanolu, a następnie natychmiast spłucz wodą destylowaną. Pamiętaj, aby przed użyciem CAŁKOWICIE wysuszyć deskę.

6. To wszystko. Montaż zakończony.

Teraz przejdźmy do akrylowej obudowy.

Papier ochronny łatwo się odkleja, jeśli każdy kawałek zanurzy się w gorącej wodzie na minutę lub dwie. Kawałki nie muszą być ze sobą sklejane. (Przymocowałem dwa dłuższe elementy boczne do spodu za pomocą odrobiny cementu akrylowego). Gdy wszystkie zaczepy na bocznych elementach zostaną umieszczone w szczelinach górnej i dolnej płyty, cztery dostarczone długie śruby utrzymają wszystko razem.

Krótkie śruby i nakrętki 3Mx5mm służą do mocowania płytki drukowanej do dolnej płyty obudowy. Śruby nie są wystarczająco długie. Początkowo używałem śrub 8mm, ale potem zdecydowałem się w ogóle nie mocować PCB. Dobrze pasuje do etui.

Zdecydowałem się nie usuwać papieru ochronnego z górnej płyty obudowy, ponieważ były na nim nadrukowane etykiety potencjometrów, zworek i listwy zaciskowej (rysunek 4).

Rysunek 4. Zmontowany zestaw

Krok 3: Operacja

Użyłem małego zasilacza AC/DC, który dostarczał 12 VDC/500mA do zasilania generatora funkcyjnego. Nie używaj niczego o napięciu wyższym niż piętnaście woltów. Mój zestaw był dostarczany ze zworką zakresu częstotliwości ustawioną na 50 - 500 Hz i zworką kształtu fali ustawioną na SIN. Druga pozycja była oznaczona TAI, ale podejrzewam, że był to błąd drukarski i powinien być TRI dla trójkąta.

Sinusoida

Podłącz przewód oscyloskopu do pozycji SIN/TAI na listwie zaciskowej i ustaw zworkę przebiegu na SIN. Do większości poniższych demonstracji użyłem zakresu 50-500 Hz. Wyprowadzam falę sinusoidalną o amplitudzie P-P ~5V i częstotliwości 100Hz za pomocą AMP (R5) i FREQ (R4). Być może będziesz musiał trochę pobawić się ustawieniami, dopóki nie uzyskasz śladu na oscyloskopie. Ustaw dwa potencjometry (R2 i R3), a następnie potencjometr DUTY, aby zoptymalizować kształt fali sinusoidalnej. R2 modyfikuje górny szczyt, a R3 modyfikuje dolny szczyt fali sinusoidalnej. DUTY (R1) reguluje lewą i prawą polaryzację przebiegu. Pierwsza wygenerowana przeze mnie fala sinusoidalna jest pokazana na rysunku 5. Nie jest tak źle. Możesz nawet obliczyć średnie napięcie kwadratowe, jeśli masz taką skłonność.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Dla fali sinusoidalnej na rysunku 5 wynosi 1,77 V.

Rysunek 5. Przebieg sinusoidalny

Kontrola częstotliwości (opcjonalnie)

Następną rzeczą, jaką zrobiłem, było zmierzenie maksymalnych i minimalnych wartości, jakie mogłem uzyskać w każdym z zakresów częstotliwości.

Wyniki były następujące:

Zakres od 5 Hz do 50 Hz: minimum 1 Hz, maksimum 71 Hz

Zakres 50Hz do 500Hz: minimum 42Hz, maksimum 588Hz

Zakres 500Hz do 20kHz: minimum 227Hz, maksimum 22,7kHz

Zakres od 20kHz do 400kHz: minimum, 31kHz, maksimum 250kHz

Minimum dla zakresu 500Hz do 20kHz i maksimum dla zakresu 20 do 400kHz różniły się od wydrukowanych wartości, ale prawie wszystko inne było na porządku dziennym.

Fala trójkąta

Ustaw zworkę przebiegu na TAI (TRI) i podłącz oscyloskop do pozycji TAI/SIN na listwie zaciskowej. Generator funkcji generuje dobrze wyglądające przebiegi trójkątne z ostrymi szczytami (rysunek 6).

Rysunek 6. Trójkątny kształt fali

Fala rampy (piłokształtna)

Odwrotną falę rampową można uzyskać z fali trójkątnej, obracając potencjometr DUTY w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Nie udało mi się uzyskać normalnej fali rampowej obracając potencjometr w drugą stronę. Sygnał został utracony przez przekręcenie pokrętła zbyt daleko, więc przednia krawędź fali nigdy nie była całkowicie prostopadła, a opadająca część rampy wykazywała niewielką wklęsłość. Nie jest to idealny ząb piłokształtny, ale taki jest (ryc. 7).

Rysunek 7. Krzywa rampy (piłokształtna)

Kwadratowa fala

Podłącz przewód oscyloskopu do środkowej pozycji listwy zaciskowej oznaczonej SQU, aby wyprowadzić falę prostokątną (rysunek 8). Potencjometry AMP (R5) i OFFSET (R6) wydawały się nie mieć wpływu na przebieg prostokątny. Napięcie wytworzonego przebiegu było zbliżone do napięcia wejściowego (12 woltów). Powinienem był całkowicie usunąć zworkę przebiegu fali, aby zobaczyć, czy to poprawiło sytuację, ale ta myśl właśnie do mnie przyszła.

Rysunek 8. Przebieg prostokątny

Cykl pracy

Cykl pracy fali prostokątnej można zmienić za pomocą potencjometru DUTY (R1). Przekręć tarczę przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, aby skrócić i zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby wydłużyć cykl pracy. Wystąpił drobny problem z DUTY. Zmiana cyklu pracy również nieznacznie zmienia częstotliwość, więc może być konieczna ponowna regulacja po zmianie cyklu pracy.

Cykl pracy = procent czasu w stanie wysokim podzielony przez okres fali prostokątnej.

Na przykład fala prostokątna na rysunku 9 ma okres 10 ms i jest w stanie wysokim przez 5 ms (również w stanie niskim przez 5 ms).

Tak więc cykl pracy = (5 ms /10 ms) * 100 = 50%. Rysunki 10 i 11 pokazują cykl pracy dostosowany odpowiednio do 60% i 40%.

Rysunek 9. Cykl pracy = 50%

Rysunek 10. Cykl pracy = 60%

Rysunek 11. Cykl pracy = 40%

Krok 4: To wszystko, ludzie

To wszystko w przypadku tego Instructable. Jeśli uznasz to za przydatne, zbuduj swój własny generator funkcji kieszonkowych. Możesz się dobrze bawić za 8 lub 9 USD. Wylogowanie prostego obwodu.

Krok 5: Zestawienie komponentów generatora funkcji ILC8038 (BOM)

Rezystory

Potencjometr R1 5kΩ DUTY

Potencjometr R2 100kΩ

Potencjometr R3 100kΩ

Potencjometr R4 5kΩ FREQ

Potencjometr R5 50kΩ AMP

R6 Potencjometr 5kΩ PRZESUNIĘCIE

Rezystor R7 1kΩ

Rezystor R8 1kΩ

Rezystor R9 10kΩ

Rezystor R10 10kΩ

Rezystor R11 4,7kΩ

Rezystor R12 30kΩ

Rezystor R13 10kΩ

Rezystor R14 4,7kΩ

Rezystor R15 10kΩ

Rezystor R16 10kΩ

Obwody scalone

Precyzyjny generator przebiegów U1 ICL8038 CCPD

Regulator napięcia dodatniego U2 WS 78L09

U3 18MDSHY TL082CP JFET-wejściowy wzmacniacz operacyjny

U4 7660S Przetwornica napięcia CPAZ

Kondensatory

C1 Ceramiczny 100nF

Ceramika C2 100nF

C3 Ceramiczny 100pF

C4 ceramiczny 2,2nF

C5 Ceramiczny 100nF

C6 Ceramiczny 1µF

C7 Ceramiczny 100nF

C8 Ceramiczny 100nF

C9 Ceramiczny 100nF

C10 elektrolityczny 100µF

C11 elektrolityczny 10µF

C12 elektrolityczny 10µF

Jack, zworki i terminal

JK1 Barrel Jack

JP1 2-pozycyjny blok zworek TAI (TRI), SIN

JP2 4-pozycyjny blok zworek 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 3-pozycyjna listwa zaciskowa GND, SQU, SIN/TAI (TRI)