Lær "Professionel ILC8038 funktionsgenerator DIY Kit" at kende: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Jeg var på vej til nogle nye elektronikprojekter, da jeg stødte på et sødt lille funktionsgeneratorsæt. Det faktureres som "Professional ILC8038 Function Generator Sine Triangle Square Wave DIY Kit" og fås fra en række forhandlere på eBay for 8 til 9 dollars (figur 1).

Figur 1. Den lille funktionsgenerator

Det er bygget omkring Intersil ILC8038 bølgeformgeneratorchip, som navnet antyder. Det er en nyere iteration af et funktionsgeneratorsæt, der har været tilgængeligt fra eBay eller Amazon i et stykke tid. Det så interessant nok ud, at jeg bestilte et. Første nummer - sættet sendes fra Kina, så der var den sædvanlige flere ugers forsinkelse, før jeg fik det, men det ankom inden for den angivne tidsramme.

Sættet ankom intakt og komplet. Komponenterne virkede alle ægte, og printkortet og akrylhuset var godt lavet. Så kom jeg til instruktionerne - BIG FAIL. Instruktionerne, som de var, så ud som om de blev kopieret og reduceret til at passe på 5,75 x 8”stykke papir, hvilket gjorde mange af linjerne uforståelige (plus det faktum, at de var skrevet på dueengelsk). De samme tre sektioner (afsnit 3, 4 og 5) blev trykt både på forsiden og bagsiden af "instruktions" -arket, ingen sektion 1 eller 2. Dette var ærgerligt, fordi der ikke var noget, der viste, hvilken komponentværdi der passede i hvilke huller på printkortet.

Jeg har skrevet denne instruks til alle med lignende problemer eller andre problemer, eller som overvejer at bygge dette fine lille kit. Trin-for-trin instruktioner er inkluderet ikke kun til montering, men også brug af ILC8038 funktionsgeneratoren.

Forbrugsvarer

Et eller flere "Professionelle ILC8038 funktionsgenerator DIY -sæt"

Et oscilloskop.

Et loddejern og det sædvanlige sortiment af små elektronikværktøjer (pincet, skruetrækkere osv.).

Trin 1: Hvordan sætter man det sammen?

Mange af komponenterne kan placeres intuitivt ved at se på diagrammerne på printkortet (figur 2).

Figur 2. Printkort

Tøndejackstik (JK1), klemrække med 3 positioner (JP3), IC -stik, jumperlister (JP1 og JP2), IC'er U1 og U2, trimpots (R2 og R3) og elektrolytkondensatorerne kan placeres med sikkerhed, men modstande, keramiske kondensatorer, IC'er U3 og U4 og potentiometre (den ene har en anden værdi end de andre 3) vil give et problem. Hvis du har et skarpt øje, kan du muligvis læse betegnelserne for IC'er og farvekoderne på modstandene i figur 1. Det, vi virkelig har brug for, er bedre instruktioner eller en god skematisk. Jeg kunne ikke finde nogen gode instruktioner på internettet, men jeg fandt et billede af en kinesisk skematik. Heldigvis er elektroniske symboler stort set universelle, og komponentværdierne var på engelsk (figur 3). IC'er U2 og U4 manglede, men jeg kunne stort set udfylde hullerne. Jeg lavede en stykliste (BOM), der matchede printkortkomponenter med deres passende værdier, hvilket er alt hvad du virkelig har brug for for at samle sættet. Styklisten er inkluderet i slutningen af denne instruktionsbog.

Ud over skematikken og materialelisten har jeg også givet trin for trin instruktioner om montering og betjening af denne fede lille funktionsgenerator, så lad os komme til det.

Figur 3. Skematisk

Trin 2: Kitmontering

1. Lodde i alle de inerte komponenter (IC -stik, stik, jumpere og terminaler). Sørg for, at hakket på enden af hver IC -stikkontakt flugter med hakket i dets printkort.

2. Lodde modstande, trimpots og potentiometre. Vær forsigtig med at få 50kΩ potentiometeret i R5 -positionen (AMP). De andre potentiometre er alle 5kΩ.

3. Lodde kondensatorerne. Den negative ledning for hver elektrolyt går gennem hullet i den skraverede eller udklækkede side af dets printkort.

4. Lod i IC U2 (WS78L09), og klik de andre 3 IC'er i deres passende stikkontakter, så hakkene flugter korrekt.

5. (Valgfrit trin) Fjern overskydende kolofoniumflux fra loddepunkterne med 95% ethanol (Everclear) eller 99% isopropanol efterfulgt af en destilleret vandskylning med det samme. Sørg for at tørre brættet HELT før brug.

6. Det er det. Montering er afsluttet.

Nu til akrylkassen.

Beskyttelsespapiret skrælles let af, hvis hvert stykke er gennemblødt i varmt vand i et minut eller to. Brikkerne skal ikke limes sammen. (Jeg fastgjorde de to længere sidestykker til bunden med lidt akrylcement). Når alle tapperne på sidestykkerne sidder i åbningerne på de øverste og nederste plader, holder de fire lange skruer alt sammen.

De korte 3Mx5mm skruer og møtrikker følger med for at fastgøre printkortet til bundpladen af kabinettet. Skruerne er ikke lange nok. Jeg brugte 8 mm skruer til at begynde med, men besluttede så slet ikke at fastgøre printkortet. Det sidder godt i sagen.

Jeg valgte ikke at fjerne beskyttelsespapiret fra kabinettets øverste plade, da det var trykt med etiketter til potentiometre, jumpere og terminalbånd (figur 4).

Figur 4. Samlet sæt

Trin 3: Betjening

Jeg brugte en lille AC/DC -adapter, der leverede 12 VDC/500mA til at drive funktionsgeneratoren. Brug ikke noget højere end femten volt. Mit kit fulgte med frekvensområdet jumper sat til 50 - 500Hz og bølgeform jumper sat til SIN. Den anden position var mærket TAI, men jeg formoder, at dette var et trykfejl og burde have været TRI for trekant.

Sinusbølge

Sæt oscilloskopledningen i SIN/TAI -positionen på klemrækken, og indstil bølgeformens jumper til SIN. Jeg brugte 50-500Hz-området til de fleste af demonstrationerne herunder. Jeg udsender en sinusbølge med P-P amplitude på ~ 5V og frekvens på 100Hz ved hjælp af AMP (R5) og FREQ (R4). Du skal muligvis lege lidt med indstillingerne, indtil du får et spor på oscilloskopet. Juster de to trimpots (R2 og R3) og derefter DUTY -potentiometeret for at optimere sinusbølgens form. R2 ændrer den øverste top og R3 ændrer den nederste top af sinusbølgen. DUTY (R1) justerer venstre og højre bias for bølgeformen. Den første sinusbølge, jeg genererede, er vist i figur 5. Ikke så slemt. Du kan endda beregne rod middelværdi kvadratisk spænding, hvis du er så tilbøjelig.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Det er 1,77 volt for sinusbølgen i figur 5.

Figur 5. Sinebølgeform

Frekvenskontrol (valgfrit)

Den næste ting, jeg gjorde, var at måle de maksimale og mindste værdier, jeg kunne få ved hvert af frekvensområderne.

Resultaterne var:

5 Hz til 50 Hz område: minimum 1 Hz, maksimalt 71 Hz

50Hz til 500Hz område: minimum 42Hz, maksimum 588Hz

500Hz til 20kHz område: minimum 227Hz, maksimum 22.7kHz

20 kHz til 400 kHz område: minimum, 31 kHz, maksimalt 250 kHz

Minimum for området 500Hz til 20kHz og maksimum for området 20 til 400kHz var fra de udskrevne værdier, men det meste andet var i boldbanen.

Triangle Wave

Indstil bølgeformstrømperen til TAI (TRI), og tilslut oscilloskopet til TAI/SIN -positionen på klemrækken. Funktionsgeneratoren producerer flotte trekantbølgeformer med skarpe toppe (figur 6).

Figur 6. Trekantbølgeform

RAMP (savtand) bølge

En omvendt rampebølge kan opnås fra en trekantbølge ved at dreje DUTY -potentiometeret mod uret. Jeg var ikke i stand til at få en normal rampebølge ved at dreje potentiometeret den anden vej. Signalet gik tabt ved at dreje skiven for langt, så forkant af bølgen var aldrig helt vinkelret, og den nedadgående del af rampen viste lidt konkavitet. Ikke en perfekt savtand, men det er hvad det er (figur 7).

Figur 7. Ramp (savtand) bølgeform

Square Wave

Tilslut oscilloskopledningen til midterpositionen på terminalblokken mærket SQU for at udsende en firkantbølge (figur 8). AMP (R5) og OFFSET (R6) potentiometre syntes ikke at have nogen effekt på firkantbølgen. Spændingen af den producerede bølgeform var omkring indgangsspændingen (12 volt). Jeg burde helt have fjernet bølgeformstrøjer for at se, om det forbedrede tingene, men den tanke kom lige nu til mig.

Figur 8. Firkantet bølgeform

Arbejdscyklus

Firkantbølgens arbejdscyklus kan ændres med DUTY -potentiometeret (R1). Drej drejeknappen mod uret for at forkorte og med uret for at forlænge driftscyklussen. Der er et mindre problem med DUTY. Ændring af driftscyklussen ændrer også lidt på frekvensen, så den skal muligvis justeres, efter at cyklussen er ændret.

Driftscyklus = procent af tiden i høj tilstand divideret med kvadratbølgens periode.

Som et eksempel har firkantbølgen i figur 9 en periode på 10 ms og er i høj tilstand i 5 ms (også i lav tilstand i 5 ms).

Så arbejdscyklus = (5msec /10msec) *100 = 50%. Figur 10 og 11 viser driftscyklussen justeret til henholdsvis 60% og 40%.

Figur 9. Arbejdscyklus = 50%

Figur 10. Arbejdscyklus = 60%

Figur 11. Arbejdscyklus = 40%

Trin 4: Det er alt, folkens

Det handler om det for denne Instructable. Hvis du fandt det nyttigt, skal du gå videre og bygge din egen lommefunktionsgenerator. Du kan have det sjovt for 8 eller 9 USD. Enkelt kredsløb afmeldes.

Trin 5: ILC8038 Funktionsgenerator Bill of Materials (BOM)

Modstande

R1 Potentiometer 5kΩ DUTY

R2 Trimpot 100kΩ

R3 Trimpot 100kΩ

R4 Potentiometer 5kΩ FREQ

R5 Potentiometer 50kΩ AMP

R6 Potentiometer 5kΩ OFFSET

R7 Modstand 1kΩ

R8 Modstand 1kΩ

R9 Modstand 10kΩ

R10 Modstand 10kΩ

R11 Modstand 4.7kΩ

R12 Modstand 30kΩ

R13 Modstand 10kΩ

R14 Modstand 4.7kΩ

R15 Modstand 10kΩ

R16 Modstand 10kΩ

Integrerede kredsløb

U1 ICL8038 CCPD Precision Waveform Generator

U2 WS 78L09 Positiv spændingsregulator

U3 18MDSHY TL082CP JFET-input operationsforstærker

U4 7660S CPAZ spændingsomformer

Kondensatorer

C1 Keramik 100nF

C2 Keramik 100nF

C3 Keramik 100pF

C4 Keramik 2.2nF

C5 Keramik 100nF

C6 Keramik 1µF

C7 Keramik 100nF

C8 Keramik 100nF

C9 Keramik 100nF

C10 Elektrolytisk 100µF

C11 elektrolytisk 10µF

C12 elektrolytisk 10µF

Jack, Jumpere og Terminal

JK1 tønde jack

JP1 2 -positions jumperblok TAI (TRI), SIN

JP2 4-positions jumperblok 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 3 -polet klemrække GND, SQU, SIN/TAI (TRI)