Γνωριμία με το "Professional ILC8038 Function Generator DIY Kit": 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Μουν έτοιμος για μερικά νέα έργα ηλεκτρονικής, όταν συνάντησα ένα χαριτωμένο κιτ γεννήτριας λειτουργιών. Τιμολογείται ως "Professional ILC8038 Function Generator Sine Triangle Square Wave DIY Kit" και είναι διαθέσιμο από έναν αριθμό προμηθευτών στο eBay για 8 έως 9 δολάρια (εικόνα 1).

Εικόνα 1. Η μικρή γεννήτρια συναρτήσεων

Είναι χτισμένο γύρω από το τσιπ γεννήτριας κυματομορφής Intersil ILC8038 όπως υποδηλώνει το όνομα. Είναι μια νεότερη επανάληψη ενός κιτ δημιουργίας λειτουργιών που είναι διαθέσιμο από το eBay ή το Amazon για λίγο. Φαινόταν αρκετά ενδιαφέρον που παρήγγειλα ένα. Πρώτο θέμα - το κιτ αποστέλλεται από την Κίνα, οπότε υπήρχε η συνήθης καθυστέρηση αρκετών εβδομάδων πριν το παραλάβω, αλλά έφτασε στο χρονικό πλαίσιο που υποδεικνύεται.

Το κιτ έφτασε άθικτο και πλήρες. Όλα τα εξαρτήματα φαίνονταν γνήσια και η θήκη PCB και ακρυλικού ήταν καλά κατασκευασμένη. Μετά έφτασα στις οδηγίες - ΜΕΓΑΛΟ ΑΠΟΤΥΧΙΑ. Οι οδηγίες, όπως ήταν, έμοιαζαν να αντιγράφονται και να μειώνονται ώστε να χωράνε σε χαρτί 5,75 x 8 ", γεγονός που έκανε πολλές από τις γραμμές ακατανόητες (συν το γεγονός ότι γράφτηκαν στα αγγλικά περιστεριών). Οι ίδιες τρεις ενότητες (ενότητες 3, 4 και 5) εκτυπώθηκαν τόσο στο μπροστινό όσο και στο πίσω μέρος του φύλλου "οδηγίες", χωρίς τμήμα 1 ή 2. Αυτό ήταν ατυχές, επειδή δεν υπήρχε τίποτα που να δείχνει ποια τιμή εξαρτήματος ταιριάζει σε ποιες οπές το PCB.

Έχω γράψει αυτό το Instructable για οποιονδήποτε έχει παρόμοια θέματα ή άλλα προβλήματα ή που σκέφτεται να κατασκευάσει αυτό το υπέροχο μικρό κιτ. Οι οδηγίες βήμα προς βήμα περιλαμβάνονται όχι μόνο για τη συναρμολόγηση, αλλά και για τη χρήση της γεννήτριας συνάρτησης ILC8038.

Προμήθειες

Ένα ή περισσότερα "Professional ILC8038 Function Generator DIY Kits"

Ένα παλμογράφο.

Ένα συγκολλητικό σίδερο και η συνηθισμένη ποικιλία μικρών ηλεκτρονικών εργαλείων (τσιμπιδάκια, κατσαβίδια κ.λπ.).

Βήμα 1: Πώς να το συνδυάσετε;

Πολλά από τα εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν διαισθητικά κοιτάζοντας τα διαγράμματα στο PCB (εικόνα 2).

Εικόνα 2. Πίνακας τυπωμένου κυκλώματος

Ο γρύλος βαρελιού (JK1), η τερματική λωρίδα 3 θέσεων (JP3), οι υποδοχές IC, οι λωρίδες βραχυκυκλωτήρων (JP1 και JP2), τα ICs U1 και U2, τα trimpots (R2 και R3) και οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές μπορούν να τοποθετηθούν με βεβαιότητα, αλλά αντιστάσεις, κεραμικοί πυκνωτές, ICs U3 και U4 και ποτενσιόμετρα (το ένα έχει διαφορετική τιμή από τα άλλα 3) πρόκειται να παρουσιάσουν πρόβλημα. Εάν έχετε κοφτερό μάτι, μπορεί να μπορείτε να διαβάσετε τους χαρακτηρισμούς των IC και τους χρωματικούς κωδικούς των αντιστάσεων στο σχήμα 1. Αυτό που πραγματικά χρειαζόμαστε είναι καλύτερες οδηγίες ή ένα καλό σχηματικό σχήμα. Δεν μπόρεσα να βρω καλές οδηγίες στο διαδίκτυο, αλλά βρήκα μια εικόνα ενός κινέζικου σχηματικού σχήματος. Ευτυχώς, τα ηλεκτρονικά σύμβολα είναι σχεδόν καθολικά και οι τιμές των συστατικών ήταν στα αγγλικά (εικόνα 3). Τα ICs U2 και U4 έλειπαν, αλλά θα μπορούσα λίγο πολύ να καλύψω τα κενά. Έφτιαξα έναν λογαριασμό υλικών (BOM), που ταιριάζει με τα εξαρτήματα PCB με τις κατάλληλες τιμές τους, αυτό είναι το μόνο που χρειάζεστε πραγματικά για τη συναρμολόγηση του κιτ. Το BOM περιλαμβάνεται στο τέλος αυτού του Οδηγού.

Εκτός από το σχηματικό και τον κατάλογο των υλικών, έχω παράσχει επίσης βήμα προς βήμα οδηγίες σχετικά με τη συναρμολόγηση και τη λειτουργία αυτής της δροσερής γεννήτριας μικρών λειτουργιών, οπότε πάμε σε αυτό.

Εικόνα 3. Σχηματική

Βήμα 2: Συναρμολόγηση κιτ

1. Συγκολλήστε σε όλα τα αδρανή εξαρτήματα (πρίζες IC, βύσματα, βραχυκυκλωτήρες και ακροδέκτες). Βεβαιωθείτε ότι η εγκοπή στο τέλος κάθε υποδοχής IC ευθυγραμμίζεται με την εγκοπή στο διάγραμμα PCB.

2. Συγκολλήστε τις αντιστάσεις, τα τρίποτ και τα ποτενσιόμετρα. Προσέξτε να πάρετε το ποτενσιόμετρο 50kΩ στη θέση R5 (AMP). Τα άλλα ποτενσιόμετρα είναι όλα 5kΩ.

3. Συγκολλήστε τους πυκνωτές. Το αρνητικό καλώδιο κάθε ηλεκτρολυτικού περνά μέσα από την οπή στη σκιασμένη ή εκκολαφθείσα πλευρά του διαγράμματος PCB του.

4. Συγκολλήστε στο IC U2 (WS78L09) και ασφαλίστε τα άλλα 3 IC στις κατάλληλες υποδοχές τους, ευθυγραμμίζοντας σωστά τις εγκοπές.

5. (Προαιρετικό βήμα) Αφαιρέστε τυχόν περίσσεια ροής κολοφώνου από τα σημεία συγκόλλησης με 95% αιθανόλη (Everclear) ή 99% ισοπροπανόλη ακολουθούμενη αμέσως από ξέπλυμα με απεσταγμένο νερό. Βεβαιωθείτε ότι έχετε στεγνώσει εντελώς τον πίνακα πριν από τη χρήση.

6. Αυτό είναι. Η συναρμολόγηση ολοκληρώθηκε.

Τώρα για την ακρυλική θήκη.

Το προστατευτικό χαρτί ξεφλουδίζει εύκολα εάν κάθε κομμάτι εμποτιστεί σε ζεστό νερό για ένα ή δύο λεπτά. Τα κομμάτια δεν χρειάζεται να κολληθούν μεταξύ τους. (Έχω συνδέσει τα δύο μακρύτερα πλαϊνά κομμάτια στο κάτω μέρος με λίγο ακρυλικό τσιμέντο). Μόλις όλες οι γλωττίδες στα πλευρικά κομμάτια καθιστούν στις σχισμές της επάνω και της κάτω πλάκας, οι τέσσερις μακριές βίδες που παρέχονται θα συγκρατήσουν τα πάντα μαζί.

Οι κοντές βίδες και παξιμάδια 3Mx5mm παρέχονται για να στερεώσουν το PCB στην κάτω πλάκα της θήκης. Οι βίδες δεν είναι αρκετά μακριές. Χρησιμοποίησα βίδες 8mm αρχικά, αλλά μετά αποφάσισα να μην συνδέσω καθόλου το PCB. Ταιριάζει άνετα στη θήκη.

Επέλεξα να μην αφαιρέσω το προστατευτικό χαρτί από την επάνω πλάκα της θήκης, καθώς ήταν τυπωμένο με ετικέτες για τα ποτενσιόμετρα, τους βραχυκυκλωτήρες και την τερματική ταινία (εικόνα 4).

Εικόνα 4. Συναρμολογημένο κιτ

Βήμα 3: Λειτουργία

Χρησιμοποίησα έναν μικρό προσαρμογέα AC/DC που παρείχε 12 VDC/500mA για να τροφοδοτήσει τη γεννήτρια λειτουργίας. Μην χρησιμοποιείτε τίποτα υψηλότερο από δεκαπέντε βολτ. Το κιτ μου συνοδεύεται από τον βραχυκυκλωτήρα εύρους συχνοτήτων σε 50 - 500Hz και τον βραχυκυκλωτήρα κυματομορφής σε SIN. Η άλλη θέση είχε την ένδειξη TAI, αλλά υποψιάζομαι ότι ήταν λάθος εκτύπωση και θα έπρεπε να ήταν TRI για τρίγωνο.

Ημιτονοειδές κύμα

Συνδέστε το καλώδιο παλμογράφου στη θέση SIN/TAI της τερματικής ταινίας και ρυθμίστε τον βραχυκυκλωτήρα κυματομορφής στο SIN. Χρησιμοποίησα το εύρος 50-500Hz για τις περισσότερες από τις παρακάτω επιδείξεις. Εκπέμπω ημιτονοειδές κύμα με πλάτος P-P ~ 5V και συχνότητα 100Hz χρησιμοποιώντας AMP (R5) και FREQ (R4). Mayσως χρειαστεί να παίξετε λίγο με τις ρυθμίσεις μέχρι να βρείτε ένα ίχνος στον παλμογράφο. Ρυθμίστε τα δύο τρίποτ (R2 και R3) και στη συνέχεια το ποτενσιόμετρο DUTY για να βελτιστοποιήσετε το σχήμα του ημιτονοειδούς κύματος. Το R2 τροποποιεί την κορυφή κορυφής και το R3 τροποποιεί την κάτω κορυφή του ημιτονοειδούς κύματος. Το DUTY (R1) προσαρμόζει την αριστερή και τη δεξιά προκατάληψη της κυματομορφής. Το πρώτο ημιτονοειδές κύμα που δημιούργησα φαίνεται στο σχήμα 5. Δεν είναι πολύ κακό. Μπορείτε ακόμη να υπολογίσετε τη μέση τετραγωνική τάση ρίζας εάν είστε τόσο κεκλιμένοι.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Είναι 1,77 βολτ για το ημιτονοειδές κύμα στο σχήμα 5.

Εικόνα 5. Ημιτονοειδής κυματομορφή

Έλεγχος συχνότητας (προαιρετικό)

Το επόμενο πράγμα που έκανα ήταν να μετρήσω τις μέγιστες και ελάχιστες τιμές που μπορούσα να λάβω σε κάθε ένα από τα εύρη συχνοτήτων.

Τα αποτελέσματα ήταν:

Εύρος 5 Hz έως 50Hz: ελάχιστο 1Hz, μέγιστο 71Hz

Εύρος 50Hz έως 500Hz: ελάχιστο 42Hz, μέγιστο 588Hz

Εύρος 500Hz έως 20kHz: ελάχιστο 227Hz, μέγιστο 22,7kHz

Εύρος 20kHz έως 400kHz: ελάχιστο, 31kHz, μέγιστο 250kHz

Το ελάχιστο για το εύρος 500Hz έως 20kHz και το μέγιστο για το εύρος 20 έως 400kHz ήταν εκτός των τυπωμένων τιμών, αλλά τα περισσότερα όλα τα άλλα ήταν στο χώρο στάθμευσης.

Κύμα τριγώνου

Ρυθμίστε τον βραχυκυκλωτήρα κυματομορφής σε TAI (TRI) και συνδέστε τον παλμογράφο στη θέση TAI/SIN της λωρίδας τερματικού. Η γεννήτρια συναρτήσεων παράγει κυματομορφές τριγώνων καλής εμφάνισης με αιχμηρές κορυφές (εικόνα 6).

Εικόνα 6. Τριγωνική κυματομορφή

Κύμα RAMP (Sawtooth)

Ένα αντίστροφο κύμα ράμπας μπορεί να ληφθεί από ένα τρίγωνο κύμα στρέφοντας το ποτενσιόμετρο DUTY αριστερόστροφα. Δεν μπόρεσα να πάρω ένα κανονικό κύμα ράμπας γυρίζοντας το ποτενσιόμετρο από την άλλη πλευρά. Το σήμα χάθηκε περιστρέφοντας τον επιλογέα πάρα πολύ, οπότε η άκρη του κύματος δεν ήταν ποτέ κάθετη και το κατηφορικό τμήμα της ράμπας έδειξε μια μικρή κοίλη. Δεν είναι τέλειο πριονίδι, αλλά είναι αυτό που είναι (εικόνα 7).

Εικόνα 7. Κυματοειδής ράμπα (Sawtooth)

Τετράγωνο Κύμα

Συνδέστε το καλώδιο παλμογράφου στη μεσαία θέση του μπλοκ ακροδεκτών με την ένδειξη SQU για έξοδο τετραγωνικού κύματος (εικόνα 8). Τα ποτενσιόμετρα AMP (R5) και OFFSET (R6) δεν φαίνεται να έχουν καμία επίδραση στο τετραγωνικό κύμα. Η τάση της κυματομορφής που παράγεται ήταν περίπου η τάση εισόδου (12 βολτ). Έπρεπε να είχα αφαιρέσει εντελώς το βραχυκυκλωτήρα για να δω αν αυτό βελτίωσε τα πράγματα, αλλά αυτή η σκέψη μόλις τώρα μου ήρθε.

Εικόνα 8. Τετράγωνη κυματομορφή

Κύκλος καθηκόντων

Ο κύκλος λειτουργίας του τετραγωνικού κύματος μπορεί να αλλάξει με το ποτενσιόμετρο DUTY (R1), να περιστρέψει τον επιλογέα αριστερόστροφα για να συντομευθεί και δεξιόστροφα για να επιμηκυνθεί ο κύκλος λειτουργίας. Υπάρχει ένα μικρό πρόβλημα με το DUTY. Η αλλαγή του κύκλου λειτουργίας αλλάζει επίσης ελαφρώς τη συχνότητα, οπότε μπορεί να χρειαστεί να αναπροσαρμοστεί μετά την αλλαγή του κύκλου εργασίας.

Κύκλος Καθήκοντος = ποσοστό του χρόνου στην υψηλή κατάσταση διαιρούμενο με την περίοδο του τετραγωνικού κύματος.

Για παράδειγμα, το τετραγωνικό κύμα στο σχήμα 9 έχει περίοδο 10msec και βρίσκεται σε υψηλή κατάσταση για 5msec (επίσης σε χαμηλή κατάσταση για 5msec).

Άρα, κύκλος λειτουργίας = (5msec /10msec) *100 = 50%. Τα σχήματα 10 και 11 δείχνουν τον κύκλο λειτουργίας προσαρμοσμένο στο 60% και 40%, αντίστοιχα.

Εικόνα 9. Κύκλος λειτουργίας = 50%

Εικόνα 10. Κύκλος λειτουργίας = 60%

Εικόνα 11. Κύκλος λειτουργίας = 40%

Βήμα 4: Αυτό είναι όλο, λαοί

Αυτά για αυτό το Instructable. Εάν το βρήκατε χρήσιμο, προχωρήστε και δημιουργήστε τη δική σας γεννήτρια λειτουργιών τσέπης. Μπορείτε να διασκεδάσετε πολύ με 8 ή 9 USD. Απλή αποσύνδεση κυκλώματος.

Βήμα 5: Δείκτης υλικών γεννήτριας λειτουργιών ILC8038 (BOM)

Αντιστάσεις

R1 Ποτενσιόμετρο 5kΩ DUTY

R2 Trimpot 100kΩ

R3 Trimpot 100kΩ

R4 Ποτενσιόμετρο 5KΩ FREQ

R5 Ποτενσιόμετρο 50kΩ AMP

R6 Ποτενσιόμετρο 5kΩ OFFSET

R7 Αντίσταση 1kΩ

Αντίσταση R8 1kΩ

R9 Αντίσταση 10kΩ

Αντίσταση R10 10kΩ

Αντίσταση R11 4,7kΩ

R12 Αντίσταση 30kΩ

R13 Αντίσταση 10kΩ

Αντίσταση R14 4,7kΩ

R15 Αντίσταση 10kΩ

Αντίσταση R16 10kΩ

Ολοκληρωμένα κυκλώματα

U1 ICL8038 CCPD Precision Waveform Generator

U2 WS 78L09 Ρυθμιστής θετικής τάσης

U3 18MDSHY TL082CP JFET-Λειτουργικός ενισχυτής εισόδου

Μετατροπέας τάσης U4 7660S CPAZ

Πυκνωτές

C1 Κεραμικό 100nF

C2 Κεραμικό 100nF

C3 Κεραμικό 100pF

C4 Κεραμικό 2.2nF

C5 Κεραμικό 100nF

C6 Κεραμικό 1 μF

C7 Κεραμικό 100nF

C8 Κεραμικό 100nF

C9 Κεραμικό 100nF

C10 Ηλεκτρολυτικό 100μF

C11 Ηλεκτρολυτικό 10μF

C12 Ηλεκτρολυτικό 10μF

Τζακ, άλτες και τερματικό

JK1 Barrel Jack

JP1 μπλοκ βραχυκυκλωτήρα 2 θέσεων TAI (TRI), SIN

JP2 4 θέση μπλοκ βραχυκυκλωτήρα 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 τερματικό μπλοκ 3 θέσεων GND, SQU, SIN/TAI (TRI)