Spoznavanje "profesionalnega kompleta za ustvarjanje funkcijskih generatorjev ILC8038": 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Razmišljal sem o nekaterih novih projektih elektronike, ko sem naletel na srčkan komplet generatorja funkcij. Zaračuna se kot "Profesionalni komplet za ustvarjanje sinusnega trikotnika kvadratnega vala za sinusni trikotnik ILC8038" in je na voljo pri več prodajalcih na eBayu za 8 do 9 dolarjev (slika 1).

Slika 1. Generator malih funkcij

Zgrajen je iz čipa generatorja valovne oblike Intersil ILC8038, kar pove že ime. Gre za novejšo iteracijo kompleta za ustvarjanje funkcij, ki je že nekaj časa na voljo na eBayu ali Amazonu. Izgledalo je dovolj zanimivo, da sem ga naročil. Prva številka - komplet pošilja iz Kitajske, zato je bilo običajno nekaj tednov zamude, preden sem ga dobil, vendar je prišel v navedenem časovnem okviru.

Komplet je prispel nepoškodovan in popoln. Vse komponente so bile videti pristne, PCB in akrilno ohišje pa dobro izdelano. Potem sem prišel do navodil - BIG FAIL. Navodila, kakršna so, so bila videti, kot da so prepisana in zmanjšana, da se prilegajo na 5,75 x 8”kos papirja, zaradi česar so bile številne vrstice nerazumljive (poleg tega, da so bile napisane v golobji angleščini). Isti trije odseki (oddelki 3, 4 in 5) so bili natisnjeni na sprednji in zadnji strani lista z navodili, brez oddelka 1 ali 2. To je bilo žal, ker ni bilo ničesar, kar bi pokazalo, katera vrednost komponente se prilega v katere luknje na tiskano vezje.

To navodilo sem napisal za vsakogar s podobnimi ali drugimi težavami ali ki razmišlja o izdelavi tega lepega majhnega kompleta. Navodila po korakih so vključena ne le pri montaži, ampak tudi pri uporabi funkcijskega generatorja ILC8038.

Zaloge

Eden ali več "profesionalnih kompletov za ustvarjanje funkcijskih generatorjev ILC8038"

Osciloskop.

Spajkalnik in običajen izbor majhnih elektronskih orodij (pinceta, izvijači itd.).

1. korak: Kako to sestaviti?

Mnoge komponente lahko intuitivno namestite tako, da pogledate diagrame na tiskanem vezju (slika 2).

Slika 2. Tiskano vezje

Cevni priključek (JK1), 3 -položajni priključni trak (JP3), IC vtičnice, mostični trakovi (JP1 in JP2), IC U1 in U2, trimpoti (R2 in R3) in elektrolitski kondenzatorji lahko z gotovostjo namestite upori, keramični kondenzatorji, vezja U3 in U4 ter potenciometri (eden ima drugačno vrednost kot drugi 3) bodo predstavljali težavo. Če imate ostro oko, boste morda lahko prebrali oznake IC in barvne kode uporov na sliki 1. V resnici potrebujemo boljša navodila ali dobro shemo. Na internetu nisem našel dobrih navodil, vendar sem našel podobo kitajske sheme. Na srečo so elektronski simboli precej univerzalni, vrednosti komponent pa v angleščini (slika 3). IC2 U2 in U4 sta manjkala, vendar sem lahko precej zapolnil vrzeli. Naredil sem kosovnico materialov (BOM), ki komponente komponent PCB ujema z ustreznimi vrednostmi, kar je vse, kar v resnici potrebujete za sestavo kompleta. BOM je vključen na koncu tega navodila.

Poleg sheme in seznama materialov sem dal tudi korak za korakom navodila za montažo in delovanje tega hladilnika majhnih funkcij, zato pojdimo na to.

Slika 3. Shema

2. korak: Montaža kompleta

1. Spajkajte vse inertne komponente (vtičnice IC, vtičnice, mostičke in sponke). Prepričajte se, da je zareza na koncu vsake vtičnice IC poravnana z zarezo na njenem diagramu PCB.

2. Spajkajte upore, trimpote in potenciometre. Pazljivo postavite potenciometer 50 kΩ v položaj R5 (AMP). Drugi potenciometri so vsi 5 kΩ.

3. Spajkajte kondenzatorje. Negativni vod vsakega elektrolita gre skozi luknjo na osenčeni ali izvaljeni strani diagrama PCB.

4. Spajkajte v IC U2 (WS78L09) in ostale 3 IC vtaknite v ustrezne vtičnice, tako da zareze pravilno poravnate.

5. (Izbirni korak) Odstranite odvečni tok kolofonije s spajkalnih mest s 95% etanolom (Everclear) ali 99% izopropanolom, ki mu takoj sledi izpiranje z destilirano vodo. Ploščo pred uporabo popolnoma posušite.

6. to je to. Montaža je končana.

Zdaj pa o akrilnem ohišju.

Zaščitni papir se zlahka odlepi, če se vsak kos minuto ali dve namoči v vroči vodi. Kosov ni treba lepiti skupaj. (Dva daljša stranska dela sem pritrdila na dno z malo akrilnega cementa). Ko so vsi jezički na stranskih delih nameščeni v reže zgornje in spodnje plošče, bodo štirje priloženi dolgi vijaki držali vse skupaj.

Za pritrditev tiskanega vezja na spodnjo ploščo ohišja so na voljo kratki vijaki in matice 3Mx5 mm. Vijaki niso dovolj dolgi. Sprva sem uporabil 8 mm vijake, nato pa sem se odločil, da tiskanega vezja sploh ne bom pritrdil. Tesno se prilega ohišju.

Odločil sem se, da zaščitnega papirja ne odstranim z zgornje plošče ohišja, saj je bil natisnjen z nalepkami za potenciometre, skakalce in priključni trak (slika 4).

Slika 4. Sestavljen komplet

3. korak: Operacija

Za napajanje generatorja funkcij sem uporabil majhen AC/DC adapter, ki je zagotavljal 12 VDC/500mA. Ne uporabljajte ničesar več kot petnajst voltov. V kompletu so bili mostiček frekvenčnega območja nastavljen na 50 - 500Hz in skakalec valovne oblike nastavljen na SIN. Drugi položaj je imel oznako TAI, vendar sumim, da je bil to napačen tisk in bi moral biti trikotnik TRI.

Sinusni val

Priključite kabel osciloskopa v položaj SIN/TAI priključne letve in nastavite mostiček valovne oblike na SIN. Za večino spodnjih demonstracij sem uporabil območje 50-500Hz. S pomočjo AMP (R5) in FREQ (R4) oddajam sinusni val z amplitudo P-P ~ 5V in frekvenco 100Hz. Morda se boste morali malo poigrati z nastavitvami, dokler ne dobite sledi na osciloskopu. Prilagodite dva trimpota (R2 in R3) in nato potenciometer DUTY, da optimizirate obliko sinusnega vala. R2 spremeni zgornji vrh, R3 pa spodnji vrh sinusnega vala. DUTY (R1) prilagodi levo in desno pristranskost valovne oblike. Prvi sinusni val, ki sem ga ustvaril, je prikazan na sliki 5. Ni slabo. Če ste tako nagnjeni, lahko celo izračunate srednjo povprečno kvadratno napetost.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Za sinusni val na sliki 5 je 1,77 voltov.

Slika 5. Oblika sinusnega valovanja

Preverjanje frekvence (neobvezno)

Naslednja stvar, ki sem jo naredil, je bila izmeriti največje in minimalne vrednosti, ki sem jih lahko dosegel v vsakem frekvenčnem območju.

Rezultati so bili:

5 Hz do 50Hz območje: najmanj 1Hz, največ 71Hz

Razpon od 50Hz do 500Hz: najmanj 42Hz, največ 588Hz

Območje 500Hz do 20kHz: najmanj 227Hz, največ 22,7kHz

Razpon od 20 kHz do 400 kHz: najmanj, 31 kHz, največ 250 kHz

Najmanj za območje od 500 Hz do 20 kHz in največ za območje od 20 do 400 kHz je bilo odstopano od natisnjenih vrednosti, večina drugega pa je bila na vzorcu.

Trikotni val

Mostiček valovne oblike nastavite na TAI (TRI) in osciloskop povežite s položajem TAI/SIN priključne letve. Generator funkcij proizvaja lepe trikotne valovne oblike z ostrimi vrhovi (slika 6).

Slika 6. Trikotna valovna oblika

RAMP (Sawtooth) val

Obratni val rampe lahko dobimo iz trikotnega vala z obračanjem potenciometra DUTY v nasprotni smeri urinega kazalca. Z obračanjem potenciometra v drugo smer nisem mogel dobiti normalnega vala. Signal se je izgubil z obračanjem številčnice predaleč, zato prednji rob vala ni bil nikoli čisto pravokoten, padajoči del rampe pa je pokazal rahlo vdolbino. Ni popoln žag, je pa to kar je (slika 7).

Slika 7. Oblika valov rampe (žagovine)

Kvadratni val

Priključite kabel osciloskopa v srednji položaj priključnega bloka z oznako SQU, da dobite kvadratni val (slika 8). Zdelo se je, da potenciometri AMP (R5) in OFFSET (R6) nimajo vpliva na kvadratni val. Napetost oblikovane valovne oblike je bila približno vhodna napetost (12 voltov). Moral bi popolnoma odstraniti skakalec valovne oblike, da vidim, če je to kaj izboljšalo, toda ta misel se mi je pravkar porodila.

Slika 8. Kvadratna valovna oblika

Delovni cikel

Delovni cikel kvadratnega vala lahko spremenite s potenciometrom DUTY (R1). Obrnite gumb v nasprotni smeri urinega kazalca, da ga skrajšate, in v smeri urinega kazalca, da podaljšate obratovalni cikel. Pri DUTY je manjša težava. S spreminjanjem delovnega cikla se nekoliko spremeni tudi frekvenca, zato ga bo morda treba po spremembi delovnega cikla ponovno prilagoditi.

Delovni cikel = odstotek časa v visokem stanju, deljen z obdobjem kvadratnega vala.

Na primer, kvadratni val na sliki 9 ima obdobje 10 ms in je v visokem stanju 5 ms (tudi v nizkem stanju 5 ms).

Torej, obratovalni cikel = (5 ms /10 ms) *100 = 50%. Na slikah 10 in 11 je prikazan delovni cikel, prilagojen na 60% oziroma 40%.

Slika 9. Delovni cikel = 50%

Slika 10. Delovni cikel = 60%

Slika 11. Delovni cikel = 40%

4. korak: To je vse, ljudje

To je približno to za ta Instructable. Če se vam je zdelo koristno, pojdite naprej in zgradite svoj generator žepnih funkcij. Za 8 ali 9 USD se lahko zelo zabavate. Odjava preprostega vezja.

5. korak: ILC8038 Komplet materialov generatorja funkcij (BOM)

Upori

R1 Potenciometer 5kΩ DOLŽNOST

Trimpot R2 100 kΩ

Trimpot R3 100 kΩ

R4 Potenciometer 5kΩ FREQ

R5 Potenciometer 50kΩ AMP

R6 Potenciometer 5kΩ OFFSET

R7 upor 1 kΩ

R8 upor 1 kΩ

R9 upor 10 kΩ

R10 upor 10 kΩ

R11 upor 4,7 kΩ

R12 upor 30 kΩ

R13 upor 10 kΩ

R14 upor 4,7 kΩ

R15 upor 10 kΩ

R16 upor 10 kΩ

Integrirana vezja

U1 ICL8038 CCPD natančni generator valov

U2 WS 78L09 Regulator pozitivne napetosti

U3 18MDSHY TL082CP JFET-vhodni operacijski ojačevalnik

U4 7660S CPAZ napetostni pretvornik

Kondenzatorji

C1 keramika 100nF

C2 keramika 100nF

C3 keramika 100pF

C4 keramika 2.2nF

C5 keramika 100nF

C6 keramika 1µF

C7 keramika 100nF

C8 keramika 100nF

C9 keramika 100nF

C10 Elektrolitski 100µF

C11 Elektrolitski 10µF

C12 Elektrolitski 10µF

Jack, skakalci in terminal

JK1 sodček

JP1 2 -položajni mostični blok TAI (TRI), SIN

JP2 4-položajni mostični blok 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 3 -mestni priključni blok GND, SQU, SIN/TAI (TRI)