Kennenlernen des "Professional ILC8038 Function Generator DIY Kit": 5 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Ich suchte nach einigen neuen Elektronikprojekten, als ich auf ein süßes kleines Funktionsgenerator-Kit stieß. Es wird als „Professional ILC8038 Function Generator Sine Triangle Square Wave DIY Kit“bezeichnet und ist bei einer Reihe von Anbietern bei eBay für 8 bis 9 Dollar erhältlich (Abbildung 1).

Abbildung 1. Der kleine Funktionsgenerator

Es basiert auf dem Intersil ILC8038 Waveform Generator Chip, wie der Name schon sagt. Es ist eine neuere Iteration eines Funktionsgenerator-Kits, das seit einiger Zeit bei eBay oder Amazon erhältlich ist. Es sah interessant genug aus, dass ich eines bestellte. Erste Ausgabe – das Kit wird aus China verschickt, daher gab es die übliche mehrwöchige Verzögerung, bevor ich es bekam, aber es kam im angegebenen Zeitrahmen an.

Der Bausatz ist unversehrt und vollständig angekommen. Die Komponenten sahen alle echt aus und die Platine und das Acrylgehäuse waren gut verarbeitet. Dann kam ich zur Anleitung – BIG FAIL. Die Anweisungen, so wie sie waren, sahen aus, als wären sie kopiert und verkleinert worden, um auf ein 5,75 x 8 Zoll großes Blatt Papier zu passen, was viele der Zeilen unverständlich machte (und die Tatsache, dass sie in Taubenenglisch geschrieben waren). Die gleichen drei Abschnitte (Abschnitte 3, 4 und 5) wurden sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des „Anleitungsblattes“gedruckt, kein Abschnitt 1 oder 2. Dies war bedauerlich, denn es gab nichts zu zeigen, welcher Komponentenwert in welche Löcher passte die Platine.

Ich habe dieses Instructable für jeden mit ähnlichen Problemen oder anderen Problemen geschrieben oder wer erwägt, dieses feine kleine Kit zu bauen. Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung ist nicht nur für die Montage, sondern auch für die Verwendung des Funktionsgenerators ILC8038 enthalten.

Lieferungen

Ein oder mehrere "Professionelle ILC8038 Funktionsgenerator DIY Kits"

Ein Oszilloskop.

Ein Lötkolben und das übliche Sortiment an kleinen Elektronikwerkzeugen (Pinzette, Schraubendreher etc.).

Schritt 1: Wie setzt man es zusammen?

Viele der Bauteile lassen sich intuitiv platzieren, indem man sich die Diagramme auf der Platine ansieht (Abbildung 2).

Abbildung 2. Leiterplatte

Die Hohlbuchse (JK1), die 3-polige Klemmleiste (JP3), die IC-Sockel, die Jumperleisten (JP1 und JP2), die ICs U1 und U2, die Trimpotis (R2 und R3) und die Elektrolytkondensatoren können mit Sicherheit platziert werden, aber die Widerstände, Keramikkondensatoren, ICs U3 und U4 und Potentiometer (einer hat einen anderen Wert als die anderen 3) werden ein Problem darstellen. Wenn Sie ein scharfes Auge haben, können Sie vielleicht die Bezeichnungen der ICs und die Farbcodes der Widerstände in Abbildung 1 lesen. Was wir wirklich brauchen, ist eine bessere Anleitung oder ein guter Schaltplan. Ich konnte im Internet keine gute Anleitung finden, aber ich habe ein Bild eines chinesischen Schaltplans gefunden. Glücklicherweise sind elektronische Symbole ziemlich universell und die Komponentenwerte waren in Englisch (Abbildung 3). Die ICs U2 und U4 fehlten, aber ich konnte die Lücken ziemlich gut füllen. Ich habe eine Stückliste (BOM) erstellt, in der die PCB-Komponenten mit ihren entsprechenden Werten übereinstimmen, was alles ist, was Sie wirklich brauchen, um den Bausatz zusammenzubauen. Die Stückliste ist am Ende dieses Instructable enthalten.

Neben dem Schaltplan und der Materialliste habe ich auch eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Zusammenbau und zur Bedienung dieses coolen kleinen Funktionsgenerators bereitgestellt, also kommen wir dazu.

Abbildung 3. Schema

Schritt 2: Kit-Montage

1. Löten Sie alle inerten Komponenten (IC-Sockel, Buchsen, Jumper und Klemmen) ein. Stellen Sie sicher, dass die Kerbe am Ende jedes IC-Sockels mit der Kerbe im PCB-Diagramm übereinstimmt.

2. Löten Sie die Widerstände, Trimpotis und Potentiometer. Achten Sie darauf, das 50kΩ-Potentiometer in die Position R5 (AMP) zu bringen. Die anderen Potentiometer sind alle 5kΩ.

3. Löten Sie die Kondensatoren. Der Minuspol jedes Elektrolyts geht durch das Loch in der schattierten oder schraffierten Seite seines PCB-Diagramms.

4. Löten Sie IC U2 (WS78L09) ein und rasten Sie die anderen 3 ICs in die entsprechenden Sockel ein, wobei Sie die Kerben richtig ausrichten.

5. (Optionaler Schritt) Entfernen Sie überschüssiges Kolophoniumflussmittel von den Lötstellen mit 95 % Ethanol (Everclear) oder 99 % Isopropanol, gefolgt von einer sofortigen Spülung mit destilliertem Wasser. Achten Sie darauf, das Board vor dem Gebrauch VOLLSTÄNDIG zu trocknen.

6. Das ist es. Die Montage ist abgeschlossen.

Nun zum Acrylgehäuse.

Das Schutzpapier lässt sich leicht abziehen, wenn jedes Stück ein oder zwei Minuten in heißem Wasser eingeweicht wird. Die Teile müssen nicht zusammengeklebt werden. (Ich habe die beiden längeren Seitenteile mit etwas Acrylzement an der Unterseite befestigt). Sobald alle Laschen an den Seitenteilen in den Schlitzen der oberen und unteren Platte sitzen, halten die vier mitgelieferten langen Schrauben alles zusammen.

Die kurzen 3Mx5mm Schrauben und Muttern werden mitgeliefert, um die Platine an der Bodenplatte des Gehäuses zu befestigen. Die Schrauben sind nicht lang genug. Ich habe anfangs 8-mm-Schrauben verwendet, mich dann aber entschieden, die Platine überhaupt nicht anzubringen. Es passt gut in das Etui.

Ich habe mich entschieden, das Schutzpapier von der oberen Platte des Gehäuses nicht zu entfernen, da es mit Etiketten für die Potentiometer, Jumper und Klemmleiste bedruckt war (Abbildung 4).

Abbildung 4. Zusammengebauter Bausatz

Schritt 3: Betrieb

Ich habe einen kleinen AC/DC-Adapter verwendet, der 12 VDC/500 mA lieferte, um den Funktionsgenerator mit Strom zu versorgen. Verwenden Sie nichts höher als fünfzehn Volt. Mein Kit wurde mit einem Frequenzbereichs-Jumper auf 50 - 500 Hz und einem Wellenform-Jumper auf SIN geliefert. Die andere Position war mit TAI gekennzeichnet, aber ich vermute, dass dies ein Druckfehler war und TRI für Dreieck hätte sein sollen.

Sinus

Stecken Sie das Oszilloskopkabel in die SIN/TAI-Position der Klemmleiste und stellen Sie den Wellenform-Jumper auf SIN. Ich habe den 50-500Hz-Bereich für die meisten der folgenden Demonstrationen verwendet. Ich gebe eine Sinuswelle mit einer P-P-Amplitude von ~ 5 V und einer Frequenz von 100 Hz mit AMP (R5) und FREQ (R4) aus. Eventuell müssen Sie mit den Einstellungen etwas herumspielen, bis Sie eine Spur auf dem Oszilloskop bekommen. Stellen Sie die beiden Trimpotis (R2 und R3) und dann das DUTY-Potentiometer ein, um die Form der Sinuswelle zu optimieren. R2 modifiziert den oberen Peak und R3 modifiziert den unteren Peak der Sinuswelle. DUTY (R1) stellt die linke und rechte Vorspannung der Wellenform ein. Die erste von mir erzeugte Sinuswelle ist in Abbildung 5 dargestellt. Nicht schlecht. Sie können sogar die quadratische Mittelwertspannung berechnen, wenn Sie dazu geneigt sind.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Für die Sinuswelle in Abbildung 5 sind es 1,77 Volt.

Abbildung 5. Sinuswellenform

Frequenzprüfung (optional)

Als nächstes habe ich die maximalen und minimalen Werte gemessen, die ich in jedem der Frequenzbereiche erreichen konnte.

Die Ergebnisse waren:

5 Hz bis 50 Hz Bereich: minimal 1 Hz, maximal 71 Hz

50Hz bis 500Hz Bereich: minimal 42Hz, maximal 588Hz

500Hz bis 20kHz Bereich: minimal 227Hz, maximal 22,7kHz

20kHz bis 400kHz Bereich: Minimum, 31kHz, Maximum 250kHz

Das Minimum für den Bereich von 500 Hz bis 20 kHz und das Maximum für den Bereich von 20 bis 400 kHz lagen außerhalb der gedruckten Werte, aber fast alles andere war im Rahmen.

Dreieckwelle

Stellen Sie den Wellenform-Jumper auf TAI (TRI) und schließen Sie das Oszilloskop an die TAI/SIN-Position der Klemmleiste an. Der Funktionsgenerator erzeugt gut aussehende Dreieckswellenformen mit scharfen Spitzen (Abbildung 6).

Abbildung 6. Dreieckswellenform

RAMP (Sägezahn) Welle

Eine umgekehrte Rampenwelle kann aus einer Dreieckswelle erhalten werden, indem das DUTY-Potentiometer gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Ich war nicht in der Lage, eine normale Rampenwelle zu erhalten, indem ich das Potentiometer in die andere Richtung drehte. Das Signal ging durch zu weites Drehen des Zifferblatts verloren, so dass die Vorderkante der Welle nie ganz senkrecht war und der absteigende Teil der Rampe eine kleine Konkavität aufwies. Kein perfekter Sägezahn, aber er ist, was er ist (Abbildung 7).

Abbildung 7. Rampen-(Sägezahn-)Wellenform

Rechteckschwingung

Schließen Sie das Oszilloskopkabel an die mittlere Position des mit SQU gekennzeichneten Klemmenblocks an, um eine Rechteckwelle auszugeben (Abbildung 8). Die Potentiometer AMP (R5) und OFFSET (R6) schienen keinen Einfluss auf die Rechteckwelle zu haben. Die Spannung der erzeugten Wellenform betrug etwa die Eingangsspannung (12 Volt). Ich hätte den Wellenform-Jumper ganz entfernen sollen, um zu sehen, ob das die Dinge verbessert, aber dieser Gedanke kam mir gerade.

Abbildung 8. Rechteckwellenform

Auslastungsgrad

Das Tastverhältnis der Rechteckwelle kann mit dem DUTY-Potentiometer (R1) geändert werden. Drehen Sie den Drehknopf gegen den Uhrzeigersinn, um das Tastverhältnis zu verkürzen und im Uhrzeigersinn, um das Tastverhältnis zu verlängern. Es gibt ein kleines Problem mit DUTY. Durch eine Änderung des Tastverhältnisses ändert sich auch die Frequenz geringfügig, sodass sie möglicherweise nach einer Änderung des Tastverhältnisses neu eingestellt werden muss.

Duty Cycle = Prozent der Zeit im High-Zustand geteilt durch die Periode der Rechteckwelle.

Als Beispiel hat die Rechteckwelle in Abbildung 9 eine Periode von 10 ms und ist für 5 ms im hohen Zustand (auch im niedrigen Zustand für 5 ms).

Tastverhältnis = (5 ms /10 ms) * 100 = 50%. Die Abbildungen 10 und 11 zeigen das auf 60 % bzw. 40 % eingestellte Tastverhältnis.

Abbildung 9. Arbeitszyklus = 50 %

Abbildung 10. Arbeitszyklus = 60 %

Abbildung 11. Arbeitszyklus = 40%

Schritt 4: Das ist alles, Leute

Das ist es für dieses Instructable. Wenn Sie es nützlich fanden, bauen Sie Ihren eigenen Taschenfunktionsgenerator. Für 8 oder 9 USD können Sie viel Spaß haben. Abmeldung von Simple Circuit.

Schritt 5: ILC8038 Funktionsgenerator Stückliste (BOM)

Widerstände

R1 Potentiometer 5kΩ DUTY

R2 Trimpot 100kΩ

R3 Trimpot 100kΩ

R4 Potentiometer 5kΩ FREQ

R5 Potentiometer 50kΩ AMP

R6 Potentiometer 5kΩ OFFSET

R7 Widerstand 1kΩ

R8-Widerstand 1kΩ

R9-Widerstand 10kΩ

R10 Widerstand 10kΩ

R11-Widerstand 4,7 kΩ

R12 Widerstand 30kΩ

R13 Widerstand 10kΩ

R14-Widerstand 4,7 kΩ

R15 Widerstand 10kΩ

R16 Widerstand 10kΩ

Integrierte Schaltkreise

U1 ICL8038 CCPD Präzisions-Wellenformgenerator

U2 WS 78L09 Positiver Spannungsregler

U3 18MDSHY TL082CP JFET-Eingangs-Operationsverstärker

U4 7660S CPAZ Spannungswandler

Kondensatoren

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 Elektrolyt 100µF

C11 Elektrolyt 10µF

C12 Elektrolyt 10µF

Buchse, Jumper und Terminal

JK1 Laufbuchse

JP1 Jumperblock mit 2 Positionen TAI (TRI), SIN

JP2 Jumperblock mit 4 Positionen 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 3-poliger Klemmenblock GND, SQU, SIN/TAI (TRI)