Conhecendo o "Kit DIY Gerador de Função Profissional ILC8038": 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Eu estava procurando por novos projetos eletrônicos quando me deparei com um kit gerador de funções bonitinho. É anunciado como o "Kit de DIY Profissional ILC8038 Gerador de Função Seno Triângulo Quadrado" e está disponível em vários fornecedores no eBay por 8 a 9 dólares (figura 1).

Figura 1. O pequeno gerador de função

É construído em torno do chip gerador de forma de onda Intersil ILC8038, como o nome indica. É uma iteração mais recente de um kit gerador de função que está disponível no eBay ou Amazon há algum tempo. Pareceu interessante o suficiente para que eu pedisse um. Primeira edição - o kit é enviado da China, então houve o atraso normal de várias semanas antes de eu recebê-lo, mas ele chegou no prazo indicado.

O kit chegou intacto e completo. Todos os componentes pareciam genuínos e o PCB e a caixa de acrílico eram bem feitos. Então eu fui para as instruções - GRANDE FALHA. As instruções, como estavam, pareciam ter sido copiadas e reduzidas para caber em um pedaço de papel de 5,75 x 8”, o que tornava muitas das linhas ininteligíveis (além do fato de terem sido escritas em inglês de pombo). As mesmas três seções (seções 3, 4 e 5) foram impressas na frente e no verso da folha de "instruções", nenhuma Seção 1 ou 2. Isso foi lamentável, porque não havia nada para mostrar qual valor de componente se encaixava em quais orifícios em o PCB.

Eu escrevi este Instructable para qualquer pessoa com problemas semelhantes ou outros problemas, ou quem está pensando em construir este pequeno kit fino. Instruções passo a passo estão incluídas não apenas para a montagem, mas também para o uso do gerador de funções ILC8038.

Suprimentos

Um ou mais "kits DIY de gerador de função profissional ILC8038"

Um osciloscópio.

Um ferro de soldar e o sortimento usual de pequenas ferramentas eletrônicas (pinças, chaves de fenda, etc.).

Etapa 1: como colocá-lo junto?

Muitos dos componentes podem ser colocados intuitivamente olhando os diagramas no PCB (figura 2).

Figura 2. Placa de circuito impresso

O jack barril (JK1), tira terminal de 3 posições (JP3), soquetes IC, tiras de jumper (JP1 e JP2), ICs U1 e U2, trimpots (R2 e R3) e os capacitores eletrolíticos podem ser colocados com certeza, mas o resistores, capacitores de cerâmica, ICs U3 e U4 e potenciômetros (um tem um valor diferente do outro 3) vão apresentar um problema. Se você tiver olhos afiados, poderá ler as designações dos ICs e os códigos de cores dos resistores na Figura 1. O que realmente precisamos é de instruções melhores ou de um bom esquema. Não consegui encontrar boas instruções na Internet, mas encontrei a imagem de um esquema chinês. Felizmente, os símbolos eletrônicos são praticamente universais e os valores dos componentes estavam em inglês (figura 3). Os ICs U2 e U4 estavam faltando, mas eu poderia muito bem preencher as lacunas. Fiz uma lista de materiais (BOM), combinando os componentes da placa de circuito impresso com seus valores apropriados, que é tudo o que você realmente precisa para montar o kit. O BOM está incluído no final deste Instructable.

Além do esquema e da lista de materiais, também forneci instruções passo a passo sobre a montagem e operação deste pequeno gerador de funções legal, então vamos ao que interessa.

Figura 3. Esquemático

Etapa 2: Montagem do kit

1. Solda em todos os componentes inertes (soquetes IC, jacks, jumpers e terminais). Certifique-se de que o entalhe na extremidade de cada soquete IC esteja alinhado com o entalhe em seu diagrama de PCB.

2. Solde os resistores, trimpots e potenciômetros. Tenha o cuidado de colocar o potenciômetro de 50kΩ na posição R5 (AMP). Os outros potenciômetros são todos de 5kΩ.

3. Solde os capacitores. O terminal negativo de cada eletrolítico passa pelo orifício no lado sombreado ou hachurado de seu diagrama de PCB.

4. Solde em IC U2 (WS78L09) e encaixe os outros 3 ICs em seus soquetes apropriados, alinhando os entalhes corretamente.

5. (Etapa opcional) Remova qualquer excesso de fluxo de colofônia dos pontos de solda com etanol 95% (Everclear) ou isopropanol 99% seguido imediatamente por um enxágue com água destilada. Certifique-se de secar a placa COMPLETAMENTE antes de usar.

6. É isso. A montagem está concluída.

Agora, para a caixa de acrílico.

O papel protetor se solta facilmente se cada pedaço for mergulhado em água quente por um ou dois minutos. As peças não precisam ser coladas. (Eu coloquei as duas peças laterais mais longas no fundo com um pouco de cimento acrílico). Depois que todas as guias nas peças laterais estiverem encaixadas nas ranhuras das placas superior e inferior, os quatro parafusos longos fornecidos manterão tudo unido.

Os parafusos e porcas curtos de 3Mx5mm são fornecidos para prender o PCB à placa inferior do gabinete. Os parafusos não são longos o suficiente. Usei parafusos de 8 mm inicialmente, mas depois decidi não conectar a placa de circuito impresso. Ele se encaixa perfeitamente no caso.

Optei por não remover o papel protetor da placa superior da caixa, pois estava impresso com as etiquetas dos potenciômetros, jumpers e régua de terminais (figura 4).

Figura 4. Kit montado

Etapa 3: Operação

Usei um pequeno adaptador AC / DC que fornecia 12 VDC / 500mA para alimentar o gerador de funções. Não use nada mais alto do que quinze volts. Meu kit veio com o jumper de faixa de frequência configurado para 50 - 500 Hz e o jumper de forma de onda configurado para SIN. A outra posição estava marcada como TAI, mas suspeito que foi um erro de impressão e deveria ser TRI para triângulo.

Onda Senoidal

Conecte o fio do osciloscópio na posição SIN / TAI da barra de terminais e defina o jumper da forma de onda para SIN. Usei a faixa de 50-500 Hz para a maioria das demonstrações abaixo. Eu produzo uma onda senoidal com amplitude P-P de ~ 5 V e frequência de 100 Hz usando AMP (R5) e FREQ (R4). Você pode ter que brincar um pouco com as configurações até obter um traçado no osciloscópio. Ajuste os dois trimpots (R2 e R3) e então o potenciômetro DUTY para otimizar a forma da onda senoidal. R2 modifica o pico superior e R3 modifica o pico inferior da onda senoidal. DUTY (R1) ajusta a polarização esquerda e direita da forma de onda. A primeira onda senoidal que gerei é mostrada na figura 5. Nada mal. Você pode até calcular a voltagem quadrada média se estiver inclinado.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). É 1,77 volts para a onda senoidal na figura 5.

Figura 5. Forma de onda senoidal

Verificação de frequência (opcional)

A próxima coisa que fiz foi medir os valores máximo e mínimo que eu poderia obter em cada uma das faixas de frequência.

Os resultados foram:

Faixa de 5 Hz a 50 Hz: mínimo 1 Hz, máximo 71 Hz

Faixa de 50 Hz a 500 Hz: mínimo 42 Hz, máximo 588 Hz

Faixa de 500 Hz a 20 kHz: mínimo 227 Hz, máximo 22,7 kHz

Faixa de 20kHz a 400kHz: mínimo, 31kHz, máximo de 250kHz

O mínimo para a faixa de 500 Hz a 20 kHz e o máximo para a faixa de 20 a 400 kHz estavam fora dos valores impressos, mas quase todo o resto estava próximo.

Onda Triângulo

Defina o jumper da forma de onda para TAI (TRI) e conecte o osciloscópio à posição TAI / SIN da barra de terminais. O gerador de função produz formas de onda triangulares de boa aparência com picos agudos (figura 6).

Figura 6. Forma de onda do triângulo

Onda RAMP (dente de serra)

Uma onda de rampa reversa pode ser obtida a partir de uma onda triangular girando o potenciômetro DUTY no sentido anti-horário. Não consegui obter uma onda de rampa normal girando o potenciômetro para o outro lado. O sinal foi perdido girando o dial muito longe, então a borda da onda nunca foi totalmente perpendicular, e a parte descendente da rampa mostrou um pouco de concavidade. Não é um dente de serra perfeito, mas é o que é (figura 7).

Figura 7. Forma de onda de rampa (dente de serra)

Onda quadrada

Conecte o fio do osciloscópio à posição intermediária do bloco terminal marcado com SQU para gerar uma onda quadrada (figura 8). Os potenciômetros AMP (R5) e OFFSET (R6) parecem não ter efeito sobre a onda quadrada. A voltagem da forma de onda produzida foi aproximadamente a voltagem de entrada (12 volts). Eu deveria ter removido o jumper de forma de onda por completo para ver se isso melhorava as coisas, mas esse pensamento acabou de me ocorrer.

Figura 8. Forma de onda quadrada

Ciclo de Trabalho

O ciclo de trabalho da onda quadrada pode ser alterado com o potenciômetro DUTY (R1). Gire o dial no sentido anti-horário para encurtar e no sentido horário para aumentar o ciclo de trabalho. Há um pequeno problema com o DEVER. Alterar o ciclo de serviço também altera ligeiramente a frequência, portanto, pode ser necessário reajustá-lo após a alteração do ciclo de serviço.

Ciclo de trabalho = porcentagem de tempo no estado alto dividido pelo período da onda quadrada.

Como exemplo, a onda quadrada na figura 9 tem um período de 10 ms e está no estado alto por 5 ms (também no estado baixo por 5 ms).

Portanto, ciclo de trabalho = (5 ms / 10 ms) * 100 = 50%. As Figuras 10 e 11 mostram o ciclo de trabalho ajustado para 60% e 40%, respectivamente.

Figura 9. Ciclo de trabalho = 50%

Figura 10. Ciclo de trabalho = 60%

Figura 11. Ciclo de trabalho = 40%

Etapa 4: isso é tudo, pessoal

Isso é tudo para este Instructable. Se você achou útil, vá em frente e construa seu próprio gerador de funções de bolso. Você pode se divertir muito por 8 ou 9 USD. Autenticação de circuito simples.

Etapa 5: Lista de materiais do gerador de função (BOM) ILC8038

Resistores

Potenciômetro R1 5kΩ DEVER

R2 Trimpot 100kΩ

R3 Trimpot 100kΩ

Potenciômetro R4 5kΩ FREQ

Potenciômetro R5 50kΩ AMP

Potenciômetro R6 5kΩ OFFSET

Resistor R7 1kΩ

Resistor R8 1kΩ

Resistor R9 10kΩ

Resistor R10 10kΩ

Resistor R11 4.7kΩ

Resistor R12 30kΩ

Resistor R13 10kΩ

Resistor R14 4.7kΩ

Resistor R15 10kΩ

Resistor R16 10kΩ

Circuitos integrados

U1 ICL8038 Gerador de forma de onda de precisão CCPD

Regulador de tensão positiva U2 WS 78L09

U3 18MDSHY TL082CP JFET-Amplificador operacional de entrada

Conversor de Tensão U4 7660S CPAZ

Capacitores

C1 Ceramic 100nF

C2 Ceramic 100nF

C3 Ceramic 100pF

C4 Ceramic 2.2nF

C5 Ceramic 100nF

Cerâmica C6 1µF

C7 Ceramic 100nF

C8 Ceramic 100nF

C9 Ceramic 100nF

C10 Eletrolítico 100µF

C11 Eletrolítico 10µF

C12 Eletrolítico 10µF

Jack, Jumpers e Terminal

JK1 Barrel Jack

JP1 bloco de jumpers de 2 posições TAI (TRI), SIN

JP2 bloco de jumpers de 4 posições 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

Bloco de terminais de 3 posições JP3 GND, SQU, SIN / TAI (TRI)