Introducción al "Kit de bricolaje del generador de funciones profesional ILC8038": 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Estaba buscando nuevos proyectos de electrónica cuando me encontré con un lindo kit generador de funciones. Se factura como el "Kit de bricolaje de onda cuadrada triangular sinusoidal con generador de funciones profesional ILC8038" y está disponible en varios proveedores en eBay por un precio de 8 a 9 dólares (figura 1).

Figura 1. El pequeño generador de funciones

Está construido alrededor del chip generador de forma de onda Intersil ILC8038, como su nombre lo indica. Es una versión más reciente de un kit generador de funciones que ha estado disponible en eBay o Amazon durante un tiempo. Parecía lo suficientemente interesante que pedí uno. Primer número: el kit se envía desde China, por lo que hubo el retraso habitual de varias semanas antes de que lo recibiera, pero llegó en el plazo indicado.

El kit llegó intacto y completo. Todos los componentes parecían genuinos y la PCB y la carcasa acrílica estaban bien hechas. Luego llegué a las instrucciones: GRAN FALLO. Las instrucciones, tal como estaban, parecían copiadas y reducidas para caber en una hoja de papel de 5.75 x 8”, lo que hacía que muchas de las líneas fueran ininteligibles (además del hecho de que estaban escritas en inglés pigeon). Las mismas tres secciones (secciones 3, 4 y 5) se imprimieron tanto en el anverso como en el reverso de la hoja de "instrucciones", no en la sección 1 o 2. Esto fue desafortunado, porque no había nada que mostrara qué valor de componente encajaba en qué orificios en el PCB.

He escrito este Instructable para cualquier persona con problemas similares u otros problemas, o que esté considerando construir este pequeño y excelente kit. Se incluyen instrucciones paso a paso no solo para el montaje, sino también para el uso del generador de funciones ILC8038.

Suministros

Uno o más "Kits de bricolaje de generador de funciones profesional ILC8038"

Un osciloscopio.

Un soldador y el surtido habitual de pequeñas herramientas electrónicas (pinzas, destornilladores, etc.).

Paso 1: ¿Cómo armarlo?

Muchos de los componentes se pueden colocar intuitivamente mirando los diagramas en la PCB (figura 2).

Figura 2. Placa de circuito impreso

El conector de barril (JK1), la regleta de terminales de 3 posiciones (JP3), los enchufes IC, las tiras de puentes (JP1 y JP2), los circuitos integrados U1 y U2, los trimpots (R2 y R3) y los condensadores electrolíticos se pueden colocar con certeza, pero el resistencias, condensadores cerámicos, circuitos integrados U3 y U4 y potenciómetros (uno tiene un valor diferente al otro 3) van a presentar un problema. Si tiene buen ojo, puede leer las designaciones de los circuitos integrados y los códigos de color de las resistencias en la Figura 1. Lo que realmente necesitamos son mejores instrucciones o un buen esquema. No pude encontrar buenas instrucciones en Internet, pero encontré una imagen de un esquema chino. Afortunadamente, los símbolos electrónicos son prácticamente universales y los valores de los componentes estaban en inglés (figura 3). Faltaban los circuitos integrados U2 y U4, pero pude llenar los huecos. Hice una lista de materiales (BOM), haciendo coincidir los componentes de PCB con sus valores apropiados, que es todo lo que realmente necesita para ensamblar el kit. La lista de materiales se incluye al final de este Instructable.

Además del esquema y la lista de materiales, también he proporcionado instrucciones paso a paso sobre el montaje y el funcionamiento de este pequeño generador de funciones, así que vayamos a ello.

Figura 3. Esquema

Paso 2: Montaje del kit

1. Suelde todos los componentes inertes (zócalos IC, jacks, puentes y terminales). Asegúrese de que la muesca en el extremo de cada zócalo IC se alinee con la muesca en su diagrama de PCB.

2. Suelde las resistencias, potenciómetros y potenciómetros. Tenga cuidado de colocar el potenciómetro de 50 kΩ en la posición R5 (AMP). Los otros potenciómetros son todos de 5 kΩ.

3. Suelde los condensadores. El cable negativo de cada electrolítico pasa a través del orificio en el lado sombreado o rayado de su diagrama de PCB.

4. Suelde el IC U2 (WS78L09) y encaje los otros 3 IC en sus enchufes correspondientes, alineando las muescas correctamente.

5. (Paso opcional) Elimine cualquier exceso de fundente de colofonia de los puntos de soldadura con etanol al 95% (Everclear) o isopropanol al 99% seguido inmediatamente de un enjuague con agua destilada. Asegúrese de secar la tabla COMPLETAMENTE antes de usarla.

6. Eso es todo. El montaje está terminado.

Ahora para el estuche de acrílico.

El papel protector se despega fácilmente si se sumerge cada pieza en agua caliente durante uno o dos minutos. No es necesario pegar las piezas. (Adjunté las dos piezas laterales más largas a la parte inferior con un poco de cemento acrílico). Una vez que todas las pestañas de las piezas laterales estén asentadas en las ranuras de las placas superior e inferior, los cuatro tornillos largos proporcionados mantendrán todo unido.

Los tornillos y tuercas cortos de 3Mx5mm se proporcionan para sujetar la PCB a la placa inferior de la carcasa. Los tornillos no son lo suficientemente largos. Inicialmente usé tornillos de 8 mm, pero luego decidí no colocar la PCB en absoluto. Encaja perfectamente en el estuche.

Opté por no quitar el papel protector de la placa superior de la carcasa ya que estaba impreso con etiquetas para los potenciómetros, puentes y regleta de terminales (figura 4).

Figura 4. Kit ensamblado

Paso 3: Operación

Utilicé un pequeño adaptador CA / CC que proporcionaba 12 V CC / 500 mA para alimentar el generador de funciones. No use nada superior a quince voltios. Mi kit vino con el puente de rango de frecuencia configurado en 50 - 500Hz y el puente de forma de onda configurado en SIN. La otra posición estaba marcada como TAI, pero sospecho que fue un error de imprenta y debería haber sido TRI para triángulo.

Onda sinusoidal

Enchufe el cable del osciloscopio en la posición SIN / TAI de la regleta de terminales y coloque el puente de forma de onda en SIN. Usé el rango de 50-500Hz para la mayoría de las demostraciones a continuación. Produzco una onda sinusoidal con amplitud P-P de ~ 5V y frecuencia de 100Hz usando AMP (R5) y FREQ (R4). Es posible que tenga que jugar un poco con la configuración hasta que obtenga un rastro en el osciloscopio. Ajuste los dos potenciómetros (R2 y R3) y luego el potenciómetro DUTY para optimizar la forma de la onda sinusoidal. R2 modifica el pico superior y R3 modifica el pico inferior de la onda sinusoidal. DUTY (R1) ajusta la polarización izquierda y derecha de la forma de onda. La primera onda sinusoidal que generé se muestra en la figura 5. No está mal. Incluso puede calcular el voltaje cuadrático medio si así lo desea.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Es de 1,77 voltios para la onda sinusoidal de la figura 5.

Figura 5. Forma de onda sinusoidal

Verificación de frecuencia (opcional)

Lo siguiente que hice fue medir los valores máximo y mínimo que pude obtener en cada uno de los rangos de frecuencia.

Los resultados fueron:

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

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

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

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

El mínimo para el rango de 500Hz a 20kHz y el máximo para el rango de 20 a 400kHz estaban fuera de los valores impresos, pero casi todo lo demás estaba en el estadio.

Onda triangular

Coloque el puente de forma de onda en TAI (TRI) y conecte el osciloscopio a la posición TAI / SIN de la regleta de terminales. El generador de funciones produce formas de onda triangulares atractivas con picos nítidos (figura 6).

Figura 6. Forma de onda triangular

Ola de RAMPA (diente de sierra)

Se puede obtener una onda de rampa inversa a partir de una onda triangular girando el potenciómetro DUTY en sentido antihorario. No pude obtener una onda de rampa normal girando el potenciómetro hacia el otro lado. La señal se perdió al girar demasiado el dial, por lo que el borde de ataque de la ola nunca fue del todo perpendicular, y la parte descendente de la rampa mostró un poco de concavidad. No es un diente de sierra perfecto, pero es lo que es (figura 7).

Figura 7. Forma de onda de rampa (diente de sierra)

Ola cuadrada

Conecte el cable del osciloscopio a la posición media del bloque de terminales marcado como SQU para generar una onda cuadrada (figura 8). Los potenciómetros AMP (R5) y OFFSET (R6) parecían no tener efecto sobre la onda cuadrada. El voltaje de la forma de onda producida fue aproximadamente el voltaje de entrada (12 voltios). Debería haber quitado el puente de forma de onda por completo para ver si eso mejoraba las cosas, pero ese pensamiento acaba de llegar a mí.

Figura 8. Forma de onda cuadrada

Ciclo de trabajo

El ciclo de trabajo de la onda cuadrada puede cambiarse con el potenciómetro DUTY (R1). Gire el dial en sentido antihorario para acortar y en sentido horario para alargar el ciclo de trabajo. Hay un problema menor con DUTY. Cambiar el ciclo de trabajo también cambia ligeramente la frecuencia, por lo que es posible que deba reajustarse después de que se cambie el ciclo de trabajo.

Ciclo de trabajo = porcentaje de tiempo en el estado alto dividido por el período de la onda cuadrada.

Como ejemplo, la onda cuadrada en la figura 9 tiene un período de 10 ms y está en el estado alto durante 5 ms (también en el estado bajo durante 5 ms).

Entonces, ciclo de trabajo = (5 ms / 10 ms) * 100 = 50%. Las figuras 10 y 11 muestran el ciclo de trabajo ajustado al 60% y al 40%, respectivamente.

Figura 9. Ciclo de trabajo = 50%

Figura 10. Ciclo de trabajo = 60%

Figura 11. Ciclo de trabajo = 40%

Paso 4: Eso es todo, amigos

Eso es todo para este Instructable. Si lo encontró útil, continúe y construya su propio generador de funciones de bolsillo. Puedes divertirte mucho por 8 o 9 USD. Cierre de circuito simple.

Paso 5: Lista de materiales del generador de funciones ILC8038 (BOM)

Resistencias

Potenciómetro R1 5kΩ DUTY

R2 Trimpot 100kΩ

Potenciómetro R3 100kΩ

Potenciómetro R4 5kΩ FREQ

Potenciómetro R5 50kΩ AMP

Potenciómetro R6 5kΩ OFFSET

Resistencia R7 1kΩ

Resistencia R8 1kΩ

Resistencia R9 10kΩ

Resistencia R10 10kΩ

Resistencia R11 4.7kΩ

Resistencia R12 30kΩ

Resistencia R13 10kΩ

Resistencia R14 4.7kΩ

Resistencia R15 10kΩ

Resistencia R16 10kΩ

Circuitos integrados

Generador de forma de onda de precisión U1 ICL8038 CCPD

Regulador de voltaje positivo U2 WS 78L09

Amplificador operacional de entrada JFET U3 18MDSHY TL082CP

Convertidor de voltaje U4 7660S CPAZ

Condensadores

C1 Cerámica 100nF

C2 Cerámica 100nF

C3 Cerámica 100pF

C4 Cerámica 2.2nF

C5 Cerámica 100nF

C6 Cerámica 1µF

C7 Cerámica 100nF

C8 Cerámica 100nF

C9 Cerámica 100nF

C10 Electrolítico 100µF

C11 Electrolítico 10µF

C12 Electrolítico 10µF

Jack, puentes y terminal

Gato de barril JK1

JP1 Bloque de puentes de 2 posiciones TAI (TRI), SIN

JP2 Bloque de puentes de 4 posiciones 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 Bloque de terminales de 3 posiciones GND, SQU, SIN / TAI (TRI)