Tìm hiểu "Bộ công cụ tự làm máy phát chức năng ILC8038 chuyên nghiệp": 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tôi đang chuẩn bị cho một số dự án điện tử mới thì tôi bắt gặp một bộ tạo chức năng nhỏ dễ thương. Nó được lập hóa đơn là “Bộ dụng cụ tự làm sóng vuông hình tam giác ILC8038 Professional ILC8038” và có sẵn từ một số nhà cung cấp trên eBay với giá từ 8 đến 9 đô la (hình 1).

Hình 1. Bộ tạo chức năng nhỏ

Nó được xây dựng dựa trên chip tạo dạng sóng Intersil ILC8038 như tên gọi của nó. Đó là sự lặp lại mới hơn của bộ tạo chức năng đã có sẵn trên eBay hoặc Amazon trong một thời gian. Nó trông đủ thú vị để tôi đặt một cái. Vấn đề đầu tiên - bộ dụng cụ được vận chuyển từ Trung Quốc nên thường có sự chậm trễ vài tuần trước khi tôi nhận được nó, nhưng nó đã đến đúng khung thời gian được chỉ định.

Bộ dụng cụ đến còn nguyên vẹn và đầy đủ. Tất cả các thành phần đều xuất hiện chính hãng và PCB và vỏ acrylic được làm tốt. Sau đó, tôi nhận được hướng dẫn - LỚN THẤT BẠI. Các hướng dẫn, chẳng hạn như chúng, trông giống như chúng được sao chép và thu nhỏ để vừa với mảnh giấy 5,75 x 8”, khiến nhiều dòng không thể hiểu được (cộng với thực tế là chúng được viết bằng tiếng Anh pigeon). Ba phần giống nhau (phần 3, 4 và 5) được in trên cả mặt trước và mặt sau của tờ “hướng dẫn”, không có Phần 1 hoặc 2. Điều này thật đáng tiếc, vì không có gì để hiển thị giá trị thành phần nào phù hợp với lỗ nào trên PCB.

Tôi đã viết cuốn sách Có thể hướng dẫn này cho bất kỳ ai có vấn đề tương tự hoặc các vấn đề khác, hoặc những người đang cân nhắc xây dựng bộ tài liệu nhỏ tốt này. Hướng dẫn từng bước không chỉ được bao gồm để lắp ráp mà còn sử dụng bộ tạo chức năng ILC8038.

Quân nhu

Một hoặc nhiều "Bộ dụng cụ tự làm máy phát điện chuyên nghiệp ILC8038"

Máy hiện sóng.

Mỏ hàn và các loại dụng cụ điện tử nhỏ thông thường (nhíp, tua vít, v.v.).

Bước 1: Làm thế nào để kết hợp nó với nhau?

Nhiều thành phần có thể được đặt trực quan bằng cách nhìn vào sơ đồ trên PCB (hình 2).

Hình 2. Bảng mạch in

Giắc cắm thùng (JK1), dải đầu cuối 3 vị trí (JP3), ổ cắm IC, dải jumper (JP1 và JP2), IC U1 và U2, trimpots (R2 và R3), và các tụ điện có thể được đặt một cách chắc chắn, nhưng điện trở, tụ gốm, IC U3 và U4, và chiết áp (một cái có giá trị khác với 3 cái còn lại) sẽ gây ra vấn đề. Nếu bạn có một con mắt tinh tường, bạn có thể đọc được các ký hiệu của IC và mã màu của các điện trở trong hình 1. Điều chúng ta thực sự cần là các hướng dẫn tốt hơn hoặc một sơ đồ tốt. Tôi không thể tìm thấy bất kỳ hướng dẫn tốt nào trên internet, nhưng tôi đã tìm thấy hình ảnh của một lược đồ Trung Quốc. May mắn thay, các ký hiệu điện tử khá phổ biến và các giá trị thành phần được viết bằng tiếng Anh (hình 3). IC U2 và U4 bị thiếu nhưng tôi có thể lấp đầy khoảng trống khá nhiều. Tôi đã lập hóa đơn vật liệu (BOM), khớp các thành phần PCB với giá trị thích hợp của chúng, đó là tất cả những gì bạn thực sự cần để lắp ráp bộ. BOM được bao gồm ở cuối Tài liệu hướng dẫn này.

Ngoài sơ đồ và danh sách tài liệu, tôi cũng đã cung cấp hướng dẫn từng bước về cách lắp ráp và vận hành bộ tạo chức năng nhỏ thú vị này, vì vậy hãy bắt đầu.

Hình 3. Sơ đồ

Bước 2: Lắp ráp bộ

1. Hàn trong tất cả các thành phần trơ (ổ cắm IC, giắc cắm, jumper và thiết bị đầu cuối). Đảm bảo rằng khía trên cuối mỗi ổ cắm IC phù hợp với khía trong sơ đồ PCB của nó.

2. Hàn điện trở, trimpots và chiết áp. Hãy cẩn thận để lấy chiết áp 50kΩ ở vị trí R5 (AMP). Các chiết áp khác đều là 5kΩ.

3. Hàn các tụ điện. Đạo trình âm của mỗi chất điện phân đi qua lỗ ở mặt được tô bóng hoặc in chìm của sơ đồ PCB của nó.

4. Hàn vào IC U2 (WS78L09) và gắn 3 IC khác vào các ổ cắm thích hợp của chúng, căn chỉnh các khía một cách chính xác.

5. (Bước tùy chọn) Loại bỏ phần nhựa thông dư thừa khỏi các điểm hàn bằng etanol 95% (Everclear) hoặc 99% isopropanol, sau đó rửa sạch bằng nước cất ngay lập tức. Đảm bảo lau khô bảng HOÀN TOÀN trước khi sử dụng.

6. Đó là nó. Lắp ráp đã hoàn thành.

Bây giờ cho trường hợp acrylic.

Giấy bảo vệ dễ dàng bong ra nếu mỗi miếng được ngâm trong nước nóng trong một hoặc hai phút. Các mảnh không cần phải được dán lại với nhau. (Tôi đã gắn hai miếng cạnh dài hơn vào đáy bằng một ít xi măng acrylic). Khi tất cả các tab trên các miếng bên được đặt trong các khe của tấm trên và dưới, bốn vít dài được cung cấp sẽ giữ mọi thứ lại với nhau.

Các vít và đai ốc 3Mx5mm ngắn được cung cấp để gắn PCB vào tấm đáy của vỏ. Các vít không đủ dài. Tôi sử dụng vít 8mm ban đầu, nhưng sau đó quyết định không gắn PCB. Nó vừa khít trong trường hợp.

Tôi đã chọn không tháo giấy bảo vệ khỏi tấm trên cùng của vỏ vì nó được in nhãn cho chiết áp, jumper và dải đầu cuối (hình 4).

Hình 4. Bộ lắp ráp

Bước 3: Hoạt động

Tôi đã sử dụng bộ chuyển đổi AC / DC nhỏ cung cấp 12 VDC / 500mA để cấp nguồn cho bộ tạo chức năng. Không sử dụng bất kỳ thứ gì cao hơn mười lăm vôn. Bộ của tôi đi kèm với bộ nhảy dải tần được đặt thành 50 - 500Hz và bộ nhảy dạng sóng được đặt thành SIN. Vị trí khác được đánh dấu là TAI nhưng tôi nghi ngờ đây là một dấu sai và lẽ ra phải là TRI cho tam giác.

Sóng hình sin

Cắm dây dẫn của máy hiện sóng vào vị trí SIN / TAI của dải đầu cuối và đặt bộ nhảy dạng sóng thành SIN. Tôi đã sử dụng dải tần 50-500Hz cho hầu hết các cuộc trình diễn bên dưới. Tôi xuất ra một sóng sin với biên độ P-P ~ 5V và tần số 100Hz bằng cách sử dụng AMP (R5) và FREQ (R4). Bạn có thể phải thao tác với các cài đặt một chút cho đến khi bạn tìm được dấu vết trên máy hiện sóng. Điều chỉnh hai trimpot (R2 và R3) và sau đó là chiết áp DUTY để tối ưu hóa hình dạng của sóng sin. R2 điều chỉnh đỉnh trên và R3 thay đổi đỉnh dưới cùng của sóng sin. DUTY (R1) điều chỉnh độ lệch trái và phải của dạng sóng. Sóng hình sin đầu tiên tôi tạo ra được thể hiện trong hình 5. Không quá tệ. Bạn thậm chí có thể tính toán điện áp bình phương căn bậc hai nếu bạn rất nghiêng.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Nó là 1,77 vôn đối với sóng sin trong hình 5.

Hình 5. Dạng sóng sin

Kiểm tra tần suất (tùy chọn)

Điều tiếp theo tôi làm là đo các giá trị tối đa và tối thiểu mà tôi có thể nhận được ở mỗi phạm vi tần số.

Kết quả là:

Phạm vi 5 Hz đến 50Hz: tối thiểu 1Hz, tối đa 71Hz

Dải tần 50Hz đến 500Hz: tối thiểu 42Hz, tối đa 588Hz

Dải 500Hz đến 20kHz: tối thiểu 227Hz, tối đa 22.7kHz

Phạm vi 20kHz đến 400kHz: tối thiểu, 31kHz, tối đa 250kHz

Tối thiểu cho dải 500Hz đến 20kHz và tối đa cho dải 20 đến 400kHz khác với các giá trị được in, nhưng hầu hết mọi thứ khác đều nằm trong sân chơi bóng.

Sóng tam giác

Đặt jumper dạng sóng thành TAI (TRI) và kết nối máy hiện sóng với vị trí TAI / SIN của dải đầu cuối. Bộ tạo chức năng tạo ra các dạng sóng tam giác đẹp với các đỉnh sắc nét (hình 6).

Hình 6. Dạng sóng tam giác

Sóng RAMP (Răng cưa)

Có thể thu được sóng dốc ngược từ sóng tam giác bằng cách xoay chiết áp DUTY ngược chiều kim đồng hồ. Tôi không thể có được một sóng dốc bình thường bằng cách xoay chiết áp theo cách khác. Tín hiệu bị mất do quay mặt số quá xa, vì vậy mép dẫn của sóng không bao giờ khá vuông góc và phần giảm dần của đoạn đường nối cho thấy một chút hẹp. Không phải là một chiếc răng cưa hoàn hảo, nhưng nó là như vậy (hình 7).

Hình 7. Dạng sóng đường dốc (Răng cưa)

Sóng vuông

Nối dây dẫn của máy hiện sóng với vị trí giữa của khối đầu cuối được đánh dấu SQU để tạo ra một sóng vuông (hình 8). Chiết áp AMP (R5) và OFFSET (R6) dường như không ảnh hưởng đến sóng vuông. Điện áp của dạng sóng được tạo ra là điện áp đầu vào (12 volt). Đáng lẽ tôi nên loại bỏ hoàn toàn jumper dạng sóng để xem liệu điều đó có cải thiện được không nhưng ý nghĩ đó vừa đến với tôi.

Hình 8. Dạng sóng vuông

Chu kỳ nhiệm vụ

Chu kỳ làm việc của sóng vuông có thể được thay đổi bằng chiết áp DUTY (R1), Xoay mặt số ngược chiều kim đồng hồ để rút ngắn và theo chiều kim đồng hồ để kéo dài chu kỳ làm việc. Có một vấn đề nhỏ với DUTY. Thay đổi chu kỳ nhiệm vụ cũng làm thay đổi một chút tần số, vì vậy nó có thể phải được điều chỉnh lại sau khi chu kỳ nhiệm vụ được thay đổi.

Chu kỳ nhiệm vụ = phần trăm thời gian ở trạng thái cao chia cho chu kỳ của sóng vuông.

Ví dụ, sóng vuông trong hình 9 có chu kỳ là 10msec và ở trạng thái cao trong 5msec (cũng ở trạng thái thấp là 5msec).

Vì vậy, chu kỳ nhiệm vụ = (5msec / 10msec) * 100 = 50%. Hình 10 và 11 cho thấy chu kỳ nhiệm vụ được điều chỉnh thành 60% và 40%, tương ứng.

Hình 9. Chu kỳ nhiệm vụ = 50%

Hình 10. Chu kỳ nhiệm vụ = 60%

Hình 11. Chu kỳ nhiệm vụ = 40%

Bước 4: Đó là Tất cả, Folks

Đó là về nó cho Có thể hướng dẫn này. Nếu bạn thấy nó hữu ích, hãy tiếp tục và xây dựng trình tạo chức năng bỏ túi của riêng bạn. Bạn có thể có rất nhiều niềm vui với 8 hoặc 9 USD. Tắt ký mạch đơn giản.

Bước 5: ILC8038 Chức năng Hóa đơn Nguyên vật liệu (BOM)

Điện trở

Chiết áp R1 5kΩ DUTY

R2 Trimpot 100kΩ

R3 Trimpot 100kΩ

Chiết áp R4 5kΩ FREQ

Chiết áp R5 50kΩ AMP

Chiết áp R6 5kΩ OFFSET

Điện trở R7 1kΩ

Điện trở R8 1kΩ

R9 Điện trở 10kΩ

Điện trở R10 10kΩ

Điện trở R11 4.7kΩ

Điện trở R12 30kΩ

R13 Điện trở 10kΩ

Điện trở R14 4.7kΩ

Điện trở R15 10kΩ

R16 Điện trở 10kΩ

Mạch tích hợp

Máy tạo dạng sóng chính xác U1 ICL8038 CCPD

Bộ điều chỉnh điện áp tích cực U2 WS 78L09

U3 18MDSHY TL082CP Bộ khuếch đại hoạt động đầu vào JFET

Bộ chuyển đổi điện áp CPAZ U4 7660S

Tụ điện

C1 Gốm 100nF

C2 Gốm 100nF

C3 Gốm 100pF

C4 gốm 2.2nF

C5 Gốm 100nF

C6 Gốm 1µF

C7 Gốm 100nF

C8 Gốm 100nF

C9 Gốm 100nF

C10 Điện phân 100µF

C11 Điện phân 10µF

C12 Điện phân 10µF

Jack, Jumpers và Terminal

Giắc cắm thùng JK1

JP1 khối jumper 2 vị trí TAI (TRI), SIN

Khối jumper 4 vị trí JP2 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

Khối đầu cuối 3 vị trí JP3 GND, SQU, SIN / TAI (TRI)