Apprendre à connaître le "Kit de bricolage générateur de fonctions professionnel ILC8038": 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Je cherchais de nouveaux projets électroniques lorsque je suis tombé sur un joli petit kit de générateur de fonctions. Il est présenté comme le "Kit de bricolage professionnel ILC8038 Function Generator Sine Triangle Square Wave" et est disponible auprès d'un certain nombre de vendeurs sur eBay pour 8 à 9 dollars (figure 1).

Figure 1. Le petit générateur de fonctions

Il est construit autour de la puce génératrice de formes d'onde Intersil ILC8038, comme son nom l'indique. Il s'agit d'une nouvelle version d'un kit de générateur de fonctions disponible sur eBay ou Amazon depuis un certain temps. Cela avait l'air assez intéressant pour que j'en commande un. Premier problème - le kit est expédié de Chine, il y a donc eu le délai habituel de plusieurs semaines avant que je ne l'obtienne, mais il est arrivé dans les délais indiqués.

Le kit est arrivé intact et complet. Les composants semblaient tous authentiques et le PCB et le boîtier en acrylique étaient bien faits. Ensuite, je suis arrivé aux instructions - BIG FAIL. Les instructions, telles qu'elles étaient, semblaient avoir été copiées et réduites pour tenir sur une feuille de papier de 5,75 x 8 pouces, ce qui rendait de nombreuses lignes inintelligibles (en plus du fait qu'elles étaient écrites en anglais pigeon). Les trois mêmes sections (sections 3, 4 et 5) ont été imprimées sur le recto et le verso de la feuille d'« instructions », pas de section 1 ou 2. C'était regrettable, car rien n'indiquait quelle valeur de composant correspondait à quels trous sur le PCB.

J'ai écrit ce Instructable pour toute personne ayant des problèmes similaires ou d'autres problèmes, ou qui envisage de construire ce petit kit fin. Des instructions pas à pas sont incluses non seulement pour l'assemblage mais également pour l'utilisation du générateur de fonctions ILC8038.

Fournitures

Un ou plusieurs "Kits de bricolage de générateur de fonction professionnel ILC8038"

Un oscilloscope.

Un fer à souder et l'assortiment habituel de petits outils électroniques (pince à épiler, tournevis, etc.).

Étape 1: Comment l'assembler ?

De nombreux composants peuvent être placés de manière intuitive en regardant les schémas sur le PCB (figure 2).

Figure 2. Circuit imprimé

La prise barillet (JK1), le bornier à 3 positions (JP3), les prises CI, les barrettes de cavalier (JP1 et JP2), les CI U1 et U2, les potentiomètres (R2 et R3) et les condensateurs électrolytiques peuvent être placés avec certitude, mais le les résistances, les condensateurs céramiques, les circuits intégrés U3 et U4 et les potentiomètres (l'un a une valeur différente de l'autre 3) vont poser problème. Si vous avez l'œil vif, vous pourrez peut-être lire les désignations des circuits intégrés et les codes de couleur des résistances de la figure 1. Ce dont nous avons vraiment besoin, ce sont de meilleures instructions ou un bon schéma. Je n'ai pas pu trouver de bonnes instructions sur Internet, mais j'ai trouvé une image d'un schéma chinois. Heureusement, les symboles électroniques sont à peu près universels et les valeurs des composants étaient en anglais (figure 3). Les circuits intégrés U2 et U4 manquaient mais je pouvais à peu près combler les lacunes. J'ai fait une nomenclature (BOM), faisant correspondre les composants PCB avec leurs valeurs appropriées, ce qui est tout ce dont vous avez vraiment besoin pour assembler le kit. La nomenclature est incluse à la fin de ce Instructable.

En plus du schéma et de la liste des matériaux, j'ai également fourni des instructions étape par étape sur l'assemblage et le fonctionnement de ce petit générateur de fonctions sympa, alors allons-y.

Figure 3. Schéma

Étape 2: Assemblage du kit

1. Soudez tous les composants inertes (prises IC, jacks, cavaliers et bornes). Assurez-vous que l'encoche à l'extrémité de chaque socket IC s'aligne avec l'encoche dans son schéma PCB.

2. Soudez les résistances, les potentiomètres et les potentiomètres. Attention à bien mettre le potentiomètre 50kΩ en position R5 (AMP). Les autres potentiomètres sont tous de 5kΩ.

3. Soudez les condensateurs. Le fil négatif de chaque électrolytique passe par le trou du côté ombré ou hachuré de son schéma PCB.

4. Soudez le CI U2 (WS78L09) et enclenchez les 3 autres CI dans leurs supports appropriés, en alignant correctement les encoches.

5. (Étape facultative) Retirez tout excès de flux de colophane des points de soudure avec de l'éthanol à 95 % (Everclear) ou de l'isopropanol à 99 %, suivi immédiatement d'un rinçage à l'eau distillée. Assurez-vous de sécher COMPLÈTEMENT la planche avant utilisation.

6. C'est tout. L'assemblage est terminé.

Maintenant pour le boîtier acrylique.

Le papier protecteur se décolle facilement si chaque pièce est trempée dans de l'eau chaude pendant une minute ou deux. Les pièces n'ont pas besoin d'être collées ensemble. (J'ai attaché les deux pièces latérales plus longues au fond avec un peu de ciment acrylique). Une fois que toutes les languettes des pièces latérales sont en place dans les fentes des plaques supérieure et inférieure, les quatre longues vis fournies maintiendront le tout ensemble.

Les vis et écrous courts de 3Mx5mm sont fournis pour fixer le PCB à la plaque inférieure du boîtier. Les vis ne sont pas assez longues. J'ai d'abord utilisé des vis de 8 mm, mais j'ai ensuite décidé de ne pas du tout fixer le PCB. Il tient bien dans l'étui.

J'ai choisi de ne pas retirer le papier protecteur de la plaque supérieure du boîtier car il était imprimé avec des étiquettes pour les potentiomètres, les cavaliers et le bornier (figure 4).

Figure 4. Kit assemblé

Étape 3: Opération

J'ai utilisé un petit adaptateur AC/DC qui fournissait 12 VDC/500mA pour alimenter le générateur de fonction. N'utilisez rien de plus que quinze volts. Mon kit est venu avec le cavalier de plage de fréquence réglé sur 50 - 500 Hz et le cavalier de forme d'onde réglé sur SIN. L'autre position était marquée TAI mais je soupçonne que c'était une erreur d'impression et aurait dû être TRI pour triangle.

Onde sinusoïdale

Branchez le fil de l'oscilloscope dans la position SIN/TAI du bornier et placez le cavalier de forme d'onde sur SIN. J'ai utilisé la gamme 50-500Hz pour la plupart des démonstrations ci-dessous. J'ai produit une onde sinusoïdale avec une amplitude P-P de ~ 5 V et une fréquence de 100 Hz en utilisant AMP (R5) et FREQ (R4). Vous devrez peut-être jouer un peu avec les paramètres jusqu'à ce que vous obteniez une trace sur l'oscilloscope. Ajustez les deux potentiomètres (R2 et R3) puis le potentiomètre DUTY pour optimiser la forme de l'onde sinusoïdale. R2 modifie le pic supérieur et R3 modifie le pic inférieur de l'onde sinusoïdale. DUTY (R1) ajuste la polarisation gauche et droite de la forme d'onde. La première onde sinusoïdale que j'ai générée est illustrée à la figure 5. Pas trop mal. Vous pouvez même calculer la tension quadratique moyenne si vous le souhaitez.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Elle est de 1,77 volts pour l'onde sinusoïdale de la figure 5.

Figure 5. Forme d'onde sinusoïdale

Contrôle de fréquence (facultatif)

La prochaine chose que j'ai faite a été de mesurer les valeurs maximales et minimales que je pouvais obtenir à chacune des plages de fréquences.

Les résultats étaient:

Plage de 5 Hz à 50 Hz: minimum 1 Hz, maximum 71 Hz

Plage de 50 Hz à 500 Hz: minimum 42 Hz, maximum 588 Hz

Plage de 500 Hz à 20 kHz: minimum 227 Hz, maximum 22,7 kHz

Plage de 20 kHz à 400 kHz: minimum, 31 kHz, maximum 250 kHz

Le minimum pour la plage de 500 Hz à 20 kHz et le maximum pour la plage de 20 à 400 kHz étaient en dehors des valeurs imprimées, mais la plupart de tout le reste était dans l'ordre.

Vague triangulaire

Placez le cavalier de forme d'onde sur TAI (TRI) et connectez l'oscilloscope à la position TAI/SIN du bornier. Le générateur de fonctions produit de belles formes d'onde triangulaires avec des pics nets (figure 6).

Figure 6. Forme d'onde triangulaire

Vague RAMP (dent de scie)

Une onde de rampe inverse peut être obtenue à partir d'une onde triangulaire en tournant le potentiomètre DUTY dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Je n'ai pas pu obtenir une onde de rampe normale en tournant le potentiomètre dans l'autre sens. Le signal a été perdu en tournant le cadran trop loin, de sorte que le bord d'attaque de la vague n'a jamais été tout à fait perpendiculaire, et la partie descendante de la rampe a montré un peu de concavité. Pas une dent de scie parfaite, mais c'est ce qu'elle est (figure 7).

Figure 7. Forme d'onde de rampe (en dents de scie)

Onde carrée

Connectez le fil de l'oscilloscope à la position médiane du bornier marqué SQU pour produire une onde carrée (figure 8). Les potentiomètres AMP (R5) et OFFSET (R6) semblaient n'avoir aucun effet sur l'onde carrée. La tension de la forme d'onde produite était d'environ la tension d'entrée (12 volts). J'aurais dû supprimer complètement le cavalier de forme d'onde pour voir si cela améliorait les choses, mais cette pensée m'est venue tout à l'heure.

Figure 8. Forme d'onde carrée

Cycle de service

Le cycle de service de l'onde carrée peut être modifié avec le potentiomètre DUTY (R1), tournez le cadran dans le sens antihoraire pour raccourcir et dans le sens horaire pour allonger le cycle de service. Il y a un problème mineur avec DUTY. La modification du cycle de service modifie également légèrement la fréquence, il peut donc être nécessaire de la réajuster après la modification du cycle de service.

Duty Cycle = pourcentage de temps à l'état haut divisé par la période de l'onde carrée.

A titre d'exemple, l'onde carrée de la figure 9 a une période de 10 ms et est à l'état haut pendant 5 ms (également à l'état bas pendant 5 ms).

Donc, cycle de service = (5 ms /10 ms) * 100 = 50 %. Les figures 10 et 11 montrent le cycle de service ajusté à 60 % et 40 %, respectivement.

Figure 9. Cycle de service = 50 %

Figure 10. Cycle de service = 60 %

Figure 11. Cycle de service = 40 %

Étape 4: C'est tout, les amis

C'est à peu près tout pour ce Instructable. Si vous l'avez trouvé utile, allez-y et créez votre propre générateur de fonctions de poche. Vous pouvez vous amuser beaucoup pour 8 ou 9 USD. Déconnexion de Circuit simple.

Étape 5: Nomenclature du générateur de fonctions ILC8038 (BOM)

Résistances

R1 Potentiomètre 5kΩ DUTY

Potentiomètre R2 100kΩ

Potentiomètre R3 100kΩ

R4 Potentiomètre 5kΩ FREQ

Potentiomètre R5 50kΩ AMP

R6 Potentiomètre 5kΩ OFFSET

Résistance R7 1kΩ

Résistance R8 1kΩ

Résistance R9 10kΩ

Résistance R10 10kΩ

Résistance R11 4.7kΩ

Résistance R12 30kΩ

Résistance R13 10kΩ

Résistance R14 4.7kΩ

Résistance R15 10kΩ

Résistance R16 10kΩ

Circuits intégrés

Générateur de signaux de précision U1 ICL8038 CCPD

Régulateur de tension positive U2 WS 78L09

Amplificateur opérationnel à entrée JFET U3 18MDSHY TL082CP

Convertisseur de tension U4 7660S CPAZ

Condensateurs

C1 Céramique 100nF

C2 Céramique 100nF

C3 Céramique 100pF

C4 Céramique 2.2nF

C5 Céramique 100nF

C6 Céramique 1µF

C7 Céramique 100nF

C8 Céramique 100nF

C9 Céramique 100nF

C10 électrolytique 100µF

C11 électrolytique 10µF

C12 électrolytique 10µF

Jack, cavaliers et terminal

Cric baril JK1

JP1 Bloc de cavaliers 2 positions TAI (TRI), SIN

Bloc de cavaliers JP2 à 4 positions 5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20kHz, 20kHz-400kHz

JP3 Bornier 3 positions GND, SQU, SIN/TAI (TRI)