Construïu aquest generador de senyal d’escombrat LED de 5Hz a 400KHz a partir de kits: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Construïu aquest fàcil generador de senyals d’escombrat a partir de kits fàcilment disponibles.

Si fes una ullada a la meva última instrucció (Make Professional Looking Front Panels), podria haver eludit el que estava treballant en aquell moment, que era un generador de senyals. Volia un generador de senyals on poguessin escombrar freqüències relativament fàcils (no només establir i oblidar). Com que no trobava res de barat, vaig decidir construir-ne un i utilitzar els kits com a base.

El nucli del projecte és un generador de senyals que és fàcil baixar d’Ebay, Amazon, etc. És fàcil de construir i personalitzar. Hi ha quatre rangs de freqüència (5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20Khz i 20KHz-400KHz), tres tipus de sortida (quadrat, triangle i sinus).

El comptador és un altre kit i compta entre 1Hz-75MHz amb autonomia automàtica i resolució de 4 o 5 dígits.

Un parell de notes:

1. No vaig dissenyar aquests kits, només els vaig construir com a part del projecte. Estan fàcilment disponibles a la majoria de punts de venda en línia (eBay, etc.). Dit això, si teniu problemes amb peces, edificis, etc. no serveix de res contactar-me. Poseu-vos en contacte amb el venedor de qui l’heu comprat. Tanmateix, estic encantat de provar de respondre a preguntes sobre com les he fet servir en aquesta versió en particular.

2. El kit de comptador de freqüències, tot i que diu que comptarà d'1 Hz a 75 MHz, no he trobat que sigui el cas. Com més lenta sigui la freqüència, més lenta i més gran és el marge d'error. Si algú coneix un millor equip de comptador, estic encantat de saber-ne. Tal i com va ser, aquest va ser el millor que vaig poder obtenir, que permetria llegir valors de freqüència més baixos (Sub KHz)

Subministraments

Kit generador de freqüència ICL8038 5Hz - 400KHz (Off ebay) aproximadament entre 12 i 13 dòlars

Kit de comptador de freqüències 1Hz-75KHz (desactivat a ebay) aproximadament entre 12 i 13 dòlars

Interruptor LED On / Off (podeu utilitzar el que vulgueu)

4 commutadors Gang Push (normalment vénen com DPDT; pot ser difícil de localitzar). Podeu utilitzar un interruptor giratori si no en trobeu cap.

1 polsador DPDT (tenia un sol interruptor de banda coincident)

4 testos (2 @ 5 KB, 1 @ 50 KB) (he utilitzat un test de precisió de diversos torns de 50 KB per ajustar la freqüència)

3 connectors de muntatge de panell BNC

Connector de muntatge del tauler CC

1 perilla gran (per adaptar-se a l'olla de 50 mm)

Connectors i endolls de separació de PCB mascle / femella (diverses mides)

Connector de separació de PCB mascle d'angle recte

Separadors de llautó (diverses mides)

Funda per a instruments (la part més cara del projecte). aproximadament 25 dòlars

Paper blanc i transparent d'injecció de tinta

Opcional:

1 x connector DC de 5,5 mm (placa generadora de senyal)

1 x connector DC de 4 mm (placa de comptador)

Com que ja tinc moltes d’aquestes coses, el cost era d’uns 50 dòlars (2 kits més una funda), però pot ser més elevat si no teniu connectors, desconnexions, comandaments, interruptors, etc.

Pas 1: Com funciona tot plegat

Bàsicament és només un kit generador de senyals amb un comptador de freqüències connectat a la sortida. Tot i això, he afegit algunes útils combinacions de commutació.

Hi ha 3 connectors BNC:

Un per a la sortida principal (que sempre està en circuit tret que canvieu l'interruptor de mesura a extern), un BNC per mesurar int / ext mitjançant el comptador intern per a una font externa i un BNC al panell posterior connectat a l'anterior (Així, podeu connectar-vos mitjançant el panell frontal o posterior).

El commutador int / ext s’utilitza per canviar un senyal al comptador intern. Si es troba a la posició interna (in), el senyal del generador passa al mesurador i a tots els connectors BNC. Amb aquesta configuració podeu connectar qualsevol equip de mesura extern (comptador de freqüències, oscil·loscopi en paral·lel amb la sortida principal del senyal). Si l’interruptor es troba en la posició ext (out), desconnecta la sortida principal i els BNC int / ext i del panell posterior estan connectats al comptador intern. Per tant, podeu alimentar un senyal extern i utilitzar el comptador intern per mesurar-lo.

El commutador de tipus de senyal és un commutador rotatiu que bàsicament commuta entre Tri / Sine a les dues primeres posicions. El commutador oposat connecta el senyal tri / sinus a la sortida. A la posició tres, S1a no s’utilitza i només canvia entre les sortides squ & tri / sine a la sortida principal.

Pas 2: no tots els kits de comptador són iguals

Abans de sortir i gastar diners en un d’aquests kits de comptadors de freqüències, no són tots iguals. El que voleu és essencial: un kit que mesuri freqüències més baixes. Molts dels mòduls preparats només mesuren 1 MHz i més. També hi ha alguns kits que tenen un aspecte similar, però el codi del xip principal no és correcte del disseny original. És per això que he escollit aquest kit en concret, ja que és l’únic que fins i tot s’assembla a funcionar correctament.

Les especificacions del lloc de venedors són les següents:

• 1Hz-75MHz
• Resolució de quatre o cinc dígits en funció de la freqüència que es mesuri (és a dir, x. KHz, x.xxx MHz, xx.xx MHz)
• Resolució 1Hz (màxim)
• Sensibilitat d'entrada <20mV @ 1Hz-100KHz, 35mV @ 20MHz, 75mV @ 50MHz
• Tensió d'entrada 7-9V (funciona a 12V sense preocupacions)

Creeu el kit de comptador segons les instruccions del venedor amb les modificacions següents:

• Utilitzeu els separadors del connector PCB per connectar-los més fàcilment i connectar-los més tard
• L'interruptor d'encès / apagat és opcional i només podeu enllaçar-lo si voleu o instal·lar-lo (teniu l'interruptor allà, per què no)?
• Munteu la tapa variable vermella a la part inferior del tauler (a la foto està muntat segons la versió recomanada, però he girat el tauler). He canviat la seva posició i ho veureu a les fotos posteriors.
• Utilitzeu un connector en línia d’angle dret en lloc del recte subministrat per muntar lateralment la pantalla LED. D’aquesta manera es pot quedar fora de la caixa i no per tots els controls inferiors.
• Aparentment no s’utilitza C14 (crec que depèn de quina gamma de taps variables es subministren i per definir la precisió dels comptadors). Personalment, no crec que importi, ja que el límit variable no afegeix massa calibratge, fins i tot afegint una petita quantitat de capacitat addicional a C14.
• El límit variable subministrat (vermell 5-20pf) era brossa i calia substituir-lo. Vaig acabar comprant una barreja de diferents taps (aproximadament 50) de diversos valors, ja que la majoria de kits semblen ser escombraries.
• R14 es subministra com a resistència de 56K. Això pot canviar segons els diferents lots de C3355. Per aquest motiu, he muntat un parell de pins d'una presa de corrent IC perquè la resistència es pugui canviar fàcilment si cal.

Un cop construït, comproveu la funcionalitat amb una font de generador de senyal coneguda.

Notes:

Tot i que la documentació diu que aquest kit mesurarà d’1Hz a 75MHz, en realitat he trobat (com la majoria dels kits) que mesura millor a freqüències més altes. Aquesta és la raó per la qual he afegit preses BNC externes per connectar equips més precisos. També sol mostrar resultats diferents segons si el senyal és sinusoïdal / triangular o quadrat. Com més lent sigui el senyal, més lent serà el temps de mesura. Ho fa al parc de pilotes la major part del temps a partir d’uns 500Hz en endavant. Una vegada més, si algú coneix un equip millor, feu-me-ho saber.

Pas 3: creeu el generador de senyals

A partir de la informació dels venedors, les seves especificacions són les següents

• Abast de treball de 5Hz a 400KHz
• Cicle de treball 2% - 95%
• Biaix de CC ajustat de -7,5V a 7,5V
• Amplitud de sortida 0,1V a 11V PP @ 12V
• Distorsió 1%
• Deriva de la temperatura 50 ppm / grau C.
• Tensió + 12-15V

Una vegada més, creeu el kit segons les instruccions del venedor amb les modificacions següents

• Utilitzeu separadors de PCB per facilitar les connexions més endavant. Això és per a tots els pots (R1, 4, 6, 5), JP1 (Tri / Sine select), JP2 (Freq range select) i JP3 (main out)
• Un cop finalitzada, podeu connectar temporalment olles i ponts per comprovar si la placa funciona tal com s’espera connectant-la a un oscil·loscopi.

Pas 4: dissenyeu el tauler frontal

No passaré per tot el procés, només el que vaig fer diferent a la meva altra instrucció sobre "Fer panells frontals amb aspecte professional". També he inclòs el fitxer de disseny de Front Panel Express perquè pugueu imprimir-ne un mateix si voleu.

Comenceu bàsicament per traçar el tauler frontal i fer una maqueta de com voleu que es vegi. He inclòs la versió amb llapis amb què vaig començar. Afegiu dimensions on pugueu, ja que us ho farà molt més fàcil quan arribi el moment d’introduir-lo al panell frontal express. Cap al final d'aquest instructiu, puc afegir algunes iteracions del projecte si tinc fotos.

Les dimensions del tauler frontal es determinaran pel quadre de projecte que utilitzeu. Tinc aquest en particular de Jaycar (és la caixa d’instruments més gran). Vaig començar amb el més petit que faig servir normalment, però vaig tenir problemes per instal·lar tot el que volia al tauler frontal (amb els interruptors, el comptador LED, els controls, etc.). Així va anar amb la caixa més gran.

Utilitzeu el programari per dissenyar el tauler frontal. A continuació, imprimiu dues versions: una versió en blanc i negre sobre paper normal per perforar (amb centres de forats) i una versió final en color en un full d’etiquetes blanques.

Un cop tingueu la plantilla de perforació, enganxeu-la al tauler, marqueu els forats i foradeu els forats i els retalls. Un cop fet tot, traieu la plantilla i netegeu bé la superfície amb un removedor de greixos i cera o begudes espirituoses. Utilitzeu un drap adhesiu per eliminar les partícules fines de pols abans de continuar enganxant l’etiqueta del panell.

Per a aquesta versió en concret, només he utilitzat paper d'injecció de tinta. Si us fixeu bé, podeu veure una mica darrere del paper. En aquest cas, suggeriríeu la compra d’impreses d’etiquetes que no es vegin, o bé feu servir primer la mitja part del full no utilitzat i, a continuació, col·loqueu-hi el full de panell imprès. Per acabar, col·loqueu un full de pel·lícula d’injecció de tinta transparent per protegir-lo tot. Podeu deixar una mica de penjat, tallar les cantonades a 45 graus i envoltar-la també a la part posterior del tauler.

Per acabar, talleu tots els forats amb un ganivet afilat.

Pas 5: Comenceu a muntar i muntar maquinari

Enrosqueu totes les olles, connectors BNC, rotatius i interruptor d’alimentació al tauler frontal.

Munteu el tauler de comptador LED. He retallat un petit tros de pèl de vermell transparent entre el tauler frontal i la placa LED. Simplement es manté al lloc, afluixant lleugerament els enfrontaments entre el tauler i el panell frontal.

Col·loqueu el tauler frontal al seu lloc, marqueu i perforeu els forats de muntatge de l'interruptor de banda i de l'interruptor senzill. Quan estava dissenyant el tauler frontal, ja havia predeterminat l’alçada que volia amb els separadors dels interruptors de banda.

Muntar la placa del generador de senyals també al seu lloc. El vaig muntar a un costat, de manera que tindria fàcil accés per calibrar-lo si fos necessari.

Traieu i munteu també els connectors CC i BNC del panell posterior.

Pas 6: cablejar-ho tot

Configureu els telers de cablejat de les olles, interruptors, etc. de les taules mitjançant un cable de connexió o un cable de cinta. Muntatge als extrems del connector femella per connectar-los a les plaques principals. He trobat que és millor doblegar la llengüeta amb unes alicates de punta d’agulla i posar-hi una mica de soldadura per evitar que caiguin els cables. A continuació, premeu-los als connectors negres.

Comenceu soldant les olles.

Tot i que només tenen tirades curtes, encara és una bona pràctica utilitzar cables blindats per als connectors de sortida. Connecteu el selector de senyal rotatiu. Ara connecteu els connectors BNC de sortida al commutador int / ext i als cables del connector de la placa.

Un cop acabat, connecteu l'interruptor de banda.

Connecteu l’interruptor d’alimentació i el cable d’alimentació a les plaques principals. Utilitzeu petits connectors de pala per connectar-vos al commutador. Acabo d’enllaçar els cables als endolls de la placa principal, ja que els connectors de CC no havien arribat a l’hora d’escriure (per això, encara no s’ha connectat res a les fotos). Els modificaré quan arribin

Per acabar, poseu tots els comandaments al tauler frontal.

Pas 7: engegueu-lo

Com que hauríeu d'haver comprovat cada tauler abans de la mà, tot hauria de funcionar com hauria de ser.

Comproveu que el mesurador LED frontal mesuri alguna cosa (això és almenys un bon senyal). Seleccioneu un interval de freqüència i assegureu-vos que la mesura canviï. També podeu comprovar els commutadors / entrades int / ext connectant un generador de senyal extern i comprovant si mesura els senyals externs.

Finalment, connecteu-lo a un oscil·loscopi i assegureu-vos que obteniu els tipus de senyal correctes i que tots els controls es comporten com haurien de fer-ho. El millor del cablejat amb connectors és que si funciona al revés, simplement gireu el connector del cable.

Hi ha un procediment de calibratge per a la placa generadora de senyals que s’hauria d’incloure en comprar el kit. Necessiteu un oscil·loscopi per fer-ho, però aquest és un extracte de les instruccions (o hi ha sobre):

Connecteu un oscil·loscopi a la sortida quadrada. Ajusteu el control DUTY al 50% i, a continuació, canvieu al seno. Ajusteu R2 i 3 a la cresta de l’ona sinusoïdal per minimitzar la distorsió. Un cop configurats R2 i 3, no haurien de tornar a ajustar-se. Per generar una ona de dents de serra, seleccioneu Tri. Ajusteu el control DUTY i convertiu el triangle en dent de serra.

Esperem que tot us funcioni.

Tot plegat crec que el projecte va sortir molt bé. Tot i que probablement podríeu comprar alguna cosa més precisa per guanyar molts més diners, sens dubte va ser una obra divertida (tot i que fa temps que està assegut al banc).

Pas 8: construcció inicial i quan les coses no van Com ho planeja (Blooper Reel)?

De vegades, les versions no van bé i acaben sent millors per a això. Aquest projecte va ser un d’aquests.

La primera foto intenta manipular tots els controls a la part frontal d’una caixa més petita (tinc un munt d’aquestes caixes, ja que són barates i, en general, s’adapten bastant bé a la majoria de projectes d’engranatges de prova). Vaig provar-ho de totes maneres i fins i tot em vaig dedicar el temps per exposar-ho. Al final va ser massa dur i confús utilitzar commutadors i voler tenir un comandament gran per al control de freqüència a la part frontal. A més, les lletres estan envellint i no enganxen bé en aquests dies. Va ser llavors quan vaig ensopegar amb el programari del tauler frontal que probablement utilitzaré per a altres projectes en el futur.

També en el primer intent, vaig descobrir que les meves noves broques més grans són massa salvatges. Vaig acabar esquerdant la vora quan perforava un dels forats de BNC quan va agafar. A partir de llavors, només he utilitzat fins a una broca de 8 mm i he utilitzat un escariador per obtenir els forats més grans finals.

La segona foto la vaig tenir gairebé bé, fins que vaig començar a muntar i em vaig adonar que seria millor canviar tots els tipus de senyal en lloc de tenir dues sortides separades. Llavors en podria muntar un a la part posterior per obtenir un connector ocult. Jo també vaig desordenar la part davantera. Com que ara no necessitava cap dels forats del tauler frontal, no feia cap suor treure un dels forats mitjançant el programari del tauler frontal. Cobreix fàcilment qualsevol error (canvi de disseny).