De Velleman / Whadda signaalgever/-volger is ontworpen om een specifiek signaal te injecteren in defecte audioschakelingen (bv. versterkers, radio’s, toonregelingen) zodat de precieze plaats van het defect kan worden bepaald.
Dit is een eenvoudige manier om defecten op te sporen.
De signaalgever kan ook worden gebruikt als monitor of versterker.
Voor ongeveer € 25,00 koopt u de besturingselektronica voor een zelf te bouwen lineaire, maar digitaal instelbare voeding. U moet echter nog wél het een en ander extra kopen.
Kennismaking met de Hiland 28 V – 2 A voeding
Het eindresultaat
Om meteen met de deur in huis te vallen tonen wij u het eindresultaat van dit bouwpakket. Twee kleine printjes waarop u de volledige besturingselektronica aantreft voor een lineaire voeding met een uitgangsspanning van 0,1 V tot 28,0 V en een stroombegrenzing van 0,01 A tot 2,00 A. Het regelmechanisme van de voeding werkt, op de traditionele ouderwetse manier, volledig analoog (lineair). Tussen de ongestabiliseerde ingangsspanning en de gestabiliseerde uitgangsspanning staat dus een regeltransistor. Die elektronica zit op de grootste print. Zowel de stroom als de spanning stelt u echter digitaal in met twee draaibare en klikbare encoders. De ingestelde waarden verschijnen op een display met uiteraard ook de actueel geleverde spanning en stroom. Dat digitale deel van de schakeling is ondergebracht op het kleine printje. Beide printjes moet u met elkaar verbinden door middel van een vijfaderig kabeltje.
Het eindresultaat van dit bouwpakket.
Fabrikant, model, leveranciers en prijs
Dit bouwpakket wordt samengesteld door Hiland maar wordt ook wel aangeboden onder de naam Aneng. Wie de schakeling heeft ontworpen is niet duidelijk. Het pakket heeft ook geen typenummer, maar als u via Google zoekt naar ‘Hiland 28V 2A supply‘ of ‘Aneng 28V 2A supply‘ vindt u voldoende aanbieders die het pakket via AliExpress of Amazon verkopen. De prijzen lopen nogal uiteen, maar de goedkoopste leverancier biedt de set via AliExpress aan voor € 16,92 plus € 5,64 voor de verzending.
De levering van het pakket
Zoals gebruikelijk worden de onderdelen samengeperst in een veel te klein plastic zakje. Gelukkig zit het ene IC, een ATMEGA8, en zijn voetje wel op een stukje schuim geprikt zodat de pootjes van beide onderdelen in goede staat de slordige verpakking overleven.
Helaas wordt geen bouwbeschrijving meegeleverd, maar dank zij dit uitgebreide artikel zal het nabouwen van deze kit geen problemen opleveren.
Hoe kan een Chinese fabrikant een vijf decaden weerstand decaden box voor één tientje aanbieden? Wij kochten er twee, sloopten ze en ontdekten het geheim van deze lage prijs. Nadien modificeerden wij ze tot écht bruikbare apparaten.
Achtergrond-informatie: weerstand decaden boxen
Onmisbaar bij het zélf knutselen aan schakelingen
Als u zélf analoog ontwerpt is een methode om snel een weerstand te kunnen wijzigen in een schakeling erg nuttig. Op die manier kunt u bijvoorbeeld een versterkertrap experimenteel goed instellen zonder dat u moeilijke berekeningen moet uitvoeren of een ingewikkeld en duur simulatie-programma moet inschakelen. Voor dat snel wijzigen van een weerstand is een decaden box het vaakst toegepaste hulpmiddel. Zo’n box bestaat uit een aantal geijkte draaischakelaars waarmee u een weerstand stapsgewijs kunt verhogen of verlagen met bijvoorbeeld een resolutie van 10 Ω. Beweert uw meetapparatuur dat de instelling van de trap goed is, dan kunt u uit de standen van de draaischakelaars de waarde van de weerstand aflezen en de box vervangen door een vaste weerstand.
Even handig bij brugmetingen
Als u wel eens experimenteert met brugschakelingen, zoals die van wheatstone, is het bezit van een weerstand decaden box vrijwel onmisbaar. Met zo’n box in een van de diagonalen van de brug kunt u die netjes afregelen en de waarde van de geschikte weerstand van de box-schakelaars aflezen.
Wat in de handel is, is vrij duur
Helaas zijn de decaden boxen die in de handel zijn vrij duur voor hobby-gebruik. In de onderstaande foto ziet u bijvoorbeeld model 3265 van PeakTech, waarmee u een weerstand kunt selecteren tussen 1 Ω en 11,11111 MΩ met een resolutie van 1 Ω en een tolerantie van ±5 %. Deze box kost ongeveer € 140,00.
Model 3265 van PeakTech als voorbeeld van een decaden box.
Na lang zoeken hebben wij een bouwpakketje van een decaden box gevonden bij Sparkfun. Dit bouwpakketje KIT-13006 kost slechts ongeveer $ 25,00 en u kunt er een weerstand tussen 10 Ω en 999,99 kΩ mee instellen met een resolutie van 10 Ω en een tolerantie van ±5 %. Het nadeel van dit pakket is dat het niet in een behuizing zit en dat het niet erg gemakkelijk is om rechtstreeks bij dit Amerikaans bedrijf te bestellen vanuit Europa. Het bouwpakketje wordt echter ook geleverd door Digikey dat er € 41,80 voor vraagt.
Het bouwpakketje van Sparkfun.
Het schema van één weerstand decade
In de onderstaande figuur is het schema van één decade uit zo’n box getekend. Iedere decade bestaat uit de serieschakeling van negen identieke weerstanden met een waarde van 1 Ω, 10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ of 1 MΩ. Met de schakelaar S1 kunt u contact maken met de knooppunten tussen de weerstanden. In de getekende stand van de schakelaar is de decade ingesteld op een weerstand van 3 kΩ.
Het voordeel van de serieschakeling van de weerstanden is dat de tolerantie van de serieschakeling in vrijwel alle gevallen kleiner is dan de tolerantie van de individuele weerstanden. Als de individuele weerstanden een tolerantie hebben van ±5 % zal het zelden tot nooit voorkomen dat alle weerstanden uit de serieschakeling een identieke tolerantie hebben. In de praktijk heeft de ene een positieve afwijking van 2 %, de volgend een negatieve afwijking van 3 %, etc. Een deel van de negatieve afwijking wordt gecompenseerd door de positieve afwijking en de serieschakeling van beide weerstanden is nauwkeuriger dan de individuele weerstanden.
Het schema van één weerstand decade.
Het Chinese alternatief: model 23022
Kennismaking met model 23022
Door diverse Chinese aanbieders wordt een spotgoedkope weerstand decaden box aangeboden voor prijzen vanaf iets meer dan een tientje. En dat vaak met gratis bezorging! Wij bestelden twee exemplaren bij de ‘Tools Drop-Ship Store’ op AliExpress. Deze box, waarvan de echte fabrikant niet openbaar wordt gemaakt en die alleen bekend is onder de code ‘23022’, zit in een stevige zwarte behuizing van 160 mm x 120 mm x 60 mm en weegt 302 g. Met de vijf forse draaiknoppen kunt u de weerstand instellen tussen (in theorie) 0,1 Ω en 9.999,9 Ω.
Helaas zijn er geen 4 mm banaanstekkerbussen aanwezig, maar schroefconnectoren waaronder u een draad moet klemmen. Gelukkig zijn die zonder problemen te vervangen door 4 mm stekkerbussen, zodat u de box via de standaard meetsnoeren met 4 mm banaanstekkers kunt aansluiten.
De vijf draaischakelaars zijn, dank zij de forse knoppen, soepel te bedienen en klikken duidelijk in hun standen.
Geen negatief woord te verzinnen over het uiterlijk van het apparaatje!
Het uiterlijk van de weerstand decaden box model 23022.
De levering
De box wordt geleverd in een kartonnen doosje en met een handleiding in het Chinees.
De verpakking van model 23022.
De specificaties volgens de leverancier
– Weerstandsbereik: 0 Ω ~ 9.999,9 Ω
– Resolutie: 0,1 Ω
– Tolerantie: ±1,0 %
– Restweerstand bij instelling op nul: < 0,03502 Ω – Vermogen: 0,5 W – Isolatie tussen schakelaars en behuizing: > 50 MΩ
Dat zijn specificaties die weliswaar professioneel zijn te noemen maar die wij, tot ons ongelijk wordt bewezen, met een flinke korrel zout tot ons nemen.
Het interne van model 23022
De frontplaat zit met vier lange schroeven vast in de behuizing. Deze zijn via de achterzijde te verwijderen. Een van de oorzaken van de lage prijs wordt onmiddellijk duidelijk. Men heeft geen dure standaard draaischakelaars toegepast, maar gekozen voor een systeem waarbij de schakelaarcontacten geïntegreerd zijn in het printontwerp. Over de circelvormige koperen track’s glijden metalen contactbruggen die rond draaien als u aan de knoppen van het apparaat draait. Dit lijkt in eerste instantie een zeer onbetrouwbare constructie, maar vergeet niet dat vrijwel alle multimeters die een grote draaischakelaar hebben om de te meten grootheid in te stellen op een identieke manier werken.
Het is duidelijk dat de schakelaars twee ‘moedercontacten’ hebben en dat wij niet te maken hebben met een 1×10-standen schakelaar maar met een tien-standen schakelaar waarvan vijf standen contact maken met het ene moedercontact en vijf andere standen contact maken met het tweede moedercontact.
Er valt weinig logica te ontdekken in de manier waarop de track’s op de print zijn aangebracht en nog minder in de diverse breedtes van deze sporen. Het ontwerp van de print laat in ieder geval geen professionele indruk achter.
De klikstanden van de schakelaars
Valt nog te onderzoeken hoe de schakelaars zo duidelijk in hun standen klikken. In de onderzijde van de ronde schijven rond de knoppen van de schakelaars is een ronde groef aanwezig waarin tien putjes zijn geboord. Bij het draaien aan de knop valt een metalen kogeltje in deze putjes. Dit kogeltje kan nergens ander heen, want het zit klem tussen een identiek putje in de deksel van de behuizing en de groef en putjes aan de onderzijde van de knop.
Die constructie zorgt er bovendien voor dat de knop van de schakelaar naar boven wordt geperst, een actie die in het apparaat ervoor zorgt dat de sleepcontacten tegen de print worden geduwd.
Een goedkope en slimme oplossing! Tóch hadden wij liever gezien dat er minstens twee van die kogeltjes aanwezig waren. Dat zou de lange-termijn betrouwbaarheid van deze constructie zonder meer ten goede komen.
Het interne van model 23022.
Details van één schakelaar
In de onderstaande foto ziet u een detailopname van een van de vijf schakelaars. U ziet op de koperen track’s duidelijk de sporen van de punten van de draaibare sleepcontacten. Wat verder opvalt is dat er slechts vijf uiterst kleine SMD-weerstandjes aanwezig zijn die gesoldeerd zijn tussen de printsporen. Aan de afmetingen te zien zijn die weerstandjes van het type 3216 met als afmetingen 3,2 mm bij 2,5 mm en een vermogen van 1/4 W. Het gespecificeerde vermogen van 0,5 W klopt dus niet! Vier van die weerstandjes hebben een waarde van 1R00, de vijfde van 4R99 (of uiteraard tienvouden daarvan). De waarde 4,99 komt alleen voor in de E96 en E192 reeksen. Wij veronderstellen dus dat er inderdaad weerstandjes met een tolerantie van ±1,0 % worden toegepast.
Detail van een van de schakelaars.
Het schema van één decade
In de onderstaande figuur hebben wij het schema van één decade uitgetekend. Slim hoe de ontwerpers zelfs op de uiterst goedkope SMD-weerstandje hebben weten te bezuinigen! Vijf stuks in plaats van negen!
Schema van een van de decade-schakelaars.
Vervangen van de aansluitconnectoren
Zoals reeds geschreven wordt model 23022 geleverd met twee schroefconnectoren waaronder u een draad moet klemmen. Wij adviseren u deze te vervangen door normale 4 mm banaanstekkerbussen. Dat gaat heel eenvoudig. In de onderstaande foto ziet u de aanwezige schroefconnectoren boven en de vervangende 4 mm banaanstekkerbussen onder. De schroefdraad is identiek, de boutjes zijn identiek, ja zelfs het aanwezige soldeerlipje is identiek. Even losschroeven, vervangen en weer vastschroeven. Klaar!
Vervangen van de connectoren.
De nauwkeurigheid gemeten
Uiteraard is de belangrijkste vraag of zo’n goedkope decaden box een te vertrouwen weerstandsinstelling levert. Wij hebben de weerstand van beide door ons gekochte boxen met de vier-draad methode gemeten met onze referentiemeter 8842A van Fluke. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande tabel.
Zoals te verwachten is, is de bij de specificaties gegeven nul-weerstand van 0,03502 Ω niets meer of minder dan een natte droom van de fabrikant. Zo’n lage waarde zal zelfs bij de duurste boxen nauwelijks haalbaar zijn en dus zeker niet bij zo’n simplistische constructie als een contactbrug die over koperen niet eens vergulde track’s op een print glijdt. De grote procentuele afwijking bij een instelling op 1,000.0 Ω valt volledig te verklaren door de hoge nul-weerstand van 300 mΩ. Hoe hoger u de weerstand instelt, hoe kleiner de invloed van die nul-weerstand uiteraard wordt. De gemeten gemiddelde procentuele afwijking bij instellingen van meer dan 100 Ω is zonder meer uitstekend te noemen.
Twee model 23022 weerstand decaden boxen gemeten.
Instelling
Decaden box 1
Decaden box 2
Gemiddelde afwijking
0,0000 Ω
00,3251 Ω
00,3125 Ω
—-
1,0000 Ω
01,3008 Ω
01,3345 Ω
31,7 %
10,000 Ω
10,4517 Ω
10,3808 Ω
4,16 %
100,00 Ω
100,352 Ω
100,205 Ω
0,28 %
1,0000 kΩ
0,99841 kΩ
0,99874 kΩ
0,14 %
9,9999 kΩ
09,9585 kΩ
09,9517 kΩ
0,45 %
Onze conclusie over deze weerstand decaden box
Soms kunnen wij de beslissingen van ontwerpers van elektronica producten maar moeilijk begrijpen. Dat geldt zeker voor deze weerstand decaden box.
Waarom vermeldt iemand een volstrekt ongeloofwaardige waarde als een nul-weerstand < 0,03502 Ω bij de spec’s, terwijl iedereen die ook maar iets van elektronica afweet beseft dat dit absolute kolder is?
Waarom de ontwerpers gekozen hebben voor een laagste decade van 0,1 Ω tot 0,9 Ω is ons ook een raadsel. Dit bereik gaat immers compleet verloren in de nul-weerstand van de schakelaars. Ook het bereik van 1 Ω tot 9 Ω wordt door de hoge nul-weerstand zo aangetast dat het praktisch nut verwaarloosbaar is. Veel verstandiger zou het zijn geweest als de ontwerpers van dit product het bereik met een factor honderd hadden verhoogd. Een resolutie van 10 Ω op de instelling van een weerstand is in vrijwel alle gevallen meer dan goed genoeg. Het voordeel is dat het hoogste bereik geen 9,999.9 kΩ is maar een veel bruikbaarder 999,99 kΩ.
De decaden box modificeren
Een handiger bereik
Het bereik van 0,1000 Ω tot 9,9999 kΩ is, zoals geschreven, nogal onpraktisch. Vandaar dat wij onze twee exemplaren hebben omgebouwd door de mini-SMD weerstandjes te vervangen door zwaardere exemplaren en bovendien alle waarden te vermenigvuldigen met honderd. Er ontstaat dan een decaden box met een bereik van 10,000 Ω tot 999,99 kΩ en dat is uiteraard veel praktischer. Het resultaat wordt een nuttige aanwinst voor uw hobby-lab en dat voor een spotprijsje!
De weerstandjes
Wij hebben bij het Duitse bedrijf Reichelt Elektronik een set metaalfilm weerstanden van Yageo besteld met een tolerantie van ±1,0 % en een vermogen van 0,6 W. Die kosten slechts € 0,11 per stuk, u hebt er per decaden box 25 nodig wat de totale extra investering op € 2,75 brengt!
De bestelcodes van de weerstandjes.
Type
Omschrijving
aantal
prijs per st.
Totaal
METALL 100K
Metaalfilmweerstand 100 K-Ohm
8
€0,11
€0,89
METALL 4,99K
Metaalfilmweerstand 4,99 K-Ohm
2
€0,11
€0,22
METALL 499
Metaalfilmweerstand 499 Ohm
2
€0,11
€0,22
METALL 49,9
Metaalfilmweerstand 49,9 Ohm
2
€0,11
€0,22
METALL 10,0
Metaalfilmweerstand 10,0 Ohm
8
€0,11
€0,89
METALL 100
Metaalfilmweerstand 100 Ohm
8
€0,11
€0,89
METALL 1,00K
Metaalfilmweerstand 1,00 K-Ohm
8
€0,11
€0,89
METALL 10,0K
Metaalfilmweerstand 10,0 K-Ohm
8
€0,11
€0,89
METALL 49,9K
Metaalfilmweerstand 49,9 K-Ohm
2
€0,11
€0,22
METALL 499K
Metaalfilmweerstand 499 K-Ohm
2
€0,11
€0,22
SMD-weerstanden verwijderen, axiale weerstandjes solderen
Natuurlijk moet u eerst de SMD-weerstandjes los solderen en vervangen door de axiale soortgenoten. De werkzaamheden aan één decade ziet u in de onderstaande foto.
De SMD-weerstandjes zijn vervangen.
De nieuwe meetresultaten
Na het vervangen van alle weerstanden hebben wij uiteraard weer een test uitgevoerd, waarvan de resultaten zijn samengevat in de onderstaande tabel. Om de een of andere reden zijn de nulweerstanden van beide boxen flink gestegen van ongeveer 0,3 Ω naar ongeveer 0,8 Ω. De grote fout bij instelling op 10,000 Ω is uiteraard daardoor te verklaren. Voor hogere weerstandswaarden voldoet de box uitstekend met procentuele afwijkingen die veel lager zijn dan de ±1 % van de individuele weerstandjes.
Hoe kan een Chinese fabrikant een zes decaden weerstand decaden box voor twéé tientjes in EURO’s aanbieden?
Achtergrond-informatie: weerstand decaden boxen
Onmisbaar bij het zélf knutselen aan schakelingen
Als u zélf analoog ontwerpt is een methode om snel een weerstand te kunnen wijzigen in een schakeling erg nuttig. Op die manier kunt u bijvoorbeeld een versterkertrap experimenteel goed instellen zonder dat u moeilijke berekeningen moet uitvoeren of een ingewikkeld en duur simulatie-programma moet inschakelen. Voor dat snel wijzigen van een weerstand is een decaden box het vaakst toegepaste hulpmiddel.
Zo’n box bestaat uit een aantal geijkte draaischakelaars waarmee u een weerstand stapsgewijs kunt verhogen of verlagen met bijvoorbeeld een resolutie van 10 Ω. Beweert uw meetapparatuur dat de instelling van de trap goed is, dan kunt u uit de standen van de draaischakelaars de waarde van de weerstand aflezen en de box vervangen door een vaste weerstand.
Even handig bij brugmetingen
Als u wel eens experimenteert met brugschakelingen, zoals die van wheatstone, is het bezit van een weerstand decaden box vrijwel onmisbaar. Met zo’n box in een van de diagonalen van de brug kunt u die netjes afregelen en de waarde van de geschikte weerstand van de box-schakelaars aflezen.
Wat in de handel is, is vrij duur
Helaas zijn de decaden boxen die in de handel zijn vrij duur voor hobby-gebruik. In de onderstaande foto ziet u bijvoorbeeld model 3265 van PeakTech, waarmee u een weerstand kunt selecteren tussen 1 Ω en 11,11111 MΩ met een resolutie van 1 Ω en een tolerantie van ±5 %. Deze box kost ongeveer € 140,00.
Na lang zoeken hebben wij een bouwpakketje van een decaden box gevonden bij Sparkfun. Dit bouwpakketje KIT-13006 kost slechts ongeveer $ 25,00 en u kunt er een weerstand tussen 10 Ω en 999,99 kΩ mee instellen met een resolutie van 10 Ω en een tolerantie van ±5 %. Het nadeel van dit pakket is dat het niet in een behuizing zit en dat het niet erg gemakkelijk is om rechtstreeks bij dit Amerikaans bedrijf te bestellen vanuit Europa. Het bouwpakketje wordt echter ook geleverd door Digikey dat er € 41,80 voor vraagt.
In de onderstaande figuur is het schema van één decade uit zo’n box getekend. Iedere decade bestaat uit de serieschakeling van negen identieke weerstanden met een waarde van 1 Ω, 10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ of 1 MΩ. Met de schakelaar S1 kunt u contact maken met de knooppunten tussen de weerstanden. In de getekende stand van de schakelaar is de decade ingesteld op een weerstand van 3 kΩ. Lees verder → Bericht ID 31259
Dit is een milliohmmeter en ik heb er al een paar keer naar verwezen als een millivoltmeter.
Veel mensen vroegen om details over hoe ik deze milliohmmeter heb gemaakt. Na een paar weken zoeken heb ik nu het tijdschrift gevonden waaruit ik hem heb gemaakt. Als je hem in actie wilt zien, bekijk dan mijn eerdere video’s van een paar weken geleden.
Het kan de Ohm-wet van sommige circuits verifiëren.
Gebruikt als extra weerstand om het voltbereik uit te breiden.
Gebruikt om onbekende weerstand te meten.
Gebruikt voor het meten van de elektromotorische kracht en de interne weerstand van de voeding.
Gebruikt als een bekende weerstand in een circuit om de vereiste stroom te regelen.Gebruikt voor het onderwijzen van fysieke en elektrische experimenten.
Naast de XR2206 is de ICL8038 het tweede beroemde IC waarmee u snel een LF functiegenerator kunt ontwerpen. Wij testten een van de bekendste Chinese kits die voor ongeveer een tientje wordt aangeboden. Ons oordeel: niet zo best, er is meer mogelijk met een ICL8038!
Kennismaking met de ICL8038 functiegenerator kit
Uitgebreide achtergrondinformatie over het begrip ‘functiegenerator’
Op dit blog is een uitgebreid artikel verschenen met algemene informatie over alles dat met functiegeneratoren te maken heeft. In dit artikel bespreken wij:
– De specificaties van dergelijke apparaten.
– Het verschil tussen analoge en digitale functiegeneratoren.
– De principiële werking van analoge functiegeneratoren.
– De principiële werking van digitale functiegeneratoren.
– De functiegenerator in het hobby-laboratorium.
Klik op de onderstaande link:
Hobby-lab: functiegeneratoren
Hoe het er uit komt te zien
In de onderstaande foto ziet u wat het resultaat is van een uurtje knutselen. Een kastje met als afmetingen 9,0 cm x 6,0 cm x 1,8 cm waarin een complete laagfrequent functiegenerator zit. Met vier potentiometers kunt u de frequentie, de duty-cycle, de offset en de amplitude van het uitgangssignaal instellen. Om dure draaischakelaars te sparen moet u het frequentiebereik met een jumper instellen:
– 5 Hz tot 50 Hz.
– 50 Hz tot 500 Hz.
– 500 Hz tot 20 kHz.
– 20 kHz tot 400 kHz.
Met een tweede jumper selecteert u tussen sinus en driehoek op de eerste uitgang, die in amplitude en offset regelbaar is. Op de tweede uitgang staat altijd een niet in grootte instelbare rechthoekspanning ter beschikking. De twee uitgangen en de massa worden uitgevoerd onder de vorm van een driepolig printkroonsteentje. U kunt het apparaatje voeden uit een netstekkervoeding die 12 V gelijkspanning levert en deze spanning aanbiedt via een standaard 5 mm x 2,1 mm connector.
Alle onderdelen, inclusief de behuizing, worden geleverd in een propvol zakje van 15 cm bij 10 cm.
De kwaliteit van de elektronische onderdelen
Niets op aan te merken, alle componenten zijn van uitstekende kwaliteit en goed leesbaar gecodeerd. Helaas was bij het aan ons geleverde pakket de 78L09 niet aanwezig. In de plaats daarvan zat er een ons onbekende transistor in het pakket. Dat was even flink balen, want een dergelijke stabilisator hadden wij niet in onze onderdelen voorraad zitten.
Opmerkenswaard is dat er voor de drie DIL-IC’s voetjes worden meegeleverd.
De geleverde elektronische onderdelen zijn klein, maar van uitstekende kwaliteit.
De perspex behuizing
U moet de behuizing samenstellen uit zes plaatjes perspex die rond het printje passen. De vier zijwanden passen in gleuven in de boven- en onderplaat. In de bovenplaat zijn alle teksten uitgefreesd. De plaatjes zijn aan weerszijden voorzien van een goed klevend beschermend laagje van papier. U kunt de behuizing zowel mét als zonder deze papieren beschutting toepassen. Het is de bedoeling dat u de vier lange schroeven zelftappend in de bodemplaat schroeft. Vandaar dat slechts vier moertjes worden geleverd.
De onderdelen waaruit u de behuizing moet samenstellen.
De print
De print met als afmetingen 5 cm bij 8 cm is van een uitstekende kwaliteit. Beide zijden zijn voorzien van een soldeermasker. De soldeereilandjes zijn wél bijzonder klein, dus solderen met een heel fijne punt is absoluut noodzakelijk.
De twee zijden van de print.
De bouwbeschrijving
Tot nu toe niets dan lovende woorden over dit uiterst goedkope bouwpakketje. Dat wordt ander als wij de meegeleverde Engelstalige bouwbeschrijving kritisch bekijken. Een aanfluiting! Eén enkelzijdig bedrukt velletje A4 met niet eens het schema van de elektronica. Dwars door de onderdelenlijst is in vette Chinese karakters een tekst geprint. Op deze handleiding staat een QR-code naar een internet-pagina met meer gegevens, maar het scannen van deze code levert alleen de mededeling ‘The page cannot be found’ op.
Het schema
Gelukkig is het niet moeilijk om het sporenpatroon op het printje te volgen en om te zetten in een schema. Het resultaat ziet u in de onderstaande figuur. Het eerste dat opvalt is dat de ontwerpers op diverse plaatsen afwijken van het door de fabrikant van de ICL8038 voorgeschreven schema. Het frequentiebereik wordt geselecteerd door het naar de massa schakelen van een van de condensatoren C3-C4-C5-C6 via de jumper JP2. De frequentie in de gekozen band wordt ingesteld met de potentiometer R4 (FREQ). Met de potentiometer R1 (DUTY) kunt u de tijd-symmetrie van het uitgangssignaal instellen. Het netwerk R2-R10-R3-R9 wordt gebruikt voor het minimaliseren van de vervorming op de sinus. Op pen 9 staat de blokgolf ter beschikking. Dat is een open-collector uitgang die extern wordt belast met de weerstand R11 en rechtstreeks naar de uitgang JP3 gaat. De driehoek op pen 3 en de sinus op pen 2 gaan naar de jumper JP1, waarmee u de gewenste signaalvorm kunt instellen. De schakeling rond de ICL8038 wordt rechtstreeks gevoed uit de voedingsspanning die u aan het printje aansluit, dus met +12 V.
De uitgangsschakeling van de sinus en de driehoek bestaat uit twee op-amp’s die in een TL082 zitten. Deze schakelingen worden symmetrisch gevoed uit twee spanningen van ±9 V. Dank zij deze symmetrische voeding kunt u de driehoek en de sinus symmetrisch maken ten opzichte van de massa zonder dat u daarvoor scheidingscondensatoren nodig hebt. Deze symmetrie kunt u instellen met de potentiometer R6 (OFFSET). Het signaal wordt tot slot in grootte geregeld met de potentiometer R5 (AMP).
Deze uitgangsschakeling is nogal merkwaardig en de auteur van dit artikel zou er een heel andere oplossing voor bedenken. Erg nieuwsgierig dus naar de prestaties van dit stukje elektronica!
Het schema van de elektronica van de functiegenerator.
De voeding voor de schakeling
In de onderstaande figuur is de voeding getekend die de ontwerpers bedacht hebben. De 12 V van de netstekkervoeding wordt ontkoppeld met C10 en voedt rechtstreeks de ICL8038. Uit deze spanning wordt door middel van een 78L09 een positieve spanning van 9 V afgeleid. Met een ICL7660S omzetter wordt uit deze spanning de negatieve voedingsspanning van -9 V gegenereerd. Dat werkt uitstekend. Bij onze schakeling waren de spanningen uit deze schakeling zo goed als symmetrisch: +8,96 V en -8,65 V.
Het schema van de voeding voor de generator.
De specificaties
De fabrikant geeft de onderstaande specificaties op voor dit bouwpakketje:
– Frequentiebereik: 5 Hz ~ 400 kHz in vier bereiken
– Uitgangssignalen: sinus ~ driehoek ~ blok
– Duty-cycle: 2 % ~ 95 %
– Vervorming sinus: 1 % max. na afregeling
– Lineariteit driehoek: 0,1 % max.
– Temperatuurdrift: 50 ppm/℃
– Offset: -7,5 V ~ +7,5 V
– Amplitude sinus en driehoek: 0,1 Vtop-tot-top ~ 11,0 Vtop-tot-top
– Amplitude blok: 12 V constant
– Voeding: +12 Vdc ~ +15 Vdc
– Stroomopname: 20 mA
– Afmetingen: 88,2 mm x 61 mm x 18,5 mm
– Gewicht: 82 g
De bouw van de schakeling
Het printje bestukken
Het vol solderen van het printje zal voor u, ervaren hobbyist, wel geen problemen opleveren. Denk er wel aan dat u een zeer fijne puntvormige stift op uw soldeerbout moet monteren, anders gaat u gegarandeerd een paar ongewenste soldeerbruggen maken.
Het volledig gesoldeerde printje.
Het monteren van het printje in de behuizing
De bedoeling is dat u het printje met de vier meegeleverde boutjes en moertjes op de onderzijde van de behuizing schroeft. Dat gaat niet, de geleverde boutjes zijn te kort. Gebruik dus langere boutjes en zet dan meteen 2 mm dikke nylon ringetjes tussen de onderzijde van de behuizing en de print. Op deze manier is er ruimte voor uw solderingen, met als gevolg dat de onderzijde van de behuizing niet krom trekt als u de boutjes aandraait.
Nadien zet u de vier zijkanten vast in de gleuven in de onderzijde en monteert de frontplaat op de zijkanten. Met de vier lange boutjes kunt u nu het geheel vast schroeven. Deze speciale boutjes draaien zichzelf vast in de gaatjes in de bodemplaat van de behuizing.
Testen van het bouwpakket
Het frequentiebereik
Volgens de specificaties zou deze generator signalen genereren met frequenties van 5 Hz tot 400 kHz in vier bereiken. Als u de potentiometer ‘FREQ’ helemaal naar links draait valt het uitgangssignaal echter weg. U moet deze ongeveer tien graden open draaien alvorens de generator signalen genereert. In de onderstaande tabel zijn de gespecificeerde vier frequentiebereiken vergeleken met de door ons gemeten waarden.
De gemeten vier frequentiebereiken.
Bereik
Gespecificeerd
Gemeten
1
5 Hz ~ 50 Hz
1,51 Hz ~ 97,0 Hz
2
50 Hz ~ 500 Hz
12,3 Hz ~ 507,0 Hz
3
500 Hz ~ 20 kHz
310 Hz ~ 25,0 kHz
4
20 kHz ~ 400 kHz
10,2 kHz ~ 378,4 kHz
Stijg- en daaltijden van de ‘SQUARE’-uitgang
Pen 9 is in de ICL8038 aangesloten op een open-collector transistor. In het schema van dit bouwpakket wordt deze halfgeleider belast met een collectorweerstand R11 van 4,7 kΩ. Deze uitgang wordt rechtstreeks aangeboden aan de ‘SQUARE’-uitgang van dit apparaatje. Uiteraard zijn wij dan nieuwsgierig naar de stijgtijd van het uitgangssignaal. In het onderstaande oscillogram hebben wij deze parameter weergegeven bij de maximale frequentie van 378 kHz die ons exemplaar levert.
Bij dit oscillogram moeten wij opmerken dat wij met een gecompenseerde 1/10 probe hebben gemeten, zodat de uitgang minimaal capacitief wordt belast. Als u de blokgolf rechtstreeks meet, dan is de stijgtijd een stuk slechter.
De stijg- en daaltijden van de ‘SQUARE’-uitgang bij de maximale frequentie.
Werking van de ‘DUTY’
Deze symmetrie-instelling heeft voornamelijk zin bij de ‘SQUARE’-uitgang. In de onderstaande oscillogrammen ziet u hoe de stand van deze potentiometer het uitgangssignaal beïnvloedt. Basisinstelling was de ‘DUTY’-potentiometer in de middenstand en de ‘FREQ’-potentiometer ingesteld op 10 kHz. Dat levert een mooie symmetrische blokgolf op. Helaas wijzigt de ‘DUTY’-potentiometer niet alleen de symmetrie van het signaal, maar ook de frequentie. Volledig linksom gedraaid valt het uitgangssignaal weg. Het eerste signaal dat verschijnt bij het zeer langzaam verdraaien van deze potentiometer is een smalle positieve naaldpuls met een frequentie van slechts 2,0 kHz en een duty-cycle van 6,5 %, zie linker oscillogram. In de meest rechtse stand levert de generator een signaal met een frequentie van 12,5 kHz en een duty-cycle van 91 %.
Dat is dus niet zo best! Bij een regeling volgens het boekje zou de frequentie van het signaal constant blijven en zou alleen de tijdsymmetrie variëren. LET OP! De twee oscillogrammen hebben niet dezelfde tijdbasis instelling. Links 80 μs/div, rechts 20 μs/div.
Het uitgangssignaal bij de twee uiterste bruikbare standen van de ‘DUTY’-potentiometer.
De prestaties in de stand ‘TAI’
Om de een of andere reden wordt de driehoek, bij alle functiegeneratoren standaard ‘TRI’ genoemd, hier ‘TAI’ genoemd.
Bij ongeveer 10 kHz met de potentiometer ‘OFFSET’ in de middenstand en de potentiometer ‘AMP’ volledig open gedraaid levert de generator de onderstaande uitgangsspanning af. Er is dus weinig symmetrie in dit signaal te ontdekken en bovendien loopt het signaal vast tegen de positieve voedingsspanning. Ook dit is dus alles behalve hoe het hoort. Met de potentiometer ‘OFFSET’ in de middenstand zou het signaal volledig symmetrisch ten opzichte van de nul-as moeten verlopen.
Door het verdraaien van beide potentiometers kunt u weliswaar een mooi symmetrisch signaal uit het apparaat halen, maar soepel verloopt deze regeling niet. De stand van de ‘AMP’-potentiometer heeft namelijk ook invloed op de symmetrie van het signaal.
De driehoek bij maximale ‘AMP’ en ‘OFFSET’ in de middenstand.
Bij een frequentie van 350 kHz levert de generator een nogal vervormde driehoek, zie onderstaand oscillogram. Let er op dat wij het uitgangssignaal zo mooi mogelijk hebben gemaakt door te stoeien met de ‘DUTY’-, ‘ OFFSET’- en ‘AMP’-potentiometers.
De mooiste 350 kHz driehoek die wij uit deze generator konden toveren.
De prestaties in de stand ‘SINE’
De sinus wordt uit de driehoek afgeleid. Als u het bovenstaande oscillogram bekijkt is het duidelijk dat u niet veel goeds kunt verwachten van de sinus bij de maximale frequentie van 350 kHz. Vandaar dat wij de generator op sinus geschakeld hebben getest bij een frequentie van slechts 20 kHz. Met de twee instelpotentiometers R2 en R3 kunt u de sinus op minimale vervorming afregelen. Als u geen harmonische vervormingsmeter hebt moet u dit op het oog doen. Zoals uit het onderstaande oscillogram blijkt, blijft er op de toppen van de sinus een hardnekkig residu van de driehoek over dat niet is weg te regelen. De specificatie ‘Vervorming sinus: 1 % max. na afregeling’ is dus volledig uit de duim gezogen!
Bij 20 kHz zit er nog steeds heel veel vervorming op de sinus.
Ons oordeel over dit bouwpakket
Bij de bespreking van het schema schreven wij dat de ontwerpers van dit apparaat nogal hebben afgeweken van het door de fabrikant van de ICL8038 voorgeschreven schema. Dat wreekt zich in de prestaties van deze functiegenerator. Deze zijn volledig onder de maat. Met wat meer aandacht en tijd in de ontwerpfase van een schakeling rond een ICL8038 is het mogelijk een veel betere functiegenerator te ontwerpen.
Vooral de schakeling rond de dubbele op-amp TL082 is vrij waardeloos en had veel beter gekund. De ‘AMP’-instelling beïnvloedt de ‘OFFSET’-instelling in hoge mate, wat niet de bedoeling is en wat bij een iets ander ontwerp vermeden had kunnen worden.
Ons advies: koop dit kitje voor de onderdelen en ga zélf aan de slag met een alternatief ontwerp aan de hand van de ontelbare schema’s die u via Google vindt. Wij garanderen u dat u een functiegenerator ontwerpt met betere specificaties.
Om de beste ervaringen te bieden, gebruiken wij technologieën zoals cookies om informatie over je apparaat op te slaan en/of te raadplegen. Door in te stemmen met deze technologieën kunnen wij gegevens zoals surfgedrag of unieke ID's op deze site verwerken. Als je geen toestemming geeft of uw toestemming intrekt, kan dit een nadelige invloed hebben op bepaalde functies en mogelijkheden.
Functioneel
Altijd actief
De technische opslag of toegang is strikt noodzakelijk voor het legitieme doel het gebruik mogelijk te maken van een specifieke dienst waarom de abonnee of gebruiker uitdrukkelijk heeft gevraagd, of met als enig doel de uitvoering van de transmissie van een communicatie over een elektronisch communicatienetwerk.
Voorkeuren
De technische opslag of toegang is noodzakelijk voor het legitieme doel voorkeuren op te slaan die niet door de abonnee of gebruiker zijn aangevraagd.
Statistieken
De technische opslag of toegang die uitsluitend voor statistische doeleinden wordt gebruikt.De technische opslag of toegang die uitsluitend wordt gebruikt voor anonieme statistische doeleinden. Zonder dagvaarding, vrijwillige naleving door je Internet Service Provider, of aanvullende gegevens van een derde partij, kan informatie die alleen voor dit doel wordt opgeslagen of opgehaald gewoonlijk niet worden gebruikt om je te identificeren.
Marketing
De technische opslag of toegang is nodig om gebruikersprofielen op te stellen voor het verzenden van reclame, of om de gebruiker op een site of over verschillende sites te volgen voor soortgelijke marketingdoeleinden.
