GERADOR DE FUNÇÕES - ABMS-FG001
Este projeto foi baseado no Gerador de Funções Semi Profissional da WRKits e modificado pela ArduinoByMyself para melhores condições de trabalho.
A intenção é mostrar as funcionalidades dos circuitos e dos componentes.
O produto não é comercializável, e trata-se do tipo "Faça você mesmo", não nos responsabilizamos por erros de interpretação nos processos e montagem final, e não forneceremos mais detalhes construtivos além do que está postado no blog.
Não cobramos por direitos autorais, o projeto pode ser modificado sem aviso prévio pelo autor, bem como pode ser utilizado pelo público sem necessidade de autorização.
Todas as funcionalidades foram testadas previamente em proto-board e posteriormente elaborado confeccionadas as placas de circuito impresso.
Os diagramas dos circuitos foram elaborados em Eagle - CAD e estamos disponibilizando as versões finais, bem como o layout das placas de circuito impresso e o software.
A confecção das placas foi realizada de modo "amador" utilizando o método de sensibilização da tinta foto-sensível com luz ultra violeta e revelação por barrilha leve, com posterior corrosão utilizando percloreto de ferro.
DESCRIÇÃO GERAL:
Este equipamento foi projetado para gerar sinais nos seguintes formatos: Senoidal(SIN), Quadrada(SQR) e Triangular(TRI).
Utiliza o circuito integrado da EXAR XR2206 como componente principal na etapa de geração dos sinais.
Possui um circuito formatador de sinal para níveis TTL.
Um circuito amplificador de sinais permite obter sinais de até 8 Vpp na saída.
Possui saída digital (con níveis TTL) para onda quadrada e também analógica DC/AC para ondas Triangular e Senoidal.
Circuito de controle utilizando ATMEGA328 com bootloader do Arduino (permite monitorar o sistema e fazer indicações de: frequência, período, amplitude, formato de onda e range de frequências.
FUNCIONALIDADES AGREGADAS:
Alcance de Frequências: 10 - 700KHz (para uma maior precisão, temos potenciômetros de ajuste grosso e fino );
Amplitude (a amplitude pode variar de 0 a 8V);
Saídas com acoplamento DC e AC (50 e 600 Ohms);
Saída de sinal TTL (5V sem componente DC) para onda quadrada;
Chave seletora de formato de onda (SIN, SQR e TRI);
Chave seletora de frequência com os seguintes alcances:
0 - 100Hz
100Hz - 1KHz
1KHz - 10KHz
10KHz - 100KHz
100KHz - 1MHz
Push-Button Up/Down para seleção de opções no menu do display;
Display LCD 20x4 para observar informações tais como: Frequência, Período, Formato de onda, alcance de frequências e Amplitude do sinal;
LED para indicar sistema ligado/desligado;
Pontos de monitoração de tensões de alimentação (+5V, -5V, GND, +15V -15V);
Chave Liga/Desliga geral;
Alimentação AC
Chave seletora AC 110/220V
Fusível de proteção (500mA);
Unidade de ventilação forçada (Ventoinha/FAN);
COMPONENTES:
Abaixo a lista de componentes de cada uma das placas que compõem o equipamento.
Placa 1 (Gerador de funções):
C1 470p
C2 10u
C3 100n
C4 100n
C5 10u
C6 1u
C7 100n
C8 10n
C9 1n
F_COARSE 10K Linear Potentiometer
F_FINE 1K Linear Potentiometer
IC1 XR2206CP
JP1 WF_SW_A - Rotary Switch 1xPole3xPosition A
JP2 Power
JP3 WF_SW_B - Rotary Switch 1xPole 3xPosition B
JP4 Range SW - Rotary Switch 1xPole 5xPosition
OFFSET_ADJ 2M - Trimmer
R1 390R
R2 1K
R3 1K
R4 390R
R5 56K
R6 1K
R7 1K
R8 1K
R9 1K2
R10 1K5
R11 10K
SIMETRY 33K - Trimmer
SINE_ADJ 1K - Trimmer
SQR_ADJ 3K3 - Trimmer
T1 BC547
T2 BSX20
TRI_ADJ 47K
X1 Board RCA connector (saída de sinal para o amplificador)
X2 Board RCA connector (saída de sinal para o conversor TTL)
Placa 2 (Amplificador de sinal):
AMPLITUDE 10K LOG
C1 100u
C2 15p
C3 470u
C4 470u
C5 100u
D1 1N4148
D2 1N4148
JP1 PINHD-1X3 POWER (alimentação da placa)
JP2 conexão para medida de amplitude
JP3 Saída DC
JP4 Saída AC
OFF_SET 1K Trimmer
Q1 BC557
Q2 BD139
Q3 BC549B
Q4 BC549B
Q5 BD140
R1 47R
R2 1K
R3 10K
R4 10R
R5 3K3
R6 12K
R7 47R 10W
R8 10R
R9 100R
R10 1K5
R11 3K3
R12 1K
R13 5K6
R14 680R
X1 AK300/3 (alimentação)
X2 Board RCA connector (entrada de sinal vindo da placa gerador)
Placa 3 (controle uProcessado):
C1 100n
C2 100n
C3 22p
C4 22p
IC1 MEGA8-P
JP1 PINHD-1X2
JP2 PINHD-1X5
JP3 PINHD-1X5
JP4 PINHD-1X4
JP5 PINHD-1X2
JP6 PINHD-1X3
JP7 PINHD-1X4
JP8 PINHD-1X6
JP9 PINHD-1X2
JP10 PINHD-1X2
JP11 PINHD-1X3
Q1 16M XTAL/S
R1 10K
R2 10K
R3 10K
R4 10K
R5 10K
R6 10K
R7 10K
R8 10K
R9 10K
R10 10K
R11 10K
S1 TAC_SWITCHPTH (reset)
Placa 4 (conversor TTL):
C1 100n
C2 100n
D1 1N5231
IC1 LF356N
IC2 4093N
JP1 PINHD-1X4 (alimentação)
JP2 FREQ (saída para o frequencimetro)
R1 4K7
R2 10K
R3 1K
U$1 BNCPTH (Conector BNC para a saída TTL)
X1 WBTOR1 (entrada do sinal proveniente da placa gerador)
Placa 5 (fonte de alimentação simétrica):
B1 GBU4
C1 220u
C2 100n
C3 1000u
C4 100u
C5 220n
C6 220u
C7 22u
C8 1000u
C9 100u
C10 220n
IC1 78XXS
IC2 78XXS
IC3 79XXS
IC4 79XXS
JP1 PINHD-1X2
JP2 PINHD-1X5
JP3 PINHD-1X5
JP4 PINHD-1X5
JP5 PINHD-1X5
JP6 PINHD-1X5
JP7 PINHD-1X5
R1 2K2/2W
X1 AK300/5
X2 AK300/3
X3 AK300/2
X4 AK300/2
X5 AK300/2
X6 AK300/3
X7 AK300/3
DIAGRAMAS & HARDWARE:
Placa 1 (Gerador de funções):
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| JP2 - alimentação JP4 - Chave de seleção de frequências (Range) setor A JP3 - Chave de seleção do formato de onda setor B JP1 - Chave de seleção do formato de onda setor A X1 - saída para o amplificador X2 - Saída para o conversor TTL |
Placa 2 (Amplificador de sinal):
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| X2 - Entrada de alimentação JP1 - pontos de alimentaçãoWBTOR1 - RCA sinal vindo da placa gerador JP2 - saída para monitoração de amplitude JP3 - saída DC JP4 - saída AC |
Placa 3 (Controle):
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| JP1 - SINAL DE MONITORAÇÃO DE AMPLITUDE (vem do amplificador) JP2 - DISTRIBUIÇÃO ALIMENTAÇÃO GND JP3 - DISTRIBUIÇÃO ALIMENTAÇÃO +5v JP4 - BARRAMENTO I2C DO LCD JP5 - ALIMENTAÇÃO 5v JP6 - NÃO USADO JP7 - CHAVE SELETORA DE FORMATO DE ONDA SETOR C JP8 - CHAVE SELETORA DE FREQUENCIA SETOR B JP9 - NÃO USADO JP10 - SINAL DE MONITORAÇÃO DE FREQUENCIA (vem do conversor TTL) JP11 - NÃO USADO |
Placa 4 (Conversor TTL):
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| JP1 - alimentação da placa X1 - Entrada de sinal proveniente da placa gerador WBTOR1 - saída de sinal TTL JP2 - Sinal para monitoração de frequência |
Placa 5 (fonte de alimentação simétrica):
SOFTWARE:
Todo as versões de software desenvolvidas para Arduino podem ser obtidas no GitHub abaixo:
https://github.com/Arduinobymyself/FunctionGeneratorABMS.git
Bem como os arquivos de esquema e placa para o eagle.
FOTOS E VIDEOS:
Fotos tiradas durante a montagem e testes realizados.
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| Projeto básico do controlador |
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| Projeto básico do amplificador de sinal |
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| Projeto básico do conversor TTL |
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| Fonte de alimentação +15V, -15V, +5V, -5V e GND |
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| Gerador XR2206 sob teste |
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| Onda Quadarada a 100KHz |
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| Onda senoidal |
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| Onda Triangular |
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| Eagle CAD do gerador de sinal |
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| XR2206 da EXAR sob teste |
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| Circuito completo do Gerador de sinais |
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| Placa da Fonte de alimentação |
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| Placa da fonte de alimentação já corroída e devidamente cortada |
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| Placa feita para acomodar as Switches de Range e Forma de onda |
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| Chave Rotativa de 3 polos e 3 posições - seleção do formato de onda |
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| Chave Rotativa de 1 polo e 5 posições - seleção do Range de frequencias |
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| Toda soldagem será feita nos pinos externos para não danificar a chave que é sensível |
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| Fonte mais transformador |
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| Fonte mais chave geral e fusível |
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| Detalhe da chave geral, fusível e chave seletora 110-220 |
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| Detalhe da soldagem da fonte de alimentação |
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| Montagem do painel frontal - as 2 chaves, os 3 potenciômetros, os 3 BNC de saída de sinal e o display LCD |
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| Painel montado |
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| Caixa da montagem em padrão instrumental |
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| Painel Traseiro com a FAN, chave geral, Chave seletora 110-220 e bornes com os pontos de alimentação.... dá pra usar as tensões em pequenos projetos |
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| Alojamento do Trafo e fonte |
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| Conexões do painel traseiro |
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| Placa do Gerador |
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| Iniciando as soldagem dos componentes |
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| Conectores BNC para interconexão entre as placas com cabo blindado |
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| Placa do amplificador de sinal |
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| Placa do Controlador com arduino... faz o controle do LCD para mostrar as informações: Frequencia, Período, Range, Formato de onda, Amplitude, etc..... |
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| Placa Controladora e eagle CAD |
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| Placa amplificadora de sinal e eagle CAD |
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| As 3 Placas principais |
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| Soldagem de componentes na placa Amplificadora de sinal |
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| Conector RCA para ligar a placa principal |
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| Placa Geradora (embaixo) e Amplificadora (em cima) |
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| Soldagem da Placa Controladora |
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| "Sandwich" das 3 placas (de baixo pra cima) Gerador, Controlador e Amplificador |
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| Todas as ligações completadas... Projeto funcionando Olha a frequência máxima!? Logico que o formato das ondas deformam muito, mas até uns 200KHz dá pra usar sem problemas |
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| Range e formato de onda sendo mostrado no display Controles: da esquerda pra direita potenciômetros Freq Course, Freq Fine, Amplitude Chave seletora rotativas de: formato de onda (em cima) e Range de frequências (embaixo) Botões up and down Led indicador de funcionamento Display 20 colunas x 4 linhas |
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| Este é so um exemplo do LCD mostrando a precisão (que foi atestada no osciloscópio) |
Em breve colocarei um vídeo com o osciloscópio mostrando a precisão dos sinais gerados e do funcionamento em geral
AGUARDE!
Montagem bem incrível. Parabéns Marcelo
ResponderExcluirMontagem bem incrível. Parabéns Marcelo
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