Kendi Kendine Yapılan İlk Sinyal Jeneratörü: Osiloskop Deneyleri İçin Bir Proje
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Elektronik alanında deney yapmak için osiloskoplar vazgeçilmez araçlardır. Ancak, osiloskopların test ve kalibrasyonunda kullanılacak sinyalleri üretmek bazen zorluk yaratabilir. Bu ihtiyacı karşılamak üzere, kullanıcılar kendi sinyal jeneratörlerini tasarlayarak hem öğrenme hem de uygulama imkanı bulmaktadırlar. Bu yazıda, Reddit üzerinde paylaşılan bir DIY sinyal jeneratörü projesi üzerinden, cihazın özellikleri, tasarım detayları ve geliştirme önerileri ele alınacaktır.
Proje Özellikleri ve Üretilen Sinyaller
Proje, çeşitli sinyal türlerini üretebilen bir sinyal jeneratörüdür. Üretilen sinyaller şunlardır:
RS232 seri çıkış: Standart seri haberleşme protokolü için sinyal üretimi.
I²C sinyal çıkışı: I²C haberleşme protokolü için uygun sinyaller.
Pozitif ve negatif runt pulse'lar: Kısa, düşük genlikli darbeler.
Burst pulse'lar: Ardışık kısa sinyal paketleri.
Klasik dalga biçimleri: Sinüs, üçgen ve testere dişi dalgalar.
Genlik modülasyonu (AM) dalga desenleri: AM modülasyonlu sinyaller.
Bu çeşitlilik, osiloskop üzerinde farklı sinyal türlerinin gözlemlenmesini ve analiz edilmesini mümkün kılar.
Ayrıca Bakınız
Donanım Tasarımı ve Mikrodenetleyici Bağımsızlığı
Proje, donanım bağımlı ve bağımsız kısımların ayrılması prensibiyle tasarlanmıştır. Bu yaklaşım, farklı mikrodenetleyiciler veya DAC (Sayısal-Analog Çevirici) birimleri kullanılarak cihazın kolayca uyarlanabilmesini sağlar. Örneğin, direnç merdiveni (R-2R) tipi DAC kullanılmıştır ve bu, basit ve maliyet etkin bir çözümdür.
Bir yorumda, paralel 8 bit ve SPI 12 bit DAC'lar kullanılarak benzer bir sinyal jeneratörü yapılabileceği belirtilmiştir. Ayrıca, çıkış için 6 bit yerine 8 bit genişliğinde bir port kullanılması önerilmiştir. Bu, daha yüksek çözünürlükte analog sinyal üretimini mümkün kılar. Ek olarak, 74HC595 gibi kaydırıcı entegreler veya I/O genişleticilerle pin sayısı artırılabilir.
PCB Tasarımı ve Devre Koruma
Proje kapsamında ilk kez PCB tasarımı yapılmıştır. İzlerin yönlendirilmesi zorlayıcı olsa da, bu süreç elektronik tasarım ve KiCad kullanımı açısından önemli bir öğrenme deneyimi olmuştur. PCB tasarım dosyaları (Gerber dosyaları) GitHub üzerinde paylaşılmıştır, bu da diğer kullanıcıların projeyi incelemesini ve geliştirmesini kolaylaştırır.
Sinyal Güçlendirme ve Opamp Kullanımı
DAC çıkış sinyali doğrudan kullanıldığında, sinyal seviyesi ve sürücü kapasitesi sınırlı olabilir. Bu nedenle, sinyalin güçlendirilmesi için opamp (operasyonel amplifikatör) kullanımı önerilmektedir. Örneğin, AD8055 gibi hızlı opamp'lar sinyalin tamponlanması ve seviyesinin ayarlanması için uygundur.
Ancak opamp seçerken dikkat edilmesi gerekenler vardır:
Opamp giriş ve çıkış gerilim aralıkları sınırlıdır. AD8055 örneğinde, giriş ve çıkış sinyalleri güç kaynağı raylarının yaklaşık 1.8V içinde kalmalıdır.
Bazı opamp'lar, besleme gerilimi olmadan çalışmaz veya sinyal seviyesini yükseltmek için ek voltaj kaynakları gerekebilir.
Bu nedenle, opamp seçimi ve besleme düzeni tasarımda kritik öneme sahiptir.
Yazılım ve Kullanıcı Deneyimi
Proje yazılımı, GitHub üzerinde açık kaynak olarak paylaşılmıştır. Bu, kullanıcıların kodu incelemesine, değiştirmesine ve kendi ihtiyaçlarına göre uyarlamasına olanak tanır.
Kullanıcılar, dokunmatik ekranlı Rigol osiloskopların kullanımının pratik olduğunu belirtmişlerdir. Dokunmatik ekran, fiziksel düğmelerin zarar görmesi durumunda yedek kontrol imkanı sağlar.
Geliştirme ve İyileştirme Önerileri
8 bit DAC çıkışı: Mevcut 6 bit çıkış yerine tam 8 bit çıkış için port değişikliği ve pin sayısının artırılması.
Opamp tamponlama: Sinyal kalitesini artırmak için hızlı ve uygun opamp kullanımı.
Ek pin genişletme: 74HC595 veya I/O genişleticilerle sinyal çeşitliliğinin artırılması.
Farklı mikrodenetleyiciler: RP2040 gibi daha fazla pin ve özellik sunan mikrodenetleyicilerle uyarlama.
Sonuç
Bu DIY sinyal jeneratörü projesi, elektronik ve osiloskop deneyleri için kapsamlı bir çözüm sunar. Hem donanım hem yazılım açısından öğrenme ve geliştirme fırsatları içerir. Açık kaynak yapısı sayesinde, elektronik meraklıları ve öğrenciler için değerli bir kaynak oluşturur.
"Bu proje, elektronik bilgimi tazelemek ve PCB tasarımını öğrenmek için harika bir fırsat oldu." - Proje sahibi
Kaynaklar:
Reddit /r/electronics tartışması: https://reddit.com/r/electronics/comments/1mqvjl1/my_first_diy_signal_generator_built_for/
