함수 발생기 자작 (D.I.Y. Function Generator)

  자작 작업중 함수 발생기가 필요하여 만들었다. 잘 만들어진 상용품을 구매해서 사용해도 되지만 사용하지 않던 자동차용 HUD(Head Up Display)를 개조하여 만들어 보기로 했다.
[그림 1] Smart HUD 2gn. 상용품

  해당 장치는 STM32F103 마이크로 컨트롤러를 장착하고 있는데 다행히 DAC(Digital to Analog Converter) 기능을 가지고 있어 함수 발생기 기능 구현에 안성맞춤이다. 터치는 없지만 LCD 디스플레이도 가지고 있어 더할나위 없다. MCU DAC 출력은 보통 GND부터 Vref까지 출력을 가지므로 보통 0~3.3V까지 출력을 낼 수 있다. -12V 부터 +12V까지 출력을 낼 수 있도록 인버터와 OP-AMP를 추가하여 [그림 2]와 같이 추가 회로를 구성 하였다.
[그림 2] ±12V 생성을 위한 인버터 및 Charge Pump 회로 제작

  브러시 DC모터를 이용한 가스벨브 제어용 PIC 컨트롤러를 재 프로그래밍 하여 AC 인버터로 개조하였다. 이후 Charge Pump 회로와 7812 및 7912를 추가하여 OP-AMP용 ±12V 전원 전압을 생성하고, 7805를 부착하여 로직 전원용으로 활용 하였다.
[그림 3] Smart HUD 2gn. 개조

  우선 [그림 3]과 같이 기성품 회로 수정을 하고 필요한 함수 발생기 기능을 구현하여 프로그래밍 한다.
[그림 4] Smart HUD 2gn. 개조

[그림 5] 자작한 전원 보드 부착

[그림 6] 키 패드 부착

[그림 7] 기본 동작 확인

  다 만들었으니, OP-AMP의 offset과 이득 값을 조절한다. 이후 오실로스코프를 통해 원하는 동작을 잘 하고 있는지 확인 한다.
[그림 8] 50Hz ±6.11V 사인파 발생

[그림 9] 50Hz ±6.11V 사인파 발생 확인 (5V/DIV, 5ms/DIV)

[그림 10] 50Hz ±6.11V 70% Duty 구형파 발생

[그림 11] 50Hz ±6.11V 70% Duty 구형파 발생 확인 (5V/DIV, 5ms/DIV)

[그림 12] 50Hz ±6.11V 톱니파 발생

[그림 13] 50Hz ±6.11V 톱니파 발생 확인 (5V/DIV, 5ms/DIV)

[그림 14] 50Hz ±6.11V 역 톱니파 발생

[그림 15] 50Hz ±6.11V 역 톱니파 발생 확인 (5V/DIV, 5ms/DIV)

[그림 15] 50Hz ±6.11V 삼각파 발생

[그림 16] 50Hz ±6.11V 삼각파 발생 확인 (5V/DIV, 5ms/DIV)

  간단하군... 흠, 이제 요놈이 필요한 작업으로 다시 시작...

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