Generatore multifunzione portatile.

Da un po' di tempo sono apparsi sul mercato diversi generatori di origine orientale che offrono numerose funzioni a cosi molto interessanti.
Si tratta di piccole unità, apparentemente basate sullo steso progetto, che possono generare PWM, impulsi, sinusoide, oltre a corrente continua 4-20mA e tensione 0-24V.

In particolare, quello valutato qui, si differenzia da altri per il fatto di essere un completo strumento portatile, alimentato da una batteria interna ricaricabile.

Questo strumento è reperibile nei soliti siti di eCommerce orientali come Aliexpress oppure da Amazon, contrassegnato dalla sigla WFSGS-06. La caratteristica comune a questa classe di apparecchi è la presenza di un display OLED quadrato da circa 26mm ed un limitato numero di comandi di cui fa parte , solitamente, un encoder meccanico, qui sostituito da tre pulsanti. Le prestazioni generali sono centrate sulla generazione di segnali PWM, impulsi, tensioni e correnti costanti, tutte programmabili. In questo modello abbiamo disponibile, oltre a una segnale sinusoidale, anche uno a onda triangolare. E' contenuto in una scatoletta plastica di circa 92x70x28mm, dagli angoli arrotondati, che contiene anche una batteria LiPo da 3.7V - 1000mAh, ricaricabile attraverso una presa USB mini.

Nonostante le dimensioni ridotte, il generatore ha molteplici funzioni:

• PWM: genera una forma d'onda quadra con frequenza programmabile fino a 150kHz, duty cicle programmabile 0-100% e tensione programmabile fino a 24V
• Pulse : genera impulsi con tempo di ritardo all'avvio programmabile tra 0 e 60s, tempo di durata dell'impulso programmabile da 0 a 60s, tempo di attesa prima dell'impulso seguente programmabile tra 0 e 60s e numero degli impulsi emessi tra 1 e 60000, con una precisione dichiarata di 0,001s
• Onda sinusoidale : variabile da 1 a 999999Hz
• Onda triangolare :  variabile da 1 a 999999Hz
• Corrente costante : programmabile nel campo tra 4 e 20mA
• Tensione costante : programmabile tra 2 e 10V

Come comune a questi prodotti cinesi, non esiste alcuno schema e neppure la minima documentazione al di là delle poche righe di descrizione riportate dal sito del venditore e su questo ci basiamo per esplorare le possibilità delle varie funzioni.

Nella parte superiore del contenitore c'è l'interruttore di accensione, la presa USB di ricarica dell'accumulatore interno e un LED rosso che si accende per la durata del tempo di ricarica.
Sul display, una icona in alto a destra indica lo stato di carica della batteria.

Sul frontale abbiamo 8 pulsanti: F1 : una pressione porta alla modalità PWM.  Una seconda pressione alla modalità Pulse. F2 : una pressione porta alla modalità Sine.  Una seconda pressione alla modalità Triangle . F3 : attiva la modalità V/mA SET : permette di scorrere i campi dei valori programmabili, a partire dai decimal Tre pulsanti sostituiscono l'encoder: << : muove il cursore nei campi dei valori programmabili. Ogni cifra può essere puntata singolarmente i due triangoli up/down consentono di aumentare o diminuire ogni cifra il pulsante on/off serve ad avviare l'uscita di impulsi e PWM Una icona on/off nell'angolo in basso a destra è bianca se l'uscita non è attivata, rossa se l'uscita è attivata

Una nota indispensabile: anche se il display presenta le forme d'onda generate, NON ha funzione di oscilloscopio o frequenzimetro: le immagini grafiche sono statiche e servono solo come indicazione della funzione o, come nel caso degli impulsi, a visualizzare i parametri programmabili.

Se in un altro modello l'encoder con pulsante serviva alla modifica dei parametri programmabili, qui la funzione è svolta da pulsanti ed ha una logica leggermente diverse, anche se intuitiva.

Per ogni funzione, i pulsanti con i triangoli up/down hanno sempre lo scopo di aumentare (up) o diminuire (down) i valori.

Vediamo più in dettaglio le varie modalità.

F1 - PWM

All'accensione, si presenta per un breve istante sul display il logo WINNERS del costruttore, poi viene attivata la modalità PWM, che è raggiungibile ogni momento premendo il pulsante F1. 

La selezione viene confermata dal display che presenta un campo ortogonale u/t con un inizio di onda quadra. Abbiamo la possibilità di programmare tre parametri: V: Tensione dell'impulso F : Frequenza D : Duty cycle

Premendo una volta il tasto SET accediamo alla programmazione, iniziando dall'ampiezza dell'impulso, ovvero dalla tensione V e in particolare nella cifra dopo la virgola, che si colora di rosso. Con i pulsanti up/down e << pomo modificare i valori come indicato prima.

Premendo nuovamente SET passiamo al campo successivo, quello della frequenza. La programmazione del valore e il passaggio alle cifre prima e dopo la virgola è lo stesso visto sopra. Il valore della frequenza è in kHz, con 3 decimali.
Una nuova pressione su SET fa accedere al duty cycle, che è variabile con l'encoder. Anche qui l'onda quadra sul display si modifica a seconda del duty scelto.

Nell'angolo in basso a destra è visibile un simbolo di on/off. Se non c'è uscita, il simbolo è bianco. Se vogliamo ottenere il segnale PWM in uscita, premiamo ancora SET per lasciare la programmazione dei valori (tutte le cifre in verde) e quindi premiamo il pulsante on7off: il simbolo on/off passerà al colore rosso e all'uscita sarà presente l'impulso. Una nuova pressione sul pulsante  blocca l'uscita e così via.

Qui le forme d'onda in uscita, con duty cycle 50%, tensione 5V e frequenza 1k, 50K, 100k e 150kHz. 
Il valore della frequenza misurata dall'oscilloscopio è molto precisa (1.0003kHz per un valore nominale di 1.000Hz).

Per passare da una funzione ad un'altra occorre essere usciti dalla finestra di programmazione (tutte le cifre in verde). Se ci sono ancora cifre in rosso, occorre premere SET fino a che non si esce dalla programmazione.

F1 - Pulse
Premendo due volte F1 si introduce la funzione Pulse.

La selezione viene confermata dal display che presenta un campo ortogonale u/t con l'onda quadra e tre tempi T0, T1 e T2.  Abbiamo la possibilità di programmare cinque parametri: T0 tempo iniziale T1 durata impulso T2 tempo finale PulseNum numero degli impulsi  Tensione dell'impulso I tempi sono regolabili tra 0.000s e 59.999s. Il numero degli impulsi è variabile tra 1 e 59999.

La tensione dell'impulso non è direttamente programmabile da questa finestra, ma va fissata nella finestra PWM.

Le regole per passare da un campo ad un  altro sono quelle viste sopra.
Non ci sono effetti grafici: la forma d'onda sul display è fissa e serve solo comprendere i tre tempi programmabili.

Ad esempio, se impostiamo:  T0=0.000 T1=0.020 T2=0.020 PulseNum = 100 abbiamo in uscita 100 impulsi da 20ms distanziati uno dall'altro di 20ms (25Hz). Una breve pressione sul pulsante dell'encoder avvia l'emissione degli impulsi, con l'icona on/off che passa dal bianco al rosso, mentre il numero programmato viene decrementato fino ad arrivare a 0. E' possibile interrompere l'emissione degli impulsi, che può essere ripresa da dove sospesa.

L'uscita degli impulsi è la stessa del PWM, per cui le due funzioni sono alternative.

Peraltro, tutte le funzioni sono alternative: è possibile ottenere in uscita un solo segnale alla volta; quindi potremo avere PWM oppure Pulse oppure V/mA oppure la sinusoide, anche se alcuni segnali hanno una loro uscita specifica.

F2 - Sine
Premendo una volta il pulsante F2 si introduce la funzione Sine.

Anche in questo caso, l'immagine del display è statica. Possiamo programmare direttamente la frequenza tra 1 e 1000Hz senza altra manovra che ruotare l'encoder. La sinusoide  è immediatamente disponibile all'uscita comune con la tensione.  L'icona on/off è rossa per indicare che l'uscita è attiva. Non pare sia possibile regolare l'ampiezza della sinusoide.

La precisione della frequenza è sempre ottima, mentre si nota la scalettatura dovuta alla generazione digitale della sinusoide.

F2 - Triangle

Premendo due volte il pulsante F2 si accede alla forma d'onda triangolare, con le stesse caratteristiche della sinusoide

F3 - V/mA

Premendo il pulsante F3 si passa la generatore di tensione e corrente

La presentazione sul display è essenziale:  il primo campo riguarda la tensione costante variabile tra 2.00 e 10.00V il secondo campo riguarda la corrente costante variabile tra 4.00 e 20.00mA Le regole per passare da un campo ad un altro sono quelle viste sopra. Tensione e corrente sono subito disponibili sulle relative uscite indipendenti. Ricordiamo che non si tratta di un alimentatore, ma di un generatore di segnale, quindi non può fornire corrente oltre 20-30mA,

Tensione e corrente sono accessibili contemporaneamente su due uscite diverse e possono essere regolate direttamente richiamando il setup con il pulsante SET e variandone il valore con la combinazione dall'ecoder e del suo pulsante.
La tensione e la corrente, comparate con un multimetro Goessen si sono dimostrate precise alle due cifre decimali.

Assieme all'apparecchio è fornito un cavetto USB per la ricarica della batteria e una coppia di cavi rosso/nero con pinze terminali per collegare l'apparecchio all'applicazione.

Conclusioni

Le applicazioni sono molteplici.
Ad esempio,il generatore PWM permette di verificare il funzionamento di servocomandi, valutare la frequenza ottimale di controlli di motori e il duty cycle di sistemi di illuminazione.
Il modo Pulse consente di generare eventi nel tempo, anche molto lunghi; la possibilità di produrre un numero esatto di impulsi è ottima per verificare contatori, frequenzimetri e strumentazione varia, come pure per testare programmi che debbano lavorare con impulsi e periodi.
Il modo V/mA consente di avere a portata di mano una sorgente di tensione per verificare loop di conversione AD e collaudare ingressi di sensori e strumentazione; il loop di corrente ha un impiego diretto nella sua estensione industriale, ma può avere anche usi meno ovvi, come ad esempio valutare la corrente migliore per l'applicazione di un LED o tracciarne la curva corrente/tensione diretta.

Ha un po' stupito la precisione dei parametri programmabili, che, per un oggetto a così basso costo, è piuttosto buona.

In conclusione, si tratta di un multimodo non disprezzabile: con un costo veramente minimo, e non solo per l'hobbista, si ha a disposizione uno strumento, discretamente preciso per sviluppo, debug e test di programmi, come pure test e verifica di segnali e sensori.