High Cost Parts
A reader asked us to identify which labs use the less routine and more expensive parts so he could decide if he wanted to skip the labs that used them. The spreadsheet below breaks out the parts from both the Analog and Digital Parts Lists that cost more than $5, with a column added to show where they are used.
Parts you probably need:
The FPGA is required for all the FPGA labs in Chapters 15 – 19 and 21.
The microcontroller and the debugging probe are required for all the microcontroller labs in Chapters 22 – 27.
The matrix keyboard and Sparkfun 16×2 LCD display are required for the microcontroller labs if you want to build the Lullaby Jukebox in Chapter 27.
Parts you could skip without too much compromise in learning:
The LTC1150 zero drift op amp is used in the integrator lab (7L.1) to demonstrate the difference between a good op amp (the LF411) and an expensive, low offset, low bias one in a demanding application, the integrator. But at more than $12 it is an expensive lesson.
The $10 LT6020 low offset op amp is used in the instrumentation amplifier lab (7L.4.3.1) for the same reason. It is also used in the JFET lab because it works better than the cheaper LM358, but you can still do the experiment with the latter.
The LT1167 instrumentation amplifier (IA) is used in Lab 7L.4.5 to show how much better a commercial IA is than the one you build from parts in 7L.4.3. You could just take our word for it and save $13.
In the instrumentation amplifier lab, the purpose of the HX711 Load Cell Sensor Module is to allow you to try an IA with an Arduino microcontroller. We skip this exercise (7L.4.7) when we teach the course since we cover microcontroller interfacing in depth in the last third of the book.
The AD630 used in the lock-in amplifier lab (10L.2) again demonstrates the superiority of a packaged solution to the one you build yourself, but at $41 you probably will want to take our word for it instead.
The LT1073 introduces you to switching voltage regulators but these days you mostly buy power supplies rather than make them yourselves so you could consider skipping Lab 11L.2 to economize. However, if you want to understand how switching regulators work, it is $11 well spent.
The AD588 DAC helps to understand how the successive approximation analog-to-digital converter works (Lab 20L.1). It is quite expensive at $31. We have seen them much cheaper on eBay but as always caveat emptor. The AD557 should also work and is somewhat cheaper at $22. However, you can also just replace it with the FPGA for free. See Footnote 5 on Page 827 for a link to a Verilog program that turns the FPGA into a replacement for the AD558. Finally, you could skip it if you are not interested in data conversion. (Again something you normally buy rather than make yourself.)
Parts you could skip but “it would be wrong” (pedagogically speaking):
The motor driven potentiometer is used in the PID lab (10L.1). At $20 is is relatively expensive but it is a worthwhile lab that brings together a number of topics (integrator, differentiators, feedback, stability) covered earlier in the book.
The hobby servo used in the lunar lander is a fun lab (25L.1.4). You could save $6 by skipping it but try it if you can.
A #344 incandescent light bulb ($7) is used in the sine wave oscillator (8L.7) but a cheaper alternative is recommended in the notes.
Parts you could skip but are worth doing unless you have to go without dinner to buy them:
The 6.3V transformer ($12) is used both to demonstrate rectification (Lab 3L) but also to separate 60Hz power line voltage from noise in the filter lab (2L.2). If you don’t have a floating function generator, it is used in Lab 5L.1.4 to generate a common mode signal for the differential amplifier lab.
The CA3096 ($11) is used in Lab 5L to build an op amp out of discrete transistors. This is not only a fun lab, it also demystifies a device that is often presented as a black box. The 1N5294 current source diodes used in this lab have gotten ridiculously expensive ($17 and two are needed), but we suggest a number of much less expensive substitutes. The CA3096 can be hard to find. If you get desperate, email us at parts@LAoE.link for help.
The MAX294 switch capacitor low pass filter ($15) could be skipped but it is quite impressive in Lab 12L.2.2 to see how fast an 8th order filter attenuates and it is useful to see a filter whose corner frequency is set by a clock frequency, not component values.
| Description | Qty Needed | Mfgr. | Part No (exact) | Source | Distributor Part No | Price (Qty 1) $US | Where Used | Notes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| SWITCHES | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keypad, Membrane, 4×4 Matrix, Telephone Format, A – D | 1 | Parallax | 27899 | Digikey | 27899PAR-ND | $ 9.36 | 21L (optional), 23L.3, 27L | Adafruit 3844 ($5.95) should work as well, but we have not tested it | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| TRANSFORMERS and INDUCTORS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Transformer, 115V Primary, 6.3V Secondary Center Tapped, 1.2A | 1 | Triad | F-14X | Digikey | 237-1917-ND | $ 11.72 | 2L.2, 3L.3, 3L.4, 5L.1.4 (optional), 17L.5.2 (optional) | 115V/230V can be deadly. Be sure to insulate the primary leads before using the transformer with line voltage in Chapters 2L and 3L. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| AUDIO DEVICES | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electret Microphone with Amplifier (optional) | see notes | Adafruit | 1063 | Digikey | 1528-1013-ND | $ 6.95 | 26W.3 (optional worked example) | Used in worked example of Chapter 26W. SparkFun BOB-12758 is similar but does not include volume control. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DISCRETE SEMICONDUCTORS: DIODES | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1N5294, JFET Current Source Diode, 0.75mA (see notes for alternatives) | 2 | Solid State | 1N5294 | Mouser | 579-1N5294 | $ 17.36 | 5L.1.5, 5L.1.6, 8L.3.2, 8L.5.2 but see notes for cheaper alternatives | Two required for BJT II Lab 5. These are getting quite expensive and hard to find – see https://LAoE.link/1N5294.html for alternatives. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DISCRETE SEMICONDUCTORS: BIPOLAR TRANSISTORS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CA3069, BJT Array, 3 NPN, 2 PNP | 1 | Intersil | CA3096E | Walmart | See notes | $ 10.95 | 5L.1, 5L.2, 5L.3.2 | Also try eBay or google shopping. HFA3096 will not work. 16-SOIC version from Digikey (2156-CA3096CM96-ND) with 333 minimum qty | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| INTEGRATED CIRCUITS: OP AMPS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LTC1150, Op Amp, Low Offset Voltage, Zero Drift | 1 | ADC | LTC1150CN8#PBF | Digikey | LTC1150CN8#PBF-ND | $ 12.52 | 7L.1.2, 7L.1.3 | Used in integrator lab | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LT6020, Op Amp, Low Offset Voltage | 1 | ADC | LT6020HMS8#PBF | Digikey | LT6020HMS8#PBF-ND | $ 9.27 | 7L.4.3.1, 12L.5.1 | Used in instrumentation amplifier and JFET labs | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| INTEGRATED CIRCUITS: VOLTAGE REGULATORS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LT1073, Voltage Regulator, Adjustable, 1.5A, Switching, Buck/Boost | 1 | ADC | LT1073CN8-5#PBF | Digikey | LT1073CN8-5#PBF-ND | $ 10.69 | 11L.2.1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| INTEGRATED CIRCUITS: OTHER | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| MAX294, Switched- Capacitor Low Pass Filter | 1 | ADC | MAX294CPA+ | Digikey | MAX294CPA+-ND | $ 14.66 | 12L.2.2 | Also try Amazon, eBay or Octopart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LT1167, Instrumentation Amplifier | 1 | ADC | LT1167IN8#PBF | Digikey | LT1167IN8#PBF-ND | $ 13.07 | 7L.4.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| AD630, Balanced Modulator/Demodulator (see notes) | see notes | ADC | AD630JNZ | Digikey | 505-AD630JNZ-ND | $ 41.31 | 10L.2 (optional) | Optional IC modulator/demodulator for lock-in lab. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| AD558, DAC, 8-bit, Parallel Input, Single Supply | 1 | ADC | AD558JNZ | Digikey | AD558JNZ-ND | $ 31.57 | 20L.1.1, 20L.1.2, 21L (optional) | The AD557JNZ ($28.70 at Digikey) should work as well. It is pin identical to the AD558 but the output range is a fixed 0 – 2.56V and Vcc is 5V. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| OPTICAL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| #344 Lamp, Incandescent, 10V, 0.014A | 1 | JKL Comp | 344 | onlinecomp | $ 6.56 | 8L.7 (see note) | Sustitute #7344 (same lamp with bi-pin base) for single qty purchase. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sparkfun 16×2 LCD Display, RBG Backlight, SPI, Serial , I2C w/ Headers | 1 | SparkFun | LCD-16396 | Digikey | 1568-LCD-16396-ND | $ 22.50 | 26L.3, 27L.1 | Slightly cheaper direct from SparkFun | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| MISC | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HX711 Load Cell Sensor Module, SPI Output | see notes | Sparkfun | SEN-13879 | Digikey | 1568-1436-ND | $ 10.95 | 7L.4.7 (optional) | Optional experiment using Arduino in instrumentation amplifier lab. You can buy this module with the load cell on Amazon. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hobby Servo, 180 degree angular postion, micro | 1 | Adafruit | 169 | Digikey | 1528-1076-ND | $ 5.95 | 25L.1.4 | This is a TowerPro SG92R servo available from multiple sources including Amazon. Any size 90 or 180 degree hobby servo will work. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| POTENTIOMETERS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Potentiometer, Motor Driven | 1 | Alps Alpine | RK16812MG099 | Mouser | 688-RK16812MG099 | $ 19.84 | 10L.1 | Cheaper in single quantity here (but not sure about shipping costs.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PROCESSOR/FPGA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| FPGA board, WebFPGA | 1 | Direct | WebFPGA | $ 38.00 | 15L, 16L.5, 17L.7, 18L, 19L.1, 21L | See Chapter 15O for possible alternatives. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Microcontroller, SAMD21 Cortex M0+ , Mini Breakout Board | 1 | SparkFun | DEV-13664 | Digikey | 1568-1327-ND | $ 22.50 | 22L to 27L | See Chapter 22O for possible alternative. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Debug and Microcontroller Programming Probe | 1 | Segger | 8.08.91 J-LINK EDU MINI | Adafruit | 3571 | $ 59.95 | 22L to 27L | Segger has a number of J-Link models at increasing price points. The EDU version cannot be used for commerical applications. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||