Theremin: elektroniskā odiseja [uz 555 taimera IC] *(Tinkercad): 3 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šajā eksperimentā es esmu izstrādājis optisko Theremin, izmantojot 555 taimera IC. Šeit es jums parādīšu, kā ģenerēt mūziku (tuvu tai: P), pat nepieskaroties mūzikas instrumentam. Būtībā šo instrumentu sauc par Theremin, ko sākotnēji uzbūvēja krievu zinātnieks Léon Theremin. Oriģinālais turmins izmantoja radiofrekvenču traucējumus, ko izraisīja spēlētāja rokas kustība, lai mainītu instrumenta piķi. Šis optiskais parametrs ir atkarīgs no gaismas intensitātes, kas krīt uz fotorezistoru, ko var kontrolēt ar spēlētāja rokas kustību. Es arī mēģināšu izskaidrot katru ķēdes posmu. Es ceru, ka jums patiks šī praktiskā elektronikas ieviešana, kuru jūs būtu mācījies savā koledžā.

Vai jums nav elektronikas komponentu? VAI baidāties spēlēties ar elektroniku? Hei, nav jāuztraucas!

Es visu šo shēmu esmu izstrādājis virtuāli vietnē Tinkercad (www.tinkercad.com). Pārbaudiet to un spēlējiet ar elektroniku, izstrādājot faktiskas lietas un arī palaidiet tās (simulācija).

1. darbība. Nepieciešamās sastāvdaļas

Šeit ir visu būtisko komponentu saraksts, kas nepieciešami šīs shēmas izveidošanai:

1) 555 Taimera IC

2) 10 kOhm rezistors

3) LDR (fotorezistors)

4) 100 nF kondensators

5) Pjezo (zummeris)

6) +9 V akumulators un strāvas līdzstrāvas ligzda (5,5 mm x 2,1 mm)

Pirmkārt, izveidojiet visu šo shēmu tinkercad, lai iegūtu ideju! Varat arī pārbaudīt pamata shēmu izvadi tinkercad. Atsaucei esmu pievienojis csv failu, kurā ir visu komponentu saraksts.

2. darbība: shēmas dizains un darbs

Būtībā 555 taimera IC ir integrēta shēma (mikroshēma), ko izmanto dažādās taimera, impulsu ģenerēšanas un oscilatora lietojumprogrammās. 555 var izmantot laika aizkavēšanai, kā oscilatoru un kā flip-flop elementu.

Atkarībā no tā, kā mēs to konfigurējam, ir pieejami dažādi 555 taimera IC lietošanas veidi.

555 taimera IC var savienot vai nu monostabilajā režīmā, tādējādi radot noteikta laika precizitātes taimeri, vai arī bistabilajā režīmā, lai radītu flip-flop tipa pārslēgšanās darbību. Bet šeit mēs savienojam 555 taimera IC astabilā režīmā, lai radītu ļoti stabilu 555 oscilatora ķēdi, lai radītu ļoti precīzas brīvas darbības viļņu formas, kuru izejas frekvenci var regulēt, izmantojot ārēji savienotu RC tvertnes ķēdi, kas sastāv tikai no diviem rezistoriem un kondensators.

Izejas ķēdē var redzēt RC tvertnes ķēdi, kur arī LDR (no gaismas atkarīgs rezistors) darbojas kā daļa no RC tvertnes ķēdes kopā ar 10 kΩ rezistoru un kondensatoru.

PAMATDARBĪBA: Vienkārši pārvietojot roku virs LDR, mēs mainām uz LDR krītošās gaismas daudzumu, kas maina gaismas intensitāti un līdz ar to arī kopējo pretestību. Vairāk gaismas, vismaz pretestība un otrādi. Tātad, mainot LDR pretestību, mēs mainām visas ķēdes RC laika konstanti, kas kopumā maina šīs ķēdes frekvenci (kvadrātveida impulsus, ko ģenerē 555 taimera IC), mainoties kondensatora uzlādes un izlādes laikam.

Pilns skaidrojums:

Kad 555 ir nestabilā režīmā, izeja no tapas 3 ir nepārtraukta impulsu plūsma (kvadrātveida viļņi).

2. tapa ir trigera tapa (izmanto ķēdes komponentu iedarbināšanai), tā tiks savienota ar zemi caur kondensatoru. Šī kondensatora uzlādēšana un izlāde ieslēdz 3. un 7. tapu. 3. tapa ir izejas tapa. Šajā ķēdē tas izvada kvadrātveida viļņu signālu. 4. tapa ir atiestatīšanas tapa. Šī tapa ir savienota ar akumulatora pozitīvo pusi. 6. tapa ir sliekšņa tapa.

Kondensators uzlādēsies, un, sasniedzot aptuveni 2/3 Vcc (spriegums no akumulatora), to nosaka sliekšņa tapa. Tas beigs laika intervālu un nosūtīs 0 V (voltu) uz izejas tapu 3 (izslēdz to). 7. tapa ir izlādes tapa. Šo tapu izslēdz arī sliekšņa tapa 6. Izslēdzot tapu 7, tā pārtrauc strāvu kondensatoram, kas izraisa tā izlādi. 7. tapa arī kontrolē laiku. 7. tapa ir savienota ar 100 K omu rezistoru (LDR), un, mainot 100 K omu rezistora (LDR) vērtību, tiek mainīts 7. tapas laiks un tādējādi mainās kvadrātveida viļņu izejas frekvence ar 3. tapu. 8. tapa ir pievienota pozitīvs barošanas avots (Vcc).

555 mikroshēma ir nestabilā režīmā, kas nozīmē, ka Pin 3 sūta nepārtrauktu impulsu plūsmu starp 9 voltiem un 0 voltiem (kvadrātveida viļņu signāls). Šajā shēmā esmu modificējis standarta 555 kvadrātveida viļņu ģeneratoru, aizstājot 100k omu rezistoru ar gaismas atkarīgo rezistoru (LDR) vai fotorezistoru. Esmu pievienojis arī pjezoelektrisko skaļruni, lai viļņus pārvērstu skaņā.

Tādā veidā skaņa tiek ģenerēta, izmantojot 555 taimera IC un LDR. Es ceru, ka jūs, puiši, sapratāt loģiku. Ja jūs, puiši, neesat sapratuši stabilā režīma loģiku, lūdzu, izlasiet nedaudz par visiem tā dažādajiem režīmiem, tad to būs vieglāk saprast. Vai joprojām ir šaubas? Droši jautājiet

3. darbība. Simulācijas iznākums un rezultāts

Lūdzu, skatiet shēmas simulāciju (osciloskopa izeja) un tās faktisko darbību, ko es izveidoju uz maizes dēļa, izmantojot video. Ceru, ka jums patika spocīgās skaņas: P (Motocikla iedarbināšana).

Norādiet, lai novērotu: Ņemiet vērā, ka sākotnēji es neuzlieku nevienu degļa gaismu un gandrīz neaizklāju to ar roku, lai bloķētu gaismu, tad es saņemu ļoti zemas frekvences skaņu! Roku nedaudz paceļot uz augšu, tā kļūst gaišāka un līdz ar to frekvence nedaudz palielinās. Bet, kad es ievietoju lāpas gaismu, tad liela gaismas daudzuma dēļ frekvence pēkšņi lec uz daudz augstāku frekvenci !. Skatiet, kā ar to spēlēt, lai ģenerētu dažādas frekvences skaņas.

Programmatūras ķēdes dizains Tinkercad:

Apmeklējiet vietni, modificējiet ķēdi un veiciet ķēdes simulāciju.

Mana otra Theremin shēma, izmantojot NAND loģikas vārtus:

Ceru, ka jums patika šis. Es drīz mēģināšu to uzlabot, pievienojot papildu komponentus skaņas viļņa uzlabošanai un frekvenču diapazona palielināšanai.

Līdz tam izbaudiet spēli ar elektroniku, neuztraucoties par to, ka kaut ko sabojāsit. Uzmini kas? caur to jūs varat arī iegūt EAGLE CAD PCB izkārtojumu, to eksportējot! Jūs pat varat izveidot 3D modeļus šajā pārsteidzošajā vietnē: www.tinkercad.com

VISU LABO: D