Audio liesmas atgriezeniskā saite: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Dan GoodFollow Vairāk no autora:

Par: Man patīk izgatavošana. Elektronika, koks, tērauds, pārtika uc kā izveidot gaismas kontrolētu skaņas ģeneratoru. Šeit es esmu izveidojis nestabilu atgriezeniskās saites skulptūru ar skaņas ģeneratoru un sveci. Skaļrunis liek svecei mirgot, un sveces gaisma modulē skaļruņa signālu. Gaisa turbulence padara attiecības starp skaļruni un sveci nestabilu, tāpēc tā atlec starp dažādiem daļēji stabiliem režīmiem. Skaņas radīšanas un pastiprināšanas ķēde nav triviāla, bet tā ir veidota no vienkāršiem celtniecības blokiem. Es jums parādīšu, kā izveidot gaismas sensoru ar CdS fotorezistoru, vienkāršu op-amp priekšpastiprinātāju, oscilatoru ar klasisko LM555 un 5 vatu jaudas pastiprinātāju ar LM1875. To var izdarīt, ja sekojat norādījumiem, Es mēģināšu izskaidrot detaļas.

1. darbība. Nepieciešamās lietas

Lai izveidotu šo projektu, es izmantoju virkni materiālu. Es labprātāk saņemu lietas no Jameco un Radio Shack, jo tās ir ļoti ērtas, un es visu daru pēdējā brīdī. Jūs varat arī iegūt visu no Digikey vai jebkura jūsu iecienītākā elektronikas piegādātāja, neviena no detaļām nav eksotiska. Jums būs nepieciešams: skaļrunis, svece un svečturis. Vads - man patīk, ja no manis ir aptuveni trīs 3 iepakojumu vadi radio būda, viens ciets kodols un viens balasta. Es dodu priekšroku 22 gabarītiem. Perfboard - man patīk dēļa numurs 276-150 no radio būves, tas ir lēts un noderīgs. Barošanas avots - es to izstrādāju ar Jameco Mean Well 24V 1A sienas kārpu. Jums būs nepieciešama viena no atbilstošajām ligzdām arī tad, ja nevēlaties lodēt piegādi tieši pie tāfeles. Elektronikas komponenti - to visu varat iegūt no Jameco. Rezistori: 2.2 x11k x15.6k x210k x422k x333k x1100k x1200k x11M Audio Konusveida potenciometrs Fotorezistors (es izmantoju Jameco #CDS003-7001) Kondensatori: 0.1uF x31uF x310uF x5100uF x32200uF x1 Pusvadītāji: MC1458 x1 (Jebkurš universāls divkāršs op-amp ir labs, tie ir lēti) LM555 x1LM7805 x1L133 Jebkura 5V Zener diode ir piemērota) 8 kontaktu DIP kontaktligzdas x2 (DIP ir grūti noņemt, ja tās nejauši uzspridzina, vislabāk tās pieslēgt kontaktligzdai. LM7805 un LM1875 ir TO-220s, vieglāk izvilkt no dēlis, ja nepieciešams.

2. solis: ķēde

Šī ir ķēde, kuru mēs izmantosim. Tam ir ķekars detaļu. Ja jūs zināt, kā veidot shēmas un nevēlaties lasīt daudz dažādu lietu, varat turpināt to veidot. Ja neesat pārliecināts, ko dara visas daļas, turpiniet lasīt! Barošanas avots Mums ir nepieciešams tik daudz voltu, lai izeja būtu skaista un skaļa. LM555 var apstrādāt tikai 18 V, pirms tas sāk pop, tāpēc sākotnējos posmus mēs izslēgsim no 5 V, ko ģenerē LM7805 regulators, kā parādīts lodziņā ar nosaukumu 5 V padeve. Jauda, kas apzīmēta ar 24 V, tiek pievienota galvenajam barošanas avotam, ar jaudu, kas apzīmēta ar 5 V, tiek savienota ar LM7805 izeju. ar apzīmējumu Piegādes atdalīšana. Vissvarīgākais ir uzlikt pāris vāciņus 24 V barošanas avotam LM1875 barošanas avota tuvumā (ti, fiziskā tuvumā) un 5 V barošanas avotam pie LM555. Droši vien vajadzētu būt arī katrai piegādei pie LM7805. Strāvas padeves atvienošana ir viena no šīm rokām viļņotajām lietām, bet, ja jūs to nedarīsit, ķēde nedarbosies. Gaismas sensors Vienkāršākais veids, kā pārvērst tā pretestību par signālu, ir izgatavot no tā sprieguma dalītāju, kā parādīts lodziņā Gaismas sensors. Šī ķēde ir nedaudz sarežģītāka, nekā tai varētu būt, lai samazinātu iespēju izveidot atgriezenisko saiti caur barošanas avotu. 1K rezistors, 5,1 V Zener diode un 10 uF kondensators tiek izmantoti, lai no 24 V barošanas izveidotu diezgan stabilu 5,1 V atskaiti. Mēs varētu izmantot otru LM7805 rezistora un diodes vietā, taču tas ir nedaudz vienkāršāks veids, kā to izdarīt, jo fotorezistora sprieguma dalītājā nav pārāk daudz strāvas. Zener diode, kuru es šeit izmantoju, ir 1N4733, bet jebkuram vecam 5,1 V Zener vajadzētu darboties labi. Patiesībā jebkuram Zener vispār vajadzētu strādāt labi, 5.1V nav jābūt precīzam. Neaizmirstiet norādīt Zener pretējā virzienā, nekā jūs izmantotu signāla diodi! Es izvēlējos 5,6 k rezistoru sērijā, lai tas atbilstu fotorezistora vērtībai mērenā apgaismojumā, jūs varat izmērīt savu fotorezistoru un darīt to pašu, vai vienkārši izmantojiet pāris kohmu rezistoru. Spriegums, kas nāk no sprieguma dalītāja, ir 5,1 V*5,6 k/(5,6 k+R (sensors)). Būs stabila vērtība, kas balstīta uz apkārtējās gaismas daudzumu, un virs tās virpinās, pamatojoties uz mainīgās gaismas daudzumu. Neobjektivitāte cik vien iespējams, pirms tas sasniedz 0V vai 5V. Divi 10k rezistori slīpuma ķēdē ģenerē 2,5 V, un op-amp, kas pievienots vadam, buferē signālu, lai padarītu 2,5 V stabilu neatkarīgi no tā, ar ko tas ir savienots. Katras opcijas pastiprinātāji slīpumā un priekšpastiprinājuma ķēdēs ir puse no MC1458 dubultā op-amp. Pramp līdz 2,5V. Op-amp, kas konfigurēts, kā parādīts ar 100k un 1k rezistoru, pastiprina signālu par (100k+1k)/(1k) vai 101. Mums, iespējams, nav vajadzīgs tik liels ieguvums, varat izmēģināt ķēdi ar mazāku rezistoru 100k vieta un pārbaudiet, vai jums patīk, kā tas izklausās. Oscilators Tas izmanto veco labo LM555, lai izveidotu kvadrātveida vilni. Nominālo frekvenci nosaka 5.6k un 33k rezistors un 1u kondensators pēc formulas f = 1.44/((5.6k+2*33k)*1u) = 20Hz. Svārstības, kas nāk no priekšpastiprinājuma, modulēs frekvenci, ko LM555 izvada no 3. tapas. Jūs varat mēģināt mainīt rezistorus un redzēt, ko jūs domājat. Sējums Šeit vēlaties izmantot 1M logaritmisko katlu. Tas vienkārši samazina signāla amplitūdu pēc vēlēšanās. Jaudas pastiprinātājs Tam ir daudz detaļu, tāpēc nākamajā solī mēs to aplūkosim dziļāk.

3. darbība: jaudas pastiprinātāja ķēde

Šī shēma ir nedaudz sarežģīta, bet patiešām ērta, tāpēc es domāju, ka es izskaidrošu visas daļas. LM1875 var izvadīt aptuveni 30 vatus, ja piešķirat tam 60 V, kas ir pietiekami, lai patiešām radītu problēmas. Izmantojot 24 V barošanas avotu, maksimālā jauda būs tikai aptuveni 5 W, taču ar to noteikti pietiek, lai radītu troksni. Ja vēlaties izmantot šo ķēdi ar lielāku piegādi, jums nekas nav jāmaina, vienkārši pārliecinieties, vai jūsu padeve var nodzēst pietiekami daudz strāvas, neuzliesmojot. Nākamajās fotogrāfijās pamanīsit, ka LM1875 vienmēr ir radiators pievienots tam; tas ir būtiski. Bez viena tas pārkarsīs ļoti ātri. Viņi mikroshēmā ievieto dažas izsmalcinātas aizsardzības lietas, lai, pārkarstot, tā vienkārši izslēgtos, nesabojājot mikroshēmu. Ja tas notiek ar jums, iegūstiet lielāku dzesētāju! Starp citu, šī ķēde ir tieši no LM1875 datu lapas. AC savienojums Maiņstrāvas savienojuma kondensatori ieejā un izejā ļauj audio svārstīties, bet noņem līdzstrāvas līmeni, kā mēs to darījām priekšpastiprinātājs. Zemāko frekvenci, ko tā izlaiž, nosaka kondensators un pretestība, ko tā redz sērijveidā. Tā kā skaļrunim ir zema pretestība, pie izejas ir nepieciešams liels vāciņš. Ievadā kondensators redz slīpuma tīklu, kas ir daudz augstāka pretestība, tāpēc var izmantot mazāku kondensatoru. Slīpums Šī ir tāda pati ideja kā priekšpastiprinātā slīpuma ķēde, bet bez op-amp bufera. Mēs varam izkļūt bez bufera šeit, jo mēs neesam savienojot aizspriedumu ķēdi ar atgriezeniskās saites tīklu (1k rezistors priekšpastiprinātājā). Vāciņš slīpuma ķēdē tiek izmantots atvienošanai, tāpat kā piegādes atdalīšanas vāciņi. Piegādes atvienošana Neaizmirstiet uzlikt strāvas padeves vāciņus tieši blakus mikroshēmai! Zobel tīkls pastiprinātājam vieglāk vadīt skaļruņa pretestību. Skaļrunis darbojas kā rezistors virknē ar induktoru, novietojot rezistoru un kondensatoru paralēli skaļrunim, viss liek vairāk darboties kā tikai rezistors. Atgriezeniskās saites tīkls ir tāds pats kā priekšpastiprinātājā, tikai pievienojot 10u kondensatoru. Audio frekvencēs kondensators darbojas kā īssavienojums, un jaudas pastiprinātāja ķēde dod mums 21 pieaugumu. Pie līdzstrāvas kondensators darbojas kā atvērta ķēde, dodot mums ieguvumu 1. Pāreja tiek veikta pie f = 1 /(2*pi*10k*10u)=1.59Hz.

4. solis: prototips

Es izveidoju ķēdi uz protoborda. Ja jums tāds ir, vispirms ir lietderīgi izmēģināt lietas. Nemēģiniet izveidot prototipu, lai tas precīzi atbilstu attēliem, vienkārši mēģiniet pareizi izveidot ķēdi. Es tikai domāju, ka dažas bildes varētu palīdzēt ar motivāciju. Un, lai parādītu, ka tas tiešām nav tik daudz ko veidot.

5. solis: izvietojiet uz perfboard

Es cenšos turēt dažus papildu dēļus. Viņi ir lēti. Es parasti izstrādāšu vienu izkārtojumu un pēc tam nokopēju to, ko lodēju. Šeit ir noderīga kafijas krūze, jūs varat izlaist daļu, un tā paliks tur bez lodēšanas. Šeit ir daži attēli no mana prototipa plātnes pēc tam, kad esmu beidzot pabeidzis izkārtojumu. Šajos dēļos ir mazie trīs caurumu autobusi, lai vadītu lietas kopā. Es cenšos pēc iespējas vairāk izveidot sakarus ar tiem. Cik vien iespējams, pārējie savienojumi tiek veikti, saliekot detaļu vadus aizmugurē un lodējot kopā. Daži es vadu kopā ar vadiem tāfeles augšpusē. Es izmantoju vēl dažus atvienošanas kondensatorus, nekā bija shematiski. Blakus LM7805 ir 24 V barošanas vāciņi, lai radītu stabilu 5 V spriegumu, un vēl viens komplekts 24 V barošanas avotam blakus LM1875, lai tas būtu laimīgs. 5 V barošanai ir trešais vāciņu komplekts.

6. solis: pielodējiet to

Pēdējās lietas izveide var būt lēna, taču man šķiet apmierinoši, ja gatavais produkts ir ciets un atvienots no protoboarda. Tas ir lielisks veids, kā uzlabot arī šīs lodēšanas prasmes. Es vienmēr baidos sabojāt savu jauko skaisto dēli, ja pieļauju kļūdu, taču izrādās, ka, ja esat uzmanīgs, jūs varat pārstrādāt gandrīz jebkuru kļūdu vienā no šiem dēļiem. Komponenta izvilkšana parasti ietver tā iznīcināšanu, taču nekas, komponenti ir lēti. Kad tas ir beidzies, jūs varat iztīrīt lodēšanas putru uz tāfeles ar kādu lodēšanas dakti. Es centos iegūt pietiekami daudz attēlu, lai jūs varētu to nokopēt, ja vēlaties. Ja kaut kas ir neskaidrs, es mēģināšu iegūt vairāk attēlu, vai arī jūs pats varat izdomāt, kā to izkārtot. Aizmugurējā attēlā augšējā līnija, kas iet pa vidu, ir zeme, bet apakšējā - 24 V. LM1875 atrodas labajā pusē, un LM7805 atrodas kreisajā pusē.

7. solis: salieciet visu kopā

Šeit man ir otrā perforators, kas uzstādīts zem pirmā, lai aizsargātu elektroinstalāciju aizmugurē. Es tos izmantoju 1/4 collu starplikās. Gaismas sensors ir savienots ar sveci, un izeja nonāk mūsu skaļrunī. Tas ir tik vienkārši un laimīgi.