Zvukový ľahký robot: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

V tomto návode budete vyrábať zvukové svetelné zariadenie. Toto zariadenie zapína pri hudbe jasné diódy LED alebo žiarovky. Hudobný vstup pochádza z výstupu Hi -Fi, počítača alebo mobilného telefónu z linkového výstupu alebo z reproduktorov.

Obvod, ktorý pracuje, môžete vidieť na videu.

Zásoby

Budete potrebovať:

- maticová doska, - chladič, - výkonový tranzistor NPN, - niekoľko tranzistorov NPN BJT na všeobecné použitie, - dva tranzistory PNP BJT na všeobecné použitie, - spájka, - spájkovačka, - obal (môžete použiť papierový pohár), - elektrická vŕtačka (voliteľné), - pasta na prenos tepla, - páska, - 10 ohmový výkonový odpor, - odpor 270 ohmov, - odpor 4,7 kohm, - 2 megohmový variabilný odpor, - dva odpory 1 kohm, - dva 10 kohmové odpory, - odpor 100 kohm, - kondenzátory 470 nF a 100 nF, - matica a skrutka pre chladič, - niekoľko jasných diód LED alebo dve 1,5 V žiarovky, - nožnice alebo skrutkovač, - jedna dióda na všeobecné použitie.

Krok 1: Pripojte chladič

Do maticovej dosky vyvŕtajte dva otvory a pripevnite chladič podľa obrázku.

Krok 2: Pripojte výkonový tranzistor

Pripojte výkonový tranzistor PNP skrutkou a pastou na prenos tepla.

Krok 3: Vybudujte obvod

Na zvýšenie časovej konštanty nabíjania bol odpor Rc1b zvolený ako 10 kohm namiesto 1 kohm. Časová konštanta vybíjania je násobkom hodnoty kondenzátora (C1) a odporu (Rb2). Alternatívou by bolo použiť vyššiu hodnotu kondenzátora C1, ale to by znamenalo použitie elektrolytického kondenzátora, ktorý nie je veľmi spoľahlivý v porovnaní s vankúšovými alebo keramickými kondenzátormi.

Žiarovky môžete nahradiť jasnými diódami LED. Ak LED dióda spotrebuje 10 mA s potrebným napájaním 2 V, požadovaný odpor Rc4 série je (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohmov. Paralelne k výkonovému tranzistoru môžete paralelne zapojiť ďalšiu LED diódu a znížiť sériový odpor na polovicu alebo niekoľko LED diód so 100 ohmovými odpormi.

Potrebujete iba tri tranzistory BJT na všeobecné použitie. Musíte si ich však kúpiť v prípade, že ich spálite pripojením k nesprávnym kolíkom. Tranzistory na všeobecné použitie sú veľmi lacné.

Rc4 musí byť výkonovým odporom iba vtedy, ak používate žiarovky.

Rezistor Rb1 riadi jas žiaroviek alebo jasných LED diód.

Typický zisk tranzistora (prúdový zisk) Beta (kolektorový prúd delený základným prúdom) je 100. Táto hodnota však môže byť až 20 alebo 500. Hodnota Beta je ovplyvnená výrobnými toleranciami a okolitou teplotou a odchýlkou aktuálne.

Teraz môžeme vypočítať predpokladané minimálne hodnoty beta tranzistorov Q2, Q3 a Q4, ktoré umožnia úplné nasýtenie:

Vs - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V

Q2 Beta: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2,3 V / 4, 700 ohmov) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100 000 ohmov) = 30,585106383

Q3 Beta: Ic3 / Ib3 = ((Vs - Vbe) / Rb4) / ((Vs - Vbe) / Rb3)

= (2,3 V / 220 ohmov) / (2,3 V / 4, 700 ohmov + 3 V / 100 000 ohmov) = 20,1296041116

Uvedený prúd žiarovky je 0,3 A. Preto:

Q4 Beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 ohmov) = 28,6956521739

Tranzistory teda s najväčšou pravdepodobnosťou nasýtia.

Teraz vypočítame hraničnú frekvenciu filtra nízkopriepustného filtra napájania RC:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3,38627538493 Hz

V obvode vidíte, že som neimplementoval filter napájacieho zdroja RC s nízkym priechodom. Tento dolnopriepustný filter však budete potrebovať, ak má batéria alebo zdroj energie vysoký vnútorný odpor. Ak obvod stále osciluje aj s RC filtrom, skúste paralelne s kondenzátormi Cs1 a Cs2 dať vyššie hodnoty kondenzátora, aby ste znížili dolnú priepustnú frekvenciu.

Vypočítajte vstupnú hornú hraničnú frekvenciu filtra:

fh = 1/(2*pi*Ri*Ci) = 1/(2*pi*1000*(470*10^-9)) = 338,627538493 Hz

Horná hraničná medzná frekvencia by nemala byť väčšia ako 20 Hz. Na zníženie tejto frekvencie môžeme buď:

1. Zvýšte hodnotu Ri. Tým sa však zníži zisk obvodu.

2. Zvýšte hodnotu Ci. Toto je lepšia možnosť. Môžeme vložiť ďalších 470 nF kondenzátor paralelne s Ci alebo nahradiť Ci bipolárnym kondenzátorom 10 uF (10 000 nF). Tento nový kondenzátor je však menej spoľahlivý a bude stáť viac peňazí. Bipolárne kondenzátory je ťažšie nájsť na webových stránkach elektronických súčiastok.

Krok 4: Vložte obvod do papierového pohára alebo škatule

Môžete vidieť, že obvod sa zmestí do papierového pohára.

Žiarovky sú pripevnené lepiacou páskou.

Do hrnčeka môžete urobiť dieru pomocou skrutkovača alebo nožníc na potenciometer.

Svetlá budú cez pohár vidieť, keď sú zapnuté.

Krok 5: Zaistite drôty páskou

Môžete použiť akúkoľvek lepiacu pásku.

Krok 6: Pripojte ruky a nohy

Na pripevnenie ramien a nôh k robotovi použite 1 mm kovový drôt.

Teraz ste hotoví.