Spätná väzba zvukového plameňa: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Od dandroidDan Good Nasledovať viac od autora:

O: Milujem výmysel. Elektronika, drevo, oceľ, potraviny atď. Staviam sochy z nehrdzavejúcej ocele a veľmi rád riešim všetky tie malé problémy - CAD až CNC, zváranie, brúsenie, leštenie a všetko ostatné … Viac o dandroide »Tento návod vám ukáže ako vytvoriť svetlo riadený zvukový generátor. Tu som postavil nestabilnú sochu spätnej väzby so zvukovým generátorom a sviečkou. Reproduktor spôsobuje, že sviečka bliká a svetlo zo sviečky moduluje signál smerujúci k reproduktoru. Turbulencie vzduchu robia vzťah medzi reproduktorom a sviečkou nestabilným, takže sa pohybuje medzi rôznymi polostabilnými režimami. Okruh na vytváranie a zosilnenie zvuku nie je triviálny, ale je vyrobený z jednoduchých stavebných blokov. Ukážem vám, ako vytvoriť svetelný senzor s CdS fotorezistorom, jednoduchým predzosilňovačom operačného zosilňovača, oscilátorom s klasickým LM555 a 5 W výkonovým zosilňovačom s LM1875. Môžete to urobiť, ak budete postupovať podľa pokynov, Pokúsim sa vysvetliť podrobnosti.

Krok 1: Veci, ktoré potrebujete

Na výrobu tohto projektu som použil veľa vecí. Radšej dostávam veci od Jameca a Radio Shacku, pretože sú veľmi pohodlné a všetko robím na poslednú chvíľu. Môžete tiež získať všetko od spoločnosti Digikey, alebo čokoľvek je váš obľúbený dodávateľ elektroniky, žiadna z týchto častí nie je exotická. Budete potrebovať: reproduktor. Sviečku a svietnik. Drôt - rád mám asi dve 3 balenia drôtu od rádiová chatka, jedno pevné jadro a jedno lanko. Uprednostňujem rozchod 22. Rozvodná doska - Páči sa mi doska č. 276-150 z rádia, je to lacné a užitočné. Napájanie - navrhol som to s nástennou bradavicou Mean Well 24V 1A od spoločnosti Jameco. Jeden zo zodpovedajúcich konektorov budete potrebovať aj vtedy, ak nechcete spájkovať napájanie priamo na dosku. Elektronické súčiastky - to všetko získate od spoločnosti Jameco. Rezistory: 2,2 x 11 x 15,6 x 210k x 422k x 333k x 1100k x 1 200k x 11M Audio Kužeľový potenciometer Fotorezistor (použil som Jameco #CDS003-7001) Kondenzátory: 0,1 uF x31uF x310uF x5100uF x32200uF x1 Polovodiče: MC1458 x1 (Akýkoľvek univerzálny dvojitý operačný zosilňovač je v poriadku, tieto sú lacné) LM555 x1LM7805 x1LM1875 (1) Akákoľvek 5V Zenerova dióda je v poriadku) 8-kolíkové zásuvky DIP x2 (DIP je ťažké odstrániť, ak ich omylom vyhodíte do vzduchu, najlepšie ich zapojte pre prípad. LM7805 a LM1875 sú v TO-220s, jednoduchšie ich vytiahnete z doska, ak je to potrebné..) Náradie: Spájkovačka a spájkovačkaKliešte, odizolovače, diagonálne rezačky

Krok 2: Okruh

Toto je obvod, ktorý použijeme. Má veľa súčiastok. Ak viete, ako stavať obvody, a nemáte chuť čítať veľa vecí, môžete pokračovať. Ak si nie ste istí, čo všetky diely robia, čítajte ďalej! Napájanie Celé to spustíme z napájania 24 V DC. Potrebujeme toľko voltov, aby bol výstup pekný a hlasný. LM555 zvládne iba 18 V, než sa rozbehne, takže počiatočné fázy spustíme z 5 V generovaného regulátorom LM7805, ako je uvedené v poli s názvom 5 V napájanie. Napájanie s označením 24 V sa pripája k hlavnému zdroju napájania, napájanie s označením 5 V sa pripája k výstupu LM7805. Odpojenie zdroja Aby obvod fungoval správne, medzi napájacími zdrojmi a zemou musí byť značná kapacita, ktorá je zobrazená v balení. označené Oddelenie dodávky. Najdôležitejšie je vložiť pár krytiek na zdroj 24 V v blízkosti (t. J. V tesnej fyzickej blízkosti) zdroja napájania pre LM1875 a na 5V napájanie v blízkosti LM555. Pravdepodobne by mali byť nejaké na každom napájaní aj v blízkosti LM7805. Odpojenie napájania je jednou z tých ručne zvlnených vecí, ale ak to neurobíte, obvod nebude fungovať. Senzor svetla Fotorezistor sulfidu kademnatého je len odpor, ktorého hodnota sa mení na základe počtu fotónov, ktoré naň narazia. Jeho najľahší spôsob, ako zmeniť odpor na signál, je vytvoriť z neho delič napätia, ako je to znázornené v poli Senzor svetla. Tento obvod je o niečo komplikovanejší, ako by mohol byť, aby sa znížila pravdepodobnosť vytvorenia spätnoväzbovej slučky cez napájací zdroj. Rezistor 1K, Zenerova dióda 5,1 V a kondenzátor 10 uF sa používajú na vytvorenie pomerne stabilnej referencie 5,1 V z napájania 24 V. Namiesto rezistora a diódy by sme mohli použiť druhý LM7805, ale je to trochu jednoduchší spôsob, ako to urobiť, pretože do deliča napätia fotorezistora neprebieha príliš veľa prúdu. Zenerova dióda, ktorú tu používam, je 1N4733, ale každý starý 5,1V Zener by mal fungovať dobre. V skutočnosti by skutočne akýkoľvek Zener mal fungovať dobre, 5,1 V nemusí byť presné. Nezabudnite nasmerovať Zener v opačnom smere, ako by ste použili signálnu diódu! Rezistor 5,6 k v sérii, ktorý som vybral, aby zodpovedal hodnote fotorezistora v miernom svetle, môžete zmerať svoj fotorezistor a urobiť to isté alebo jednoducho použite odpor niekoľkých kohmov. Napätie vychádzajúce z deliča napätia je 5,1 V*5,6 k/(5,6 k+R (snímač)). Bude existovať ustálená hodnota založená na množstve okolitého svetla, pričom kmitanie bude závisieť od množstva meniaceho sa svetla. Bias Chceme vycentrovať signál prichádzajúci zo svetelného senzora na 2,5 V, aby sme ho mohli zosilniť čo najviac, než zasiahne 0V alebo 5V. Dva 10k odpory v obvode Bias generujú 2,5 V a operačný zosilňovač zapojený podľa obrázku tlmí signál, aby bol 2,5 V stabilný bez ohľadu na to, k čomu je pripojený. Operačné zosilňovače v obvodoch predpätia a predzosilňovača sú každá polovica dvojitého operačného zosilňovača MC1458. Predzosilňovač Kondenzátor 10u umožňuje priechod striedavého prúdu, ale odstraňuje nominálnu úroveň jednosmerného prúdu a odpor 10 k pripojený k obvodu predpätia resetuje úroveň jednosmerného prúdu. na 2,5 V. Operačný zosilňovač nakonfigurovaný tak, ako je znázornené na rezistore 100k a 1k, zosilňuje signál o (100k+1k)/(1k) alebo 101. Zisk asi nepotrebujeme, môžete skúsiť obvod s menším odporom v miesto zo 100 000 a zistite, či sa vám páči, ako to znie. Oscilátor Na výrobu štvorcovej vlny sa používa starý dobrý LM555. Menovitá frekvencia je stanovená odporom 5,6k a 33k a kondenzátorom 1u podľa vzorca f = 1,44/((5,6k+2*33k)*1u) = 20Hz. Oscilácie prichádzajúce z predzosilňovača budú modulovať frekvenciu, ktorú LM555 vydáva z pinu 3. Môžete skúsiť zmeniť odpory a zistiť, čo si myslíte. Hlasitosť Tu chcete použiť 1M logaritmický hrniec. Jednoducho sa tým zníži amplitúda signálu podľa potreby. Výkonový zosilňovač Má veľa častí, takže sa na to v ďalšom kroku pozrieme podrobnejšie.

Krok 3: Obvod zosilňovača

Tento obvod je trochu komplikovaný, ale skutočne šikovný, a tak som si povedal, že všetky diely rozpisujem. LM1875 dokáže vydať asi 30 wattov, ak mu dáte 60 V, čo je dosť veľké na to, aby spôsobil nejaké problémy. Pri napájaní 24 V, ktoré používame, bude špičkový výkon iba asi 5 W, ale to určite stačí na to, aby sme urobili nejaký hluk. Ak chcete použiť tento obvod s väčším napájaním, nemusíte nič meniť, len sa uistite, že váš zdroj dokáže vypnúť dostatok prúdu bez toho, aby sa vznietil. Na nasledujúcich fotografiách si všimnete, že LM1875 má vždy chladič k nemu pripojené; toto je podstatné. Bez jedného sa veľmi rýchlo prehreje. Do čipu vložili niekoľko efektných ochranných predmetov, takže v prípade prehriatia sa jednoducho vypne bez poškodenia čipu. Ak sa vám to stane, zaobstarajte si väčší chladič! Mimochodom, tento obvod je priamo z dátového listu LM1875. AC spojka Kondenzátory striedavého prúdu na vstupe a výstupe nechávajú zvuk prechádzať, ale odstraňujú úroveň DC, ako sme to urobili v predzosilňovač. Najnižšiu frekvenciu, ktorú prepúšťa, určuje kondenzátor a odpor, ktorý vidí v sérii. Pretože reproduktor má nízky odpor, potrebujeme na výstupe veľkú čiapočku. Na vstupe kondenzátor vidí predpínaciu sieť, čo je oveľa vyšší odpor, takže je možné použiť menší kondenzátor. Predpätie Je to rovnaká myšlienka ako predpätý obvod použitý v predzosilňovači, ale bez medzipamäte operačného zosilňovača. Tu sa môžeme dostať bez vyrovnávacej pamäte, pretože nepripojujeme predpätý obvod k sieti spätnej väzby (odpor 1k v predzosilňovači). Čiapka v predpínacom obvode sa používa na oddelenie, rovnako ako oddeľovacie čiapočky napájania. Odpojenie napájania Nezabudnite nasadiť krytky na napájací zdroj hneď vedľa čipu! Zobel NetworkOdpor a kondenzátor, ktoré robia sieť Zobel, pomáhajú uľahčiť riadenie zosilňovača impedanciu reproduktora. Reproduktor funguje ako odpor v sérii s induktorom, vďaka umiestneniu rezistora a kondenzátora rovnobežne s reproduktorom celá vec pôsobí skôr ako odpor. Je to zložité, ale verte mi, že to robí rozdiel. Sieť pre spätnú väzbu Sieť pre spätnú väzbu je rovnaká ako v predzosilňovači iba s pridaným kondenzátorom 10u. Pri zvukových frekvenciách funguje kondenzátor ako skrat a obvod výkonového zosilňovača nám dáva zisk 21. Pri jednosmernom prúde kondenzátor funguje ako otvorený obvod, čo nám dáva zisk 1. Prechod sa vykoná pri f = 1 /(2*pi*10k*10u)=1,59Hz.

Krok 4: Prototyp

Okruh som postavil na protoboarde. Ak máte, je užitočné najskôr vyskúšať veci týmto spôsobom. Nesnažte sa postaviť prototyp tak, aby presne zodpovedal obrázkom, ale pokúste sa správne zapojiť. Myslel som si, že niektoré obrázky môžu pomôcť s motiváciou. A ukázať, že to nie je všetko, čo sa dá postaviť.

Krok 5: Rozložte na Perfboard

Snažím sa nechať ležať niekoľko dosiek navyše. Sú lacné. Rozvrh obvykle rozpracujem na jednej perfboarde a potom skopírujem na ten, ktorý spájkujem. Hrnček na kávu je tu užitočný, môžete časť upustiť a zostane tam bez toho, aby ste ho spájkovali. Tu je niekoľko fotografií z môjho prototypu perfboardu, keď som konečne dokončil rozloženie. Tieto dosky majú malé trojdierkové autobusy na drôtovanie spolu. Snažím sa vytvoriť čo najviac spojení s tými. Väčšina zostávajúcich spojení je vytvorená preložením vodičov komponentov na zadnej strane a spájkovaním dohromady. Niekoľko káblov prepojím s drôtmi na vrchu dosky. Použil som niekoľko ďalších oddeľovacích kondenzátorov, ako bolo na schéme. Hneď vedľa LM7805 sú krytky na napájanie 24 V, ktoré produkujú stabilných 5 V, a ďalšie sady na napájanie 24 V hneď vedľa LM1875, aby boli šťastní. Na napájanie 5 V je tretia sada krytiek.

Krok 6: Spájkujte ho

Budovanie konečnej veci môže byť pomalé, ale vyhovuje mi mať hotový výrobok v pevnom kuse a mimo protoboardu. Toto je tiež skvelý spôsob, ako zdokonaliť tieto spájkovacie schopnosti. Vždy sa bojím, že pokazím svoju peknú peknú dosku, ak urobím chybu, ale ukazuje sa, že takmer každú chybu môžete prepracovať na jednej z týchto dosiek, ak budete opatrní.. Odstránenie komponentu zvyčajne znamená jeho zničenie, ale to je v poriadku, komponenty sú lacné. Akonáhle je vonku, môžete vyčistiť spájkovaciu neporiadok na doske nejakým spájkovacím knôtom. Snažil som sa získať dostatok obrázkov, aby ste ich mohli skopírovať presne, ak chcete. Ak je niečo nejasné, pokúsim sa získať ďalšie obrázky, alebo môžete prísť na to, ako to rozložiť sami. Na obrázku na zadnej strane je horná stopa prechádzajúca stredom uzemnená a dolná stopa 24 V. LM1875 je na pravej strane a LM7805 je na ľavej strane.

Krok 7: Dajte to všetko dohromady

Tu mám druhú perfboard namontovanú pod prvú, aby som chránil vedenie na zadnej strane. Na ich oddelenie som použil rozpery 1/4 palca. Svetelný senzor je zapojený až do sviečky a výstup ide do nášho reproduktora. Je to také jednoduché a šťastné.