Джобна звукова кутия: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Това устройство не само се побира в джоб, но също така произвежда различни музикални тонове, подобни на тези на гайда (според мен) чрез различни комбинации от шест бутона за натискане. Очевидно това е просто притурка за забавление на децата; принципът му на работа обаче може да се използва (надявам се) в по -сериозни артефакти на електронната музика.

Стъпка 1: Описание на веригата

Осцилатор, управляван от напрежение (VCO)

Осцилаторът е изграден с IC LM331 (лист с данни, достъпен тук: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf), преобразувател на напрежение към честота с точно линейно съотношение между входното напрежение (Vin) и честотата на импулсите на изхода (Fout). Вътрешен транзистор на изхода на IC (щифт 3) се отваря с честотата, която е линейна функция на входното напрежение. Захранващото напрежение Vs е свързано към щифта 3 през резистора R20; в резултат на изхода се появява поредица от импулси. Тези импулси периодично отварят външния транзистор Q1, който задвижва високоговорителя, като по този начин произвежда звук. Входното напрежение идва от суматор на напрежение, който може да осигури различни напрежения посредством различни комбинации от бутоните. И осцилаторът, и суматорът се захранват с една 9 -волтова батерия.

Суматор на напрежение (VA)

Сумиращият пасивен напрежение се състои от 6 делителя на напрежение, всеки от които е съставен от тример за потенциометър, резистор и диод. Когато се натисне бутон, напрежението Vs от батерията се прилага към съответния делител на напрежение. Изходното напрежение на делител съответства на специфична честота, генерирана от VCO. Честотата на трептенията е право пропорционална на входното напрежение на IC, всеки делител произвежда напрежението, което е с 6% по -високо от напрежението, генерирано от предишния делител. Причината е, че честотите на две последователни ноти се различават с 6%; по този начин шест разделители произвеждат напрежения, съответстващи на шест различни ноти. Резисторът преобразува напрежението в ток, който може да се добави към токовете от други разделители при натискане на няколко бутона. Диодът не позволява токът от делител да тече в други разделители, токът може да тече само към сумиращия резистор R13; по този начин всички разделители са независими един от друг. Можете да прочетете повече за пасивните суматори на напрежение тук:

Суматор на пасивно напрежение

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Parallel_Voltage_Summer

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Simple_Op-amp_Summer_Design#Passive_summer

Аудио миксери

sound.whsites.net/articles/audio-mixing.htm

Стъпка 2: Регулиране на напреженията

Ето как продължих да задавам необходимото напрежение:

1) Свържете волтметър между земята и Vin.

2) Натиснете всички бутони на VA, прочетете волтметъра. В моя случай той четеше 1,10 волта. Това е максималното налично напрежение на изхода на VA. Оформлението на PB е показано на снимката по -горе.

3) Вземете напрежението, произведено от първия делител (бутон 1) като „V1“. Тъй като всяко напрежение е с 6% по -голямо от предишното, съставете уравнение:

V1 + 1.06xV1 + (1.06^2) xV1 + (1.06^3) xV1 + (1.06^4) xV1 + (1.06^5) xV1 = 1.10

Решаването на това за „V1“дава V1 = 0,158V

Следователно напреженията на другите разделители са: V2 = 0,167V, V3 = 0,177V, V4 = 0,187V, V5 = 0,199V, V6 = 0,211V. Закръглих тези стойности до втори десетичен знак: V1 = 0,16 V, V2 = 0,17 V, V3 = 0,18 V, V4 = 0,19 V, V5 = 0,20 V, V6 = 0,21 V.

Регулирайте съответните тримери, за да получите тези стойности. Ако изходната честота на VCO не съответства на конкретна нота, регулирайте тримера R19 на VCO (без да докосвате тримерите на VA!), Докато се генерира конкретна нота. R19 дава възможност за регулиране на изходната честота на VCO без определен диапазон без промяна на Vin. Можете да проверите или честотите на нотите с честотомер, или да настроите нота със звуков тунер (например Garage Band има тази функция в секцията „запис на глас“).

Според моето изчисление, VA може да генерира 34 независими напрежения; само шест от тях съвпадат с точни ноти, комбинациите от бутоните дават тонове, които са около точни ноти в рамките на +/- 30 цента (един цент е 1/100 от полутон).

Тук ще намерите таблица с бележки и съответните им честоти:

web.archive.org/web/20081219095621/https://www.adamsatoms.com/notes/

Стъпка 3: Сметка на материалите

Суматор на напрежение

SW1… SW6 - бутони

R1, R3, R5, R7, R9, R11 - тримери 5K

R2, R4, R6, R8, R10, R12 - 1K

R13 - 330 Ома

D1… D6 - IN4001

Осцилатор, управляван от напрежение

IC 1 - LM331

Q1 - 2N3904

R14, R16 - 100K

R15 - 47 Ома

R17 - 6,8K

R18 - 12K

R19 - тример 10K

R20 - 10K

R21 - 1K

С1 - 0,1, керамика

С2 - 1.0, милар

С3 - 0,01, керамика

LS1 - малък високоговорител с импеданс 150 ома

SW1 - превключвател

Гнездо за IC

Батерия 9V

Забележка: номиналната мощност на всички резистори е 0,125 W, прецизност (всички с изключение на R15, R17, R18) - 5%, прецизност на R15, R17, R18 - 1%. Също така би било желателно да се използват многоточни тримери с висока точност за по -точно регулиране.

Стъпка 4: Инструменти и инструменти

Имах нужда от нож x-acto, за да направя платката, след това поялник с спойка и резачка за тел, за да изградя самата схема. Фина отвертка е необходима за регулиране на тримерите за задаване на необходимото напрежение в разделителите. Необходим е мултицет за наблюдение на коригираните напрежения и за проверка на веригата като цяло.

Можете да наблюдавате нотите, към които настройвате веригата със звуков тунер, като например вграден в Garage Band. Можете също така да използвате виртуален осцилоскоп като Academo (https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/), за да видите трептенията. Прикачих екранна снимка на този осцилоскоп, която показва формата на трептенията, генерирани от моето устройство.

Стъпка 5: Корпус и печатна платка

Използвах налична кутия от прозрачна пластмаса с размери 125 x 65 x 28 мм. Нарисувах го в бяло отвътре и направих други модификации, необходими за приемане на електронната част на моето устройство. Вие сте свободни да следвате своя собствен път при направата на това заграждение. Що се отнася до платката, направих я от меден стъклен текстолит, като изрязах квадратни подложки във фолиото и запояване на компоненти към тези подложки. Намирам този метод за по -удобен от правенето на печатна платка, когато става въпрос само за едно парче.