Обратна връзка с аудио пламъка: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

От dandroidDan GoodFollow Още от автора:

За: Обичам изработката. Електроника, дърво, стомана, храна и др. Изграждам скулптури от неръждаема стомана и обичам да решавам всички малки проблеми по пътя - CAD към CNC, заваряване, шлайфане, полиране и всички останали … Повече за dandroid »Тази инструкция ви показва как да се изгради звуков генератор, управляван от светлина. Тук съм построил нестабилна скулптура за обратна връзка със звуков генератор и свещ. Високоговорителят кара свещта да трепти, а светлината от свещта модулира сигнала, насочен към говорителя. Въздушната турбуленция прави връзката между високоговорителя и свещта нестабилна, така че тя отскача между различни полустабилни режими. Схемата за създаване и усилване на звука не е тривиална, но е направена от прости градивни елементи. Ще ви покажа как да изградите светлинен сензор с фоторезистор CdS, прост предусилвател с операционен усилвател, осцилатор с класическия LM555 и 5 ватов усилвател на мощност с LM1875. Можете да го направите, ако следвате инструкциите, Ще се опитам да обясня подробностите.

Стъпка 1: Необходими неща

Използвах куп неща, за да направя този проект. Предпочитам да получавам неща от Jameco и Radio Shack, защото са супер удобни и правя всичко в последния момент. Можете също да получите всичко от Digikey, или какъвто и да е вашият любим доставчик на електроника, никоя от частите не е екзотична. Ще ви трябва: високоговорител. Свещ и свещник. радио барака, едно твърдо ядро и едно многожилно. Предпочитам 22 габаритни плоскости - Харесва ми таблото с номер 276-150 от радио барака, евтино е и полезно. Захранване - проектирах това със стенна брадавица Mean Well 24V 1A от Jameco. Ще ви е необходим и един от съответните жакове, ако не искате да запоявате захранването директно към платката. Компоненти на електрониката - Можете да получите всичко това от Jameco. Конусен потенциометър Фоторезистор (използвах Jameco #CDS003-7001) Кондензатори: 0.1uF x31uF x310uF x5100uF x32200uF x1 Полупроводници: MC1458 x1 (Всеки универсален двуоперативен усилвател е добре, те са евтини) LM555 x1LM7805 x1L7 Всеки 5V Zener диод е добре) 8-пинови DIP гнезда x2 (DIP-тата се отстраняват трудно, ако ги взривите случайно, най-добре да ги включите за всеки случай. LM7805 и LM1875 са в TO-220s, по-лесно се изваждат дъска, ако е необходимо..) Инструменти: поялник и спойкаКлещи, телбери, диагонални фрези

Стъпка 2: Веригата

Това е схемата, която ще използваме. Има куп части. Ако знаете как да изграждате схеми и не ви се чете куп неща, можете да продължите и да изградите това. Ако не сте сигурни какво правят всички части, продължете да четете! Нуждаем се от толкова много волта, за да получим изхода хубав и силен. LM555 може да се справи само с 18V, преди да излезе, така че ще стартираме началните етапи на 5V, генерирани от регулатор LM7805, както е показано в кутията с етикет 5V Supply. Захранване, обозначено с 24V, се свързва към основното захранване, захранване, обозначено с 5V, се свързва към изхода на LM7805. Прекъсване на захранването За да работи правилно веригата, ще трябва да има доста малко капацитет между захранванията и земята, показан в кутията с етикет Supply Decoupling. Най -важното е да поставите няколко капачки на 24V захранването в близост (т.е. в непосредствена близост до) захранването за LM1875 и на 5V захранването в близост до LM555. Вероятно би трябвало да има и на всяка доставка близо до LM7805. Разделянето на захранването е едно от онези ръчно вълнообразни неща, но ако не го направите, схемата няма да работи. Сензор за светлина Фоторезисторът от кадмиев сулфид е просто резистор, чиято стойност се променя в зависимост от броя на фотоните, които го удрят. Най -лесният начин да превърнете съпротивлението му в сигнал е като направите делител на напрежение от него, както е показано в кутията на сензора за светлина. Тази схема е малко по -сложна, отколкото би трябвало да бъде, за да се намали вероятността от създаване на контур за обратна връзка през захранването. 1K резисторът, 5.1V Zener диод и 10 uF кондензатор се използват за създаване на доста стабилна 5.1V референция от 24V захранването. Бихме могли да използваме втори LM7805 на мястото на резистора и диода, но това е малко по -прост начин да го направим, тъй като в делителя на напрежението на фоторезистора няма твърде много ток. Зенеровият диод, който използвам тук, е 1N4733, но всеки стар 5.1V Zener трябва да работи добре. Всъщност всеки Zener изобщо трябва да работи добре, 5.1V не трябва да е точен. Не забравяйте да насочите Zener в обратна посока от начина, по който бихте използвали сигнален диод! 5.6k резистора, който избрах, за да съответства на стойността на фоторезистора при умерена светлина, можете да измерите своя фоторезистор и да направите същото или просто използвайте резистор от няколко кома. Напрежението, излизащо от делителя на напрежение, е 5.1V*5.6k/(5.6k+R (сензор)). Ще има постоянна стойност въз основа на количеството околна светлина, с въртене върху нея въз основа на количеството на променящата се светлина. Бия Искаме да центрираме сигнала, идващ от сензора за светлина около 2,5 V, за да можем да го усилим колкото е възможно преди да удари 0V или 5V. Двата 10k резистора във веригата Bias генерират 2.5V, а оп-усилвателят, свързан както е показано, буферира сигнала, за да направи 2.5V стабилен, независимо към какво е свързан. Оперативните усилватели във веригите за предубеждение и предусилвател са всяка половина на двоен операционен усилвател MC1458. Предварително усилвател Кондензаторът 10u позволява променливо променливо променливо напрежение, но премахва номиналното DC ниво, а 10k резистор, свързан към веригата за отклонение, нулира нивото на DC до 2.5V. Оп-усилвателят, конфигуриран както е показано със 100k и 1k резистор, усилва сигнала с (100k+1k)/(1k) или 101. Вероятно нямаме нужда от толкова голяма печалба, можете да опитате веригата с по-малък резистор в място на 100k и вижте дали ви харесва как звучи. Осцилатор Това използва добър стар LM555, за да направи квадратна вълна. Номиналната честота се задава от резистора 5.6k и 33k и кондензатора 1u съгласно формулата f = 1.44/((5.6k+2*33k)*1u) = 20Hz. Осцилациите, идващи от предусилвателя, ще модулират честотата, която LM555 извежда от щифт 3. Можете да опитате да смените резисторите и да видите какво мислите. Това просто намалява амплитудата на сигнала по желание. Power AmpThis има много части, така че ще го разгледаме по -задълбочено в следващата стъпка.

Стъпка 3: Верига на усилвател на мощност

Тази схема е малко сложна, но наистина удобна, затова реших да изпиша всички части. LM1875 може да изведе около 30 вата, ако му дадете 60 V, достатъчно, за да създадете наистина проблеми. На 24 V захранване, което използваме, пиковата мощност ще бъде само около 5 W, но това определено е достатъчно, за да се вдигне шум. Ако искате да използвате тази схема с по -голямо захранване, не е нужно да променяте нищо, просто се уверете, че захранването ви може да изгаси достатъчно ток, без да се запали. Ще забележите в предстоящите снимки, че LM1875 винаги има радиатор прикрепен към него; това е от съществено значение. Той ще прегрее много бързо без такъв. Те поставят някои фантастични защитни неща в чипа, така че ако се прегрее, той просто се изключва, без да повреди чипа. Ако това се случва с вас, вземете по -голям радиатор! Между другото, тази схема е направо от листа с данни LM1875. AC свързване Кондензаторите за променливотоково свързване на входа и изхода позволяват на аудиото да се размърда, но премахва нивото на DC, както направихме в предусилвателя. Най -ниската честота, която пропуска, се определя от кондензатора и съпротивлението, което вижда последователно. Тъй като високоговорителят е с ниско съпротивление, имаме нужда от голяма капачка на изхода. На входа кондензаторът вижда отклоняващата мрежа, която е с много по-високо съпротивление, така че може да се използва по-малък кондензатор. Това е същата идея като схемата за отклонение, използвана в предусилвателя, но без буфера за оп-усилвател. Тук можем да се измъкнем без буфера, защото не свързваме веригата за отклонение към мрежата за обратна връзка (1k резистор в предусилвателя). Капачката в схемата за отклонение се използва за отделяне, по същия начин като капачките за разединяване на захранването. направете импеданса на високоговорителя по -лесен за управление на усилвателя. Високоговорителят действа като резистор последователно с индуктор, поставянето на резистора и кондензатора успоредно с високоговорителя прави всичко да действа повече като просто резистор. Това е сложно, но повярвайте ми, че има значение. Мрежата за обратна връзка Мрежата за обратна връзка е като тази в предусилвателя само с добавен кондензатор 10u. При аудио честоти кондензаторът действа като късо съединение, а веригата на усилвателя на мощност ни дава печалба от 21. При DC кондензаторът действа като отворена верига, което ни дава печалба от 1. Преходът се извършва при f = 1 /(2*pi*10k*10u)=1,59Hz.

Стъпка 4: Прототип

Изградих схемата на протоборд. Ако имате такъв, е полезно първо да изпробвате нещата по този начин. Не се опитвайте да изградите прототипа, който да съответства точно на снимките, просто се опитайте да подредите веригата правилно. Просто си мислех, че някои снимки могат да помогнат с мотивацията. И да покаже, че всъщност не е толкова много неща за изграждане.

Стъпка 5: Поставете на Perfboard

Опитвам се да запазя няколко допълнителни дъски. Те са евтини. Обикновено ще изработя оформлението на една перфорирана дъска и след това ще я копирам на тази, която запоявам. Чаша за кафе е полезна тук, можете да пропуснете част и тя ще остане там, без да я запоявате. Ето няколко снимки на моя прототип на перфборд, след като най -накрая финализирах оформлението. Тези дъски имат малки шини с три дупки за свързване на неща заедно. Опитвам се да установя възможно най -много връзки с тях. Доколкото е възможно останалите връзки се осъществяват чрез сгъване върху компонентите на гърба и запояване заедно. Няколко ще свържа заедно с проводници в горната част на платката. Използвах още няколко кондензатори за отделяне, отколкото бяха на схемата. Има капачки на захранването 24 V точно до LM7805, за да се произведат стабилни 5 V, и друг комплект на захранването 24 V точно до LM1875, за да бъде щастлив. Има трети набор капачки на 5 V захранването.

Стъпка 6: Запояйте го надолу

Изграждането на крайното нещо може да бъде бавно, но намирам за удовлетворяващо да имаме крайния продукт в плътно парче и извън протоборда. Това е чудесен начин да усъвършенствате и тези умения за запояване. Винаги се страхувам да не объркам хубавата си хубава дъска, ако направя грешка, но се оказва, че можете да преработите почти всяка грешка на една от тези дъски, ако внимавате. Изваждането на компонента обикновено включва унищожаването му, но това е добре, компонентите са евтини. След като излезе, можете да почистите спойката на дъската с някакъв фитил за запояване. Опитах се да получа достатъчно снимки, за да можете да я копирате точно, ако искате. Ако нещо не е ясно, ще се опитам да получа още снимки, или можете сами да разберете как да го подредите. На снимката на задната страна горната следа, преминаваща през средата, е смляна, а долната е 24 V. LM1875 е от дясната страна, а LM7805 е от лявата страна.

Стъпка 7: Сложете всичко заедно

Тук имам втори перфборд, монтиран под първия, за да защитя окабеляването отзад. Използвах разделители от 1/4 инча, за да ги държа отделно. Светлинният сензор е свързан към свещ и изходът отива към нашия високоговорител. Толкова е просто и щастливо.