Sound Light Robot: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

I denne instruksjonsboken skal du lage en lyd med lys. Denne enheten slår på de lyse lysdiodene eller lyspærene med musikk. Musikkinngangen kommer fra line out eller speak output fra en HiFi, datamaskin eller mobiltelefon.

Du kan se kretsen som fungerer i videoen.

Rekvisita

Du vil trenge:

- matrise bord, - kjøleribbe, - NPN -effekttransistor, - noen NPN BJT -transistorer for generelle formål, - to PNP BJT -transistorer for allmenn bruk, - loddetinn, - loddejern, - innkapsling (du kan bruke en papirkopp), - elektrisk drill (valgfritt), - varmeoverføringspasta, - tape, - 10 ohm effektmotstand, - 270 ohm motstand, - 4,7 kohm motstand, - 2 megohm variabel motstand, - to 1 kohm motstander, - to 10 kohm motstander, - 100 kohm motstand, - 470 nF og 100 nF kondensatorer, - mutter og bolt for kjøleribben, - noen få lysdioder eller to 1,5 V lyspærer, - saks eller skrutrekker, - en generell diode.

Trinn 1: Fest varmeavlederen

Bor to hull i matrisekortet og fest kjøleribben som vist på bildet.

Trinn 2: Fest strømtransistoren

Fest PNP -effekttransistoren med bolt og varmeoverføringspasta.

Trinn 3: Bygg kretsen

Rc1b -motstanden ble valgt som 10 kohm i stedet for 1 kohm for å øke ladetidskonstanten. Utladningstidskonstanten er en multiplikasjon av kondensator (C1) og motstand (Rb2). Et alternativ ville være å bruke en høyere C1 kondensatorverdi, men dette vil bety å bruke en elektrolytisk kondensator som ikke er veldig pålitelig sammenlignet med puten eller keramiske kondensatorer.

Du kan bytte ut lyspærene med lyse lysdioder. Hvis en LED bruker 10 mA med 2 V nødvendig strømforsyning, er den nødvendige serien Rc4 -motstanden (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohm. Du kan sette en ekstra LED parallelt og redusere seriemotstanden i to eller du kan sette noen få lysdioder med 100 ohm motstander parallelt med effekttransistoren.

Du trenger bare tre generelle BJT-transistorer. Du må imidlertid kjøpe noen få i tilfelle du brenner dem ved å koble til feil pins. Generelle transistorer er veldig billige.

Rc4 trenger bare å være en effektmotstand hvis du bruker lyspærer.

Rb1 -motstanden styrer lysstyrken til lyspærene eller lyse lysdioder.

En typisk transistorstrømforsterkning (strømforsterkning) Beta (kollektorstrøm dividert med basestrøm) er 100. Denne verdien kan imidlertid være så lav som 20 eller så høy som 500. Beta -verdien påvirkes av produksjonstoleranser og omgivelsestemperatur og skjevhet strøm.

Vi kan nå beregne antatte minimum Beta -verdier for Q2, Q3 og Q4 transistorer som tillater full metning:

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 ohm) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100, 000 ohm) = 30,585106383

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

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

Den angitte lyspærestrømmen er 0,3 A. Derfor:

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

Dermed vil transistorene mest sannsynlig mette.

Nå beregner vi avbruddsfrekvensen for lavpass-strømforsyningsfilteret for RC:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3.38627538493 Hz

Du kan se i kretsen at jeg ikke implementerte RC lavpass -strømforsyningsfilteret. Du kan imidlertid trenge dette lavpasfilteret hvis batteriet eller strømkilden har høy intern motstand. Hvis kretsen fremdeles svinger, selv med RC-filter, kan du prøve å sette høyere kondensatorverdier parallelt med Cs1 og Cs2 kondensatorer for å redusere lavpassfrekvensen.

Beregn inngangsfrekvens for høypassfilter:

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

Høy pass maksimal cut-off frekvens bør ikke være mer enn 20 Hz. For å redusere denne frekvensen kan vi enten:

1. Øk Ri -verdien. Dette vil imidlertid redusere kretsforsterkningen.

2. Øk Ci -verdien. Dette er et bedre alternativ. Vi kan sette en ekstra 470 nF kondensator parallelt med Ci eller erstatte Ci med en 10 uF (10 000 nF) bipolar kondensator. Denne nye kondensatoren er imidlertid mindre pålitelig og vil koste mer penger. Bipolare kondensatorer er vanskeligere å finne på elektroniske komponentsider.

Trinn 4: Legg kretsen i en papirkopp eller eske

Du kan se at kretsen passer i en papirkopp.

Lyspærene festes med tape.

Du kan lage et hull i koppen med en skrutrekker eller saks til potensiometeret.

Lysene vil bli sett gjennom koppen når den er på.

Trinn 5: Fest ledningene med tape

Du kan bruke hvilken som helst klebebånd.

Trinn 6: Fest armer og ben

Bruk 1 mm metalltråd for å feste armer og ben til roboten.

Du er nå ferdig.