Tilbakemelding om lydflamme: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Av dandroidDan GoodFølg Mer av forfatteren:

Om: Jeg elsker fabrikasjon. Elektronikk, tre, stål, mat osv. Jeg bygger skulpturer i rustfritt stål og elsker å løse alle de små problemene underveis - CAD til CNC, sveising, sliping, polering og alt annet … Mer om dandroid »Denne instruktøren viser deg hvordan bygge en lysstyrt lydgenerator. Her har jeg bygget en ustabil tilbakemeldingsskulptur med lydgeneratoren og et lys. Høyttaleren får lyset til å flimre og lyset fra lyset modulerer signalet som går mot høyttaleren. Luftturbulens gjør forholdet mellom høyttaleren og lyset ustabilt, så det spretter mellom forskjellige halvstabile moduser. Kretsen for å skape og forsterke lyden er ikke triviell, men den er laget av enkle byggesteiner. Jeg skal vise deg hvordan du bygger en lyssensor med en CdS fotoresistor, en enkel op-amp forforsterker, en oscillator med den klassiske LM555 og en 5 watt effektforsterker med LM1875. Du kan gjøre det hvis du følger instruksjonene, Jeg skal prøve å forklare detaljene.

Trinn 1: Ting du trenger

Jeg brukte en haug med ting for å lage dette prosjektet. Jeg foretrekker å få ting fra Jameco og Radio Shack fordi de er super praktiske og jeg gjør alt i siste øyeblikk. Du kan få alt fra Digikey også, eller hva din favorittelektronikkleverandør er, ingen av delene er eksotiske. Du trenger: En høyttaler. Et lys og lysestake. Ledning - Jeg liker å ha rundt to 3 -pakninger med ledning fra radiohytte, en solid kjerne og en strandet. Jeg foretrekker 22 gauge. Perfekt brett - jeg liker tavlenummer 276-150 fra radiohytte, det er billig og nyttig. Strømforsyning - jeg designet dette med Mean Well 24V 1A veggvorten fra Jameco. Du trenger en av de tilsvarende kontaktene også hvis du ikke vil lodde forsyningen direkte til brettet. Elektronikkomponenter - Du kan få alt dette fra Jameco. Resistorer: 2,2 x11k x15,6k x210k x422k x333k x1100k x1200k x11M Lyd Taper Potentiometer Fotoresistor (jeg brukte Jameco #CDS003-7001) Kondensatorer: 0.1uF x31uF x310uF x5100uF x32200uF x1Semiconductors: MC1458 x1 (Enhver generell dual op-amp er greit, disse er billige) LM555 x1LM7805 x1L18 (1) Enhver 5V Zener-diode er fin) 8-pinners DIP-kontakter x2 (DIP-er er vanskelige å fjerne hvis du blåser dem ut ved et uhell, best å sette dem i kontakten. LM7805 og LM1875 er i TO-220s, lettere å trekke ut av brett om nødvendig..) Verktøy: Loddejern og loddePliers, wire strippers, diagonal cutters

Trinn 2: Kretsen

Dette er kretsen vi skal bruke. Den har en haug med deler. Hvis du vet hvordan du konstruerer kretser og ikke har lyst til å lese en haug med ting, kan du gå videre og bygge dette. Hvis du ikke er sikker på hva alle delene gjør, fortsett å lese! Strømforsyning Vi kommer til å kjøre det hele fra en 24V likestrømforsyning. Vi trenger så mange volt for å få utgangen fin og høy. LM555 kan bare håndtere 18V før den blir pop, så vi skal kjøre de første stadiene av 5V, generert av en LM7805 -regulator som vist i boksen merket 5V Supply. Strøm merket 24V kobles til hovedstrømforsyningen, strøm merket 5V kobles til utgangen til LM7805. Tilkobling av strømtilførsel For at kretsen skal fungere skikkelig, må det være en god bit kapasitans mellom strømforsyningene og bakken, vist i esken merket Supply Decoupling. Det viktigste er å sette et par caps på 24V forsyningen nær (dvs. i umiddelbar nærhet til) strømforsyningen til LM1875 og på 5V forsyningen nær LM555. Sannsynligvis bør det være noen på hver forsyning i nærheten av LM7805 også. Frakobling av strømforsyning er en av de håndbølgede tingene, men hvis du ikke gjør det, vil ikke kretsen fungere. Lyssensor En kadmiumsulfidfotoresistor er bare en motstand hvis verdi endres basert på antall fotoner som treffer den. Den enkleste måten å gjøre motstanden om til et signal er å lage en spenningsdeler ut av den, som vist i lyssensorboksen. Denne kretsen er litt mer komplisert enn den måtte være for å redusere sjansen for å lage en tilbakemeldingssløyfe gjennom strømforsyningen. 1K -motstanden, 5.1V Zener -dioden og 10 uF -kondensatoren brukes til å lage en ganske stabil 5.1V -referanse fra 24V -forsyningen. Vi kan bruke en andre LM7805 i stedet for motstanden og dioden, men dette er en litt enklere måte å gjøre det på siden det ikke går for mye strøm inn i fotoresistorspenningsdeleren. Zener -dioden jeg bruker her er en 1N4733, men alle gamle 5.1V Zener burde fungere fint. Egentlig burde en hvilken som helst Zener i det hele tatt fungere bra, 5.1V trenger ikke å være nøyaktig. Ikke glem å peke Zener i motsatt retning fra hvordan du ville bruke en signaldiode! 5.6k -motstanden i serien jeg valgte for å matche verdien til fotoresistoren i moderat lys, du kan måle fotoresistoren din og gjøre det samme, eller bare bruk en motstand til et par kohms. Spenningen som kommer ut av spenningsdeleren er 5,1V*5,6k/(5,6k+R (sensor)). Det vil være en jevn verdi basert på mengden omgivende lys, med en vrikking på toppen av det basert på mengden lys som endres. Bias Vi ønsker å sentrere signalet som kommer fra lyssensoren rundt 2,5V, slik at vi kan forsterke det så mye som mulig før den treffer 0V eller 5V. De to 10k-motstandene i Bias-kretsen genererer 2,5V, og op-amp-kablet som vist bufrer signalet for å gjøre 2,5V stabil uansett hva den er koblet til. Op-forsterkerne i Bias og Preamp-kretsene er hver halvdel av en MC1458 dual op-amp. Forforsterker 10u-kondensatoren lar en vekselstrøm passere gjennom, men fjerner det nominelle DC-nivået, og 10k motstand koblet til forspenningskretsen tilbakestiller DC-nivået til 2,5V. Op-amp som er konfigurert som vist med 100k og 1k motstanden forsterker signalet med (100k+1k)/(1k), eller 101. Vi trenger sannsynligvis ikke så mye forsterkning, du kan prøve kretsen med en mindre motstand i plass på 100k og se om du liker hvordan det høres ut. Oscillator Denne bruker en god gammel LM555 til å lage en firkantbølge. Den nominelle frekvensen er satt av motstanden 5,6 k og 33 k og kondensatoren 1u i henhold til formelen f = 1,44/((5,6 k+2*33 k)*1 u) = 20 Hz. Oscillasjoner som kommer inn fra forforsterkeren vil modulere frekvensen som LM555 sender ut fra pin 3. Du kan prøve å endre motstandene og se hva du synes. Volum Du vil bruke en 1M logaritmisk pott her. Dette reduserer ganske enkelt signalamplituden som ønsket. Power Amp Dette har mange deler, så vi skal se nærmere på det i neste trinn.

Trinn 3: Krets for forsterker

Denne kretsen er litt komplisert, men veldig praktisk, så jeg tenkte jeg skulle stave ut alle delene. LM1875 kan sette ut ca 30 watt hvis du gir den 60 V, nok til virkelig å forårsake problemer. På 24 V -forsyningen bruker vi maksimal effekt på bare 5 W, men det er definitivt nok til å lage noe støy. Hvis du vil bruke denne kretsen med en større forsyning, trenger du ikke å endre noe, bare sørg for at forsyningen din kan slukke nok strøm uten å ta fyr. Du vil legge merke til i de kommende bildene at LM1875 alltid har en kjøleribbe festet til den; dette er avgjørende. Det vil overopphetes veldig raskt uten en. De legger noen flotte beskyttelsesgreier i brikken, slik at hvis den overopphetes, slår den seg av uten skade på brikken. Hvis det skjer med deg, få en større kjøleribbe! Forresten, denne kretsen er rett ut av LM1875 -databladet. AC -kobling AC -koblingskondensatorene ved inngang og utgang lar lyden vri seg, men fjern likestrømsnivået, som vi gjorde i forforsterkeren. Den laveste frekvensen den slipper gjennom bestemmes av kondensatoren og motstanden den ser i serie. Siden høyttaleren er lav motstand, trenger vi en stor hette på utgangen. Ved inngangen ser kondensatoren forspenningsnettverket, som er en mye høyere motstand, så en mindre kondensator kan brukes. Bias Dette er den samme ideen som forspenningskretsen som brukes i forforsterkeren, men uten op-amp-bufferen. Vi kan komme unna uten bufferen her fordi vi ikke kobler forspenningskretsen til tilbakemeldingsnettverket (1k -motstanden i forforsterkeren). Hetten i forspenningskretsen brukes til frakobling, på samme måte som tilkoblingshettene for forsyning. Forsyningsfrakobling Ikke glem å sette hetter på strømforsyningen rett ved siden av brikken! Zobel Network Motstanden og kondensatoren som gjør at Zobel Network hjelper til med å gjøre impedansen til høyttaleren lettere for forsterkeren å kjøre. Høyttaleren fungerer som en motstand i serie med en induktor, ved å sette motstanden og kondensatoren parallelt med høyttaleren får det hele til å fungere mer som bare en motstand. Dette er vanskelig, men tro meg det gjør en forskjell. Tilbakemeldingsnettverk Tilbakemeldingsnettverket er som det i forforsterkeren bare med 10u kondensatoren lagt til. Ved lydfrekvenser fungerer kondensatoren som en kortslutning, og effektforsterkerkretsen gir oss en gevinst på 21. Ved DC fungerer kondensatoren som en åpen krets, noe som gir oss en gevinst på 1. Overgangen gjøres ved f = 1 /(2*pi*10k*10u)=1,59Hz.

Trinn 4: Prototype

Jeg bygde kretsen på et protoboard. Hvis du har en, er det nyttig å prøve ting på denne måten først. Ikke prøv å bygge prototypen for å passe nøyaktig til bildene, bare prøv å få kretsen riktig. Jeg tenkte bare at noen bilder kan hjelpe på motivasjonen. Og for å vise at det egentlig ikke er så mange ting å bygge.

Trinn 5: Legg ut på Perfboard

Jeg prøver å holde noen ekstra brett liggende. De er billige. Jeg vil vanligvis regne ut oppsettet ett perfboard og deretter kopiere det på det jeg lodder. Et kaffekopp er nyttig her, du kan slippe en del gjennom, og det vil bli der uten at du lodder det ned. Her er noen bilder av prototypen min perfboard etter at jeg endelig har fullført oppsettet. Disse brettene har små tre hulls busser for å koble ting sammen. Jeg prøver å få så mange som mulig av forbindelsene med dem. Så mye som mulig av resten av tilkoblingene gjøres ved å brette over komponentledningene på baksiden og lodde sammen. Noen få vil jeg koble sammen med ledninger på toppen av brettet. Jeg brukte noen flere frakoblingskondensatorer enn på skjematisk. Det er hetter på 24 V -forsyningen rett ved siden av LM7805, for å produsere en stabil 5 V, og et annet sett på 24 V -forsyningen like ved LM1875, for å holde den fornøyd. Det er et tredje sett med hetter på 5 V -forsyningen.

Trinn 6: Lodd det ned

Å bygge det siste kan være sakte, men jeg synes det er tilfredsstillende å ha det ferdige produktet i et solid stykke og av protoboardet. Dette er en fin måte å finpusse disse loddeferdighetene på. Jeg er alltid redd for å ødelegge det fine, fine brettet mitt hvis jeg gjør en feil, men det viser seg at du kan omarbeide nesten enhver feil på et av disse brettene hvis du er forsiktig. Å få ut komponenten innebærer vanligvis å ødelegge den, men det er greit, komponenter er billige. Når det er ute kan du rydde opp i loddetinn på brettet med litt loddevekt. Jeg prøvde å få nok bilder, slik at du kan kopiere det nøyaktig hvis du vil. Hvis noe er uklart, skal jeg prøve å få flere bilder, eller du kan finne ut hvordan du legger det ut selv. På bildet på baksiden er det øvre sporet som går over midten, malt og det nedre sporet er 24 V. LM1875 er på høyre side og LM7805 er på venstre side.

Trinn 7: Sett alt sammen

Her har jeg et andre perfboard montert under det første for å beskytte ledningene på baksiden. Jeg brukte 1/4 tommers avstandsstykker for å holde dem fra hverandre. Lyssensoren er koblet til et stearinlys og utgangen går til høyttaleren vår. Det er så enkelt og lykkelig.