หุ่นยนต์แสงเสียง: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ในคำแนะนำนี้ คุณจะต้องสร้างอุปกรณ์แสงเสียง อุปกรณ์นี้เปิดไฟ LED สว่างหรือหลอดไฟพร้อมเสียงเพลง อินพุตเพลงมาจากสัญญาณออกหรือเสียงพูดของไฮไฟ คอมพิวเตอร์ หรือโทรศัพท์มือถือ

คุณสามารถดูวงจรทำงานในวิดีโอ

เสบียง

คุณจะต้องการ:

- กระดานเมทริกซ์

- อ่างความร้อน

- ทรานซิสเตอร์พลังงาน NPN

- ทรานซิสเตอร์เอนกประสงค์ NPN BJT สองสามตัว

- ทรานซิสเตอร์เอนกประสงค์ PNP BJT สองตัว

- ประสาน

- หัวแร้ง, - การห่อหุ้ม (คุณสามารถใช้ถ้วยกระดาษได้)

- สว่านไฟฟ้า (อุปกรณ์เสริม)

- แปะถ่ายเทความร้อน

- เทป

- ตัวต้านทานกำลัง 10 โอห์ม

- ตัวต้านทาน 270 โอห์ม

- ตัวต้านทาน 4.7 kohm

- ตัวต้านทานปรับค่าได้ 2 Megohm, - ตัวต้านทาน 1 kohm สองตัว

- ตัวต้านทาน 10 kohm สองตัว

- ตัวต้านทาน 100 kohm

- ตัวเก็บประจุ 470 nF และ 100 nF

- น็อตและโบลท์สำหรับฮีตซิงก์

- ไฟ LED สว่างสองสามดวงหรือหลอดไฟ 1.5 V สองดวง

- กรรไกรหรือไขควงปากแบน

- ไดโอดเอนกประสงค์หนึ่งตัว

ขั้นตอนที่ 1: ติดแผ่นระบายความร้อน

เจาะสองรูบนกระดานเมทริกซ์และติดแผ่นระบายความร้อนตามที่แสดงในภาพ

ขั้นตอนที่ 2: ต่อพาวเวอร์ทรานซิสเตอร์

แนบทรานซิสเตอร์กำลัง PNP ด้วยโบลต์และแปะการถ่ายเทความร้อน

ขั้นตอนที่ 3: สร้างวงจร

เลือกตัวต้านทาน Rc1b เป็น 10 kohm แทน 1 kohm เพื่อเพิ่มค่าคงที่ของเวลาในการชาร์จ ค่าคงที่เวลาการคายประจุคือการคูณค่าตัวเก็บประจุ (C1) และตัวต้านทาน (Rb2) อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้ค่าตัวเก็บประจุ C1 ที่สูงขึ้น แต่จะหมายถึงการใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าซึ่งไม่น่าเชื่อถือมากเมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุแบบหมอนหรือเซรามิก

คุณสามารถเปลี่ยนหลอดไฟเป็นไฟ LED ที่สว่างได้ หาก LED กินไฟ 10 mA โดยต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 2 V ตัวต้านทาน Rc4 แบบอนุกรมที่ต้องการคือ (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohms คุณสามารถใส่ LED เพิ่มเติมแบบขนานและลดตัวต้านทานแบบอนุกรมลงครึ่งหนึ่ง หรือคุณสามารถใส่ LED สองสามตัวที่มีตัวต้านทาน 100 โอห์มขนานกับทรานซิสเตอร์กำลัง

คุณต้องการทรานซิสเตอร์ BJT อเนกประสงค์สามตัวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม คุณต้องซื้อสักสองสามอันในกรณีที่คุณเบิร์นมันโดยเชื่อมต่อกับพินที่ไม่ถูกต้อง ทรานซิสเตอร์เอนกประสงค์มีราคาถูกมาก

Rc4 ต้องเป็นตัวต้านทานกำลังถ้าคุณใช้หลอดไฟเท่านั้น

ตัวต้านทาน Rb1 ควบคุมความสว่างของหลอดไฟหรือไฟ LED ที่สว่าง

เกนของกระแสทรานซิสเตอร์ทั่วไป (เกนปัจจุบัน) เบต้า (กระแสสะสมหารด้วยกระแสฐาน) คือ 100 อย่างไรก็ตาม ค่านี้อาจต่ำถึง 20 หรือสูงถึง 500 ค่าเบต้าได้รับอิทธิพลจากความคลาดเคลื่อนในการผลิตและอุณหภูมิแวดล้อมและอคติ หมุนเวียน.

ตอนนี้เราสามารถคำนวณค่าเบต้าขั้นต่ำที่สันนิษฐานของทรานซิสเตอร์ Q2, Q3 และ Q4 ที่จะยอมให้อิ่มตัวเต็มที่:

Vs - Vbe = 3 V - 0.7 V = 2.3 V

Q2 เบต้า: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2.3 V / 4, 700 โอห์ม) / ((2.3 V - 0.7 V) / 100, 000 โอห์ม) = 30.585106383

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

= (2.3 V / 220 โอห์ม) / (2.3 V / 4, 700 โอห์ม + 3 V / 100, 000 โอห์ม) = 20.1296041116

กระแสของหลอดไฟที่ระบุคือ 0.3 A ดังนั้น:

Q4 เบต้า: Ic4 / Ib4 = 0.3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0.3 A / (2.3 V / 220 โอห์ม) = 28.6956521739

ดังนั้นทรานซิสเตอร์น่าจะอิ่มตัวมากที่สุด

ตอนนี้เราคำนวณความถี่ตัดของตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำผ่าน RC:

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

คุณสามารถเห็นในวงจรที่ฉันไม่ได้ใช้ตัวกรองแหล่งจ่ายไฟความถี่ต่ำของ RC อย่างไรก็ตาม คุณอาจต้องใช้ฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำนี้หากแบตเตอรี่หรือแหล่งพลังงานของคุณมีความต้านทานภายในสูง หากวงจรยังคงแกว่งแม้กับตัวกรอง RC ให้ลองใส่ค่าตัวเก็บประจุที่สูงขึ้นควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุ Cs1 และ Cs2 เพื่อลดความถี่ตัดผ่านต่ำ

คำนวณความถี่คัทออฟฟิลเตอร์กรองความถี่สูงอินพุต:

fh = 1/(2*pi*Ri*Ci) = 1/(2*pi*1000*(470*10^-9)) = 338.627538493 เฮิรตซ์

ความถี่ตัดผ่านสูงสุดความถี่สูงไม่ควรเกิน 20 Hz เพื่อลดความถี่นี้ เราสามารถ:

1. เพิ่มค่า Ri อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะลดอัตราขยายของวงจร

2. เพิ่มค่า Ci นี่เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า เราสามารถใส่ตัวเก็บประจุเพิ่มเติม 470 nF ขนานกับ Ci หรือแทนที่ Ci ด้วยตัวเก็บประจุแบบไบโพลาร์ 10 uF (10, 000 nF) อย่างไรก็ตาม ตัวเก็บประจุใหม่นี้มีความน่าเชื่อถือน้อยกว่า และจะต้องใช้เงินมากกว่า ตัวเก็บประจุแบบไบโพลาร์หาได้ยากกว่าในเว็บไซต์ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

ขั้นตอนที่ 4: ใส่วงจรในถ้วยกระดาษหรือกล่อง

คุณจะเห็นว่าวงจรนั้นพอดีกับถ้วยกระดาษ

หลอดไฟติดด้วยเทปกาว

คุณสามารถสร้างรูในถ้วยโดยใช้ไขควงหรือกรรไกรสำหรับโพเทนชิออมิเตอร์

ไฟจะมองเห็นผ่านถ้วยเมื่อเปิด

ขั้นตอนที่ 5: ยึดสายไฟด้วยเทป

คุณสามารถใช้เทปกาวชนิดใดก็ได้

ขั้นตอนที่ 6: แนบแขนและขา

ใช้ลวดโลหะขนาด 1 มม. เพื่อยึดแขนและขาเข้ากับหุ่นยนต์

ตอนนี้คุณทำเสร็จแล้ว