คำติชมของเปลวไฟเสียง: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

โดย dandroidDan GoodFollow เพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

About ฉันชอบงานประดิษฐ์ อิเล็กทรอนิคส์ ไม้ เหล็ก อาหาร ฯลฯ ฉันสร้างประติมากรรมสแตนเลสและฉันชอบที่จะแก้ปัญหาเล็กๆ น้อยๆ ตลอดทาง - CAD เป็น CNC, การเชื่อม, การเจียร, การขัดเงา และส่วนที่เหลือทั้งหมด… ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ dandroid » คำแนะนำนี้จะแสดงให้คุณเห็น วิธีการสร้างเครื่องกำเนิดเสียงที่ควบคุมด้วยแสง ที่นี่ ฉันได้สร้างประติมากรรมป้อนกลับที่ไม่เสถียรด้วยเครื่องกำเนิดเสียงและเทียน ลำโพงทำให้เทียนสั่นไหวและแสงจากเทียนจะปรับสัญญาณที่มุ่งหน้าไปยังลำโพง ความปั่นป่วนของอากาศทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างลำโพงกับแท่งเทียนไม่คงที่ ดังนั้นมันจึงกระดอนระหว่างโหมดกึ่งเสถียรที่ต่างกัน วงจรสำหรับสร้างและขยายเสียงไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย แต่สร้างจากหน่วยการสร้างที่เรียบง่าย ฉันจะแสดงวิธีสร้างเซ็นเซอร์วัดแสงด้วยโฟโตรีซีสเตอร์ CdS, op-amp preamp, ออสซิลเลเตอร์ที่มี LM555 แบบคลาสสิก และเพาเวอร์แอมป์ 5 วัตต์พร้อม LM1875 คุณสามารถทำได้หากปฏิบัติตามคำแนะนำ ฉันจะพยายามอธิบายรายละเอียด

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ

ฉันใช้สิ่งต่างๆ มากมายเพื่อสร้างโครงการนี้ ฉันชอบซื้อของจาก Jameco และ Radio Shack เพราะมันสะดวกมาก และฉันทำทุกอย่างในนาทีสุดท้าย คุณสามารถรับทุกอย่างจาก Digikey ได้เช่นกัน หรืออะไรก็ได้จากซัพพลายเออร์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่คุณชื่นชอบ ไม่มีชิ้นส่วนที่แปลกใหม่ คุณจะต้อง: ลำโพง เทียนไขและเชิงเทียน ลวด - ฉันชอบมีลวดประมาณ 3 แพ็คจาก เพิงวิทยุ แกนแข็งหนึ่งอัน และอีกอันที่ควั่น ฉันชอบ 22 gauge Perfboard - ฉันชอบบอร์ดหมายเลข 276-150 จากเพิงวิทยุ มันถูกและมีประโยชน์ แหล่งจ่ายไฟ - ฉันออกแบบสิ่งนี้ด้วยหูดที่ผนัง Mean Well 24V 1A จาก Jameco คุณจะต้องใช้แจ็คที่เกี่ยวข้องตัวใดตัวหนึ่ง หากคุณไม่ต้องการบัดกรีแหล่งจ่ายโดยตรงไปยังบอร์ด ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ - คุณสามารถรับสิ่งเหล่านี้ได้จาก Jameco ตัวต้านทาน:2.2 x11k x15.6k x210k x422k x333k x1100k x1200k x11M เสียง Taper PotentiometerPhotoresistor (ฉันใช้ Jameco #CDS003-7001)ตัวเก็บประจุ:0.1uF x31uF x310uF x5100uF x32200uF x1เซมิคอนดักเตอร์:MC1458 x1 (op-amp คู่เอนกประสงค์ใดๆ ก็ได้ สิ่งเหล่านี้ราคาถูก) LM555 x1LM7805 x1N18s ความร้อน ไดโอด Zener 5V ใดๆ ก็ได้)ซ็อกเก็ต DIP 8 พิน x2 (DIP นั้นยากต่อการถอดหากคุณเกิดระเบิดโดยไม่ได้ตั้งใจ เป็นการดีที่สุดที่จะเสียบปลั๊กไว้เผื่อในกรณีที่ LM7805 และ LM1875 อยู่ใน TO-220s ง่ายต่อการดึงออกจากอุปกรณ์ของคุณ บอร์ดถ้าจำเป็น..)เครื่องมือ:หัวแร้ง & คีมบัดกรี คีมปอกสายไฟ คัตเตอร์แนวทแยง

ขั้นตอนที่ 2: วงจร

นี่คือวงจรที่เราจะใช้ มันมีชิ้นส่วนมากมาย หากคุณรู้วิธีสร้างวงจรและไม่อยากอ่านอะไรมากมาย คุณสามารถสร้างสิ่งนี้ได้ หากคุณไม่แน่ใจว่าทุกส่วนกำลังทำอะไรอยู่ โปรดอ่านต่อไป!พาวเวอร์ซัพพลายเราจะเลิกใช้แหล่งจ่ายไฟ DC 24V ทั้งหมด เราต้องการโวลต์จำนวนมากเพื่อให้ได้เอาต์พุตที่ดีและดัง LM555 สามารถรองรับได้เพียง 18V ก่อนที่ไฟจะดัง ดังนั้นเราจะใช้ 5V ในระยะเริ่มต้น ซึ่งสร้างโดยตัวควบคุม LM7805 ดังที่แสดงในกล่องที่ระบุว่าแหล่งจ่ายไฟ 5V กำลังไฟที่ติดฉลาก 24V เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก ไฟที่ติดฉลาก 5V เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของ LM7805 ตัวแยกการจ่ายไฟเพื่อให้วงจรทำงานได้อย่างถูกต้อง จะต้องมีความจุเล็กน้อยระหว่างอุปกรณ์จ่ายไฟกับกราวด์ดังแสดงในกล่อง ฉลากซัพพลายเดคัปปลิ้ง สิ่งสำคัญที่สุดคือการวางแคปสองสามตัวบนแหล่งจ่ายไฟ 24V ใกล้ (เช่นใกล้กับทางกายภาพ) แหล่งจ่ายไฟสำหรับ LM1875 และบนแหล่งจ่ายไฟ 5V ใกล้ LM555 น่าจะมีบ้างในแต่ละอุปทานใกล้กับ LM7805 ด้วย การดีคัปปลิ้งของพาวเวอร์ซัพพลายเป็นหนึ่งในสิ่งที่ทำเป็นคลื่นด้วยมือ แต่ถ้าคุณไม่ทำ วงจรจะไม่ทำงาน เซ็นเซอร์วัดแสง โฟโตรีซีสเตอร์แคดเมียมซัลไฟด์เป็นเพียงตัวต้านทานที่มีค่าเปลี่ยนตามจำนวนโฟตอนที่กระทบ วิธีที่ง่ายที่สุดในการเปลี่ยนความต้านทานให้เป็นสัญญาณคือการสร้างตัวแบ่งแรงดันไฟ ดังที่แสดงในกล่องเซนเซอร์แสง วงจรนี้ซับซ้อนกว่าที่ควรจะเป็นเล็กน้อย เพื่อลดโอกาสในการสร้างลูปป้อนกลับผ่านแหล่งจ่ายไฟ ตัวต้านทาน 1K, ไดโอด Zener 5.1V และตัวเก็บประจุ 10 uF ใช้เพื่อสร้างการอ้างอิง 5.1V ที่ค่อนข้างเสถียรจากแหล่งจ่าย 24V เราสามารถใช้ LM7805 ตัวที่สองแทนตัวต้านทานและไดโอดได้ แต่นี่เป็นวิธีที่ง่ายกว่าเล็กน้อยเนื่องจากไม่มีกระแสไหลเข้าสู่ตัวแบ่งแรงดันโฟโตรีซีสเตอร์มากเกินไป ไดโอด Zener ที่ฉันใช้ที่นี่คือ 1N4733 แต่ Zener 5.1V รุ่นเก่าๆ ควรทำงานได้ดี ที่จริงแล้ว Zener ใดๆ ก็ตามควรทำงานได้ดี 5.1V ไม่จำเป็นต้องแม่นยำ อย่าลืมหันซีเนอร์ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับวิธีที่คุณใช้ไดโอดสัญญาณ! ตัวต้านทาน 5.6k ในซีรีย์ที่ฉันเลือกเพื่อให้ตรงกับค่าของโฟโตรีซีสเตอร์ในสภาพแสงปานกลาง คุณสามารถวัดโฟโตรีซีสเตอร์ของคุณแล้วทำเช่นเดียวกัน หรือเพียงแค่ใช้ตัวต้านทานสองสาม kohms แรงดันไฟที่ออกมาจากตัวแบ่งแรงดันคือ 5.1V*5.6k/(5.6k+R(sensor)) จะมีค่าคงที่ตามปริมาณของแสงโดยรอบ โดยมีการกระดิกอยู่ด้านบนตามปริมาณของแสงที่เปลี่ยนไป อคติเราต้องการให้สัญญาณที่มาจากเซ็นเซอร์วัดแสงอยู่ตรงกลางประมาณ 2.5V เพื่อให้เราสามารถขยายได้ ให้มากที่สุดก่อนที่จะถึง 0V หรือ 5V ตัวต้านทาน 10k สองตัวในวงจร Bias สร้าง 2.5V และสาย op-amp ตามที่แสดงบัฟเฟอร์สัญญาณเพื่อให้ 2.5V คงที่ไม่ว่าจะเชื่อมต่อกับอะไร op-amps ในวงจร Bias และ Preamp เป็นครึ่งหนึ่งของ MC1458 dual op-amp แอมป์ ตัวเก็บประจุ 10u ช่วยให้ AC wiggle ผ่านไปได้ แต่จะลบระดับ DC เล็กน้อยและตัวต้านทาน 10k ที่เชื่อมต่อกับวงจร bias จะรีเซ็ตระดับ DC ถึง 2.5V op-amp ที่กำหนดค่าตามที่แสดงด้วยตัวต้านทาน 100k และ 1k จะขยายสัญญาณโดย (100k+1k)/(1k) หรือ 101 เราอาจไม่ต้องการเกนมากขนาดนี้ คุณสามารถลองใช้วงจรที่มีตัวต้านทานขนาดเล็กลงได้ ตำแหน่ง 100k และดูว่าคุณชอบเสียงหรือไม่ OscillatorThis ใช้ LM555 รุ่นเก่าที่ดีเพื่อสร้างคลื่นสี่เหลี่ยม ความถี่ที่ระบุถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน 5.6k และ 33k และตัวเก็บประจุ 1u ตามสูตร f=1.44/((5.6k+2*33k)*1u) = 20Hz การสั่นที่มาจากปรีแอมป์จะปรับความถี่ที่ LM555 ส่งออกจากพิน 3 คุณสามารถลองเปลี่ยนตัวต้านทานและดูว่าคุณคิดอย่างไร ระดับเสียง คุณต้องการใช้หม้อลอการิทึม 1M ที่นี่ วิธีนี้ช่วยลดแอมพลิจูดของสัญญาณได้ตามต้องการ Power AmpThis มีหลายส่วน ดังนั้นเราจะดูในเชิงลึกมากขึ้นในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: วงจรเพาเวอร์แอมป์

วงจรนี้ซับซ้อนเล็กน้อย แต่สะดวกจริงๆ เลยคิดว่าจะสะกดทุกส่วน LM1875 สามารถดับไฟได้ประมาณ 30 วัตต์ หากคุณให้ไฟ 60 V เพียงพอที่จะทำให้เกิดปัญหาได้ สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 24 V ที่เราใช้กำลังสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 5 W เท่านั้น แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะสร้างเสียงรบกวน หากคุณต้องการใช้วงจรนี้กับแหล่งจ่ายที่ใหญ่กว่า คุณไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงอะไรเลย เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายของคุณสามารถจ่ายกระแสไฟได้เพียงพอโดยไม่เกิดไฟไหม้ คุณจะสังเกตเห็นในรูปภาพถัดไปว่า LM1875 มีฮีทซิงค์อยู่เสมอ ติดอยู่กับมัน; นี่เป็นสิ่งสำคัญ มันจะร้อนมากเกินไปอย่างรวดเร็วโดยไม่มีใคร พวกเขาใส่อุปกรณ์ป้องกันแฟนซีลงในชิปเพื่อที่ว่าถ้ามันร้อนเกินไปมันก็จะปิดโดยไม่ทำให้ชิปเสียหาย หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ขึ้นกับคุณ ให้ซื้อฮีทซิงค์ที่ใหญ่ขึ้น! อย่างไรก็ตาม วงจรนี้ส่งตรงจากแผ่นข้อมูล LM1875 การต่อ AC ตัวเก็บประจุแบบต่อ AC ที่อินพุตและเอาต์พุตปล่อยให้เสียงเลื้อยผ่าน แต่เอาระดับ DC ออกเหมือนที่เราทำ ปรีแอมป์ ความถี่ต่ำสุดที่ปล่อยผ่านจะถูกกำหนดโดยตัวเก็บประจุและความต้านทานที่เห็นเป็นอนุกรม เนื่องจากลำโพงมีความต้านทานต่ำ เราจึงต้องมีฝาปิดขนาดใหญ่ที่เอาต์พุต ที่อินพุต ตัวเก็บประจุเห็นเครือข่ายการให้น้ำหนักซึ่งมีความต้านทานสูงกว่ามาก ดังนั้นจึงสามารถใช้ตัวเก็บประจุที่มีขนาดเล็กกว่าได้ อคตินี่เป็นแนวคิดเดียวกับวงจรอคติที่ใช้ในปรีแอมป์ แต่ไม่มีบัฟเฟอร์ออปแอมป์ เราสามารถหลบหนีได้โดยไม่ต้องใช้บัฟเฟอร์ที่นี่ เนื่องจากเราไม่ได้เชื่อมต่อวงจรอคติกับเครือข่ายป้อนกลับ (ตัวต้านทาน 1k ในปรีแอมป์) ฝาครอบในวงจรอคติใช้สำหรับการดีคัปปลิ้ง เช่นเดียวกับแคปการดีคัปปลิ้งอุปทาน การถอดรหัสการจ่ายไฟอย่าลืมใส่แคปที่แหล่งจ่ายไฟถัดจากชิป!Zobel Networkตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่ทำให้ Zobel Network ช่วย ทำให้อิมพีแดนซ์ของลำโพงขับได้ง่ายขึ้นสำหรับแอมพลิฟายเออร์ ลำโพงทำหน้าที่เหมือนตัวต้านทานแบบอนุกรมพร้อมตัวเหนี่ยวนำ การวางตัวต้านทานและตัวเก็บประจุขนานกับลำโพงทำให้ทั้งตัวทำหน้าที่เหมือนตัวต้านทาน นี่เป็นเรื่องยาก แต่เชื่อฉันเถอะว่ามันสร้างความแตกต่าง เครือข่ายความคิดเห็น เครือข่ายความคิดเห็นเหมือนกับเครือข่ายปรีแอมป์ที่เพิ่มตัวเก็บประจุ 10u เท่านั้น ที่ความถี่เสียง ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เหมือนไฟฟ้าลัดวงจร และวงจรเพาเวอร์แอมป์ทำให้เราได้ 21 ที่ DC ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เหมือนวงจรเปิด ทำให้เราได้ 1 ทรานสิชั่นเกิดขึ้นที่ f=1 /(2*pi*10k*10u)=1.59Hz.

ขั้นตอนที่ 4: ต้นแบบ

ฉันสร้างวงจรบนโปรโตบอร์ด ถ้าคุณมีอยู่แล้ว คุณควรลองใช้วิธีนี้ก่อน อย่าพยายามสร้างต้นแบบให้ตรงกับรูปภาพ เพียงพยายามทำให้วงจรถูกต้อง ฉันแค่คิดว่าภาพบางภาพอาจช่วยให้มีแรงจูงใจ และเพื่อแสดงให้เห็นว่า จริงๆ แล้วไม่ใช่สิ่งที่จะสร้างมากขนาดนั้น

ขั้นตอนที่ 5: จัดวางบน Perfboard

ฉันพยายามวางกระดานพิเศษสองสามแผ่นไว้รอบๆ ราคาถูก ฉันมักจะออกแบบเลย์เอาต์หนึ่งอันบนกระดานต่อหนึ่งแผ่นแล้วคัดลอกลงบนบอร์ดที่ฉันกำลังบัดกรี แก้วกาแฟมีประโยชน์ที่นี่ คุณสามารถวางบางส่วนผ่านและมันจะอยู่ที่นั่นโดยที่คุณไม่ต้องบัดกรี ต่อไปนี้คือรูปภาพของ Perfboard ต้นแบบของฉัน หลังจากที่ฉันเสร็จสิ้นการจัดวางในที่สุด บอร์ดเหล่านี้มีรถบัสสามรูเล็กๆ สำหรับต่อสายไฟ ด้วยกัน. ฉันพยายามสร้างสัมพันธ์กับสิ่งเหล่านั้นให้มากที่สุด มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ของการเชื่อมต่อที่เหลือจะทำโดยการพับบนตัวนำส่วนประกอบที่ด้านหลังและบัดกรีเข้าด้วยกัน ฉันจะต่อสายเข้าด้วยกันโดยใช้สายไฟที่ด้านบนของบอร์ด ฉันใช้ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนมากกว่าที่อยู่ในแผนผัง มีแคปบนแหล่งจ่ายไฟ 24 V ถัดจาก LM7805 เพื่อผลิต 5 V ที่เสถียร และอีกชุดบนแหล่งจ่ายไฟ 24 V ถัดจาก LM1875 เพื่อให้มีความสุข มีแคปชุดที่สามบนแหล่งจ่ายไฟ 5 V

ขั้นตอนที่ 6: ประสานลง

การสร้างสิ่งสุดท้ายอาจทำได้ช้า แต่ฉันคิดว่ามันน่าพอใจที่มีผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเป็นชิ้นที่มั่นคงและออกจากโปรโตบอร์ด นี่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการฝึกฝนทักษะการบัดกรีเหล่านั้นด้วย ฉันมักจะกลัวว่าจะทำให้บอร์ดสวย ๆ ของฉันเลอะเทอะถ้าฉันทำผิดพลาด แต่กลับกลายเป็นว่าคุณสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดบนกระดานเหล่านี้ได้เกือบทั้งหมดหากคุณระมัดระวัง. การนำส่วนประกอบออกมักจะเกี่ยวข้องกับการทำลาย แต่ไม่เป็นไร ส่วนประกอบมีราคาถูก เมื่อหมดแล้วคุณสามารถทำความสะอาดคราบบัดกรีบนกระดานด้วยไส้ตะเกียงบัดกรี ฉันพยายามเก็บรูปภาพให้เพียงพอเพื่อให้คุณสามารถคัดลอกได้อย่างแน่นอนหากต้องการ หากมีอะไรไม่ชัดเจน ฉันจะพยายามหารูปภาพเพิ่มเติม หรือคุณอาจหาวิธีจัดวางภาพเองได้ ในภาพด้านหลัง รอยบนที่ลากผ่านตรงกลางคือพื้น และรอยด้านล่างคือ 24 V LM1875 อยู่ทางด้านขวา และ LM7805 อยู่ทางด้านซ้าย

ขั้นตอนที่ 7: รวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน

ที่นี่ฉันมีแผ่นไม้อัดแผ่นที่สองติดตั้งอยู่ใต้แผ่นแรกเพื่อป้องกันสายไฟที่ด้านหลัง ฉันใช้สเปเซอร์ 1/4 นิ้วเพื่อแยกพวกมันออกจากกัน เซ็นเซอร์วัดแสงเชื่อมต่อกับเทียนและเอาต์พุตไปที่ลำโพงของเรา มันง่ายมากและมีความสุข