Theremin: en elektronisk Odyssey [på 555 Timer IC] *(Tinkercad): 3 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

I dette eksperiment har jeg designet en optisk Theremin ved hjælp af en 555 Timer IC. Her viser jeg dig, hvordan du genererer musik (tæt på det: P) uden selv at røre ved musikinstrumentet. Grundlæggende kaldes dette instrument som Theremin, oprindeligt konstrueret af en russisk videnskabsmand Léon Theremin. Den originale theremin brugte radiofrekvensinterferens forårsaget af spillerens hånds bevægelse til at ændre instrumentets tonehøjde. Denne optiske theremin afhænger af lysintensiteten, der falder på en fotoresistor, som kan styres ved bevægelse af spillerens hånd. Jeg vil også forsøge at forklare alle trin i kredsløbet. Jeg håber, du vil elske denne praktiske implementering af elektronik, som du ville have studeret på dit college.

Har du ikke elektronik -komponenter? ELLER du frygter at lege med elektronik? Hey, du behøver ikke bekymre dig!

Jeg har designet hele dette kredsløb praktisk talt på Tinkercad (www.tinkercad.com). Tjek det ud, og spil med elektronik ved at designe faktiske ting og også køre dem (simulering).

Trin 1: Komponenter påkrævet

Her er listen over alle de væsentlige komponenter, der er nødvendige for at bygge dette kredsløb:

1) 555 Timer IC

2) 10 kOhm modstand

3) LDR (fotoresistor)

4) 100 nF kondensator

5) Piezo (summer)

6) +9 V batteri og strøm DC -stik (5,5 mm x 2,1 mm)

Først og fremmest skal du designe hele dette kredsløb på tinkercad for at få en idé! Du kan også kontrollere de grundlæggende kredsløbssignaler på tinkercad. Jeg har vedhæftet csv -filen, der indeholder en liste over alle komponenter til reference.

Trin 2: Circuit Design & Working

Grundlæggende er 555 timer IC et integreret kredsløb (chip), der bruges i en række forskellige timer, pulsgenerering og oscillator applikationer. 555 kan bruges til at levere tidsforsinkelser, som en oscillator og som et flip-flop-element.

Der er forskellige anvendelsesmåder for 555 Timer IC, afhængigt af hvordan vi konfigurerer det.

555 Timer IC kan tilsluttes enten i sin monostabile tilstand og derved frembringe en præcisionstimer med en bestemt tidsvarighed eller i sin bistable tilstand for at producere en flip-flop-type skiftehandling. Men her forbinder vi 555 -timer -IC'en i en Astable -tilstand for at producere et meget stabilt 555 -oscillator -kredsløb til generering af meget nøjagtige fritgående bølgeformer, hvis udgangsfrekvens kan justeres ved hjælp af et eksternt tilsluttet RC -tank kredsløb bestående af kun to modstande og en kondensator.

I out -kredsløb kan du se RC -tank kredsløbet, hvor LDR (Light Dependent Resistor) også fungerer som en del af RC tank kredsløb sammen med 10k Ohm modstand og kondensator.

GRUNDLÆGGENDE ARBEJDE: Ved simpelthen at flytte vores hånd over LDR ændrer vi mængden af lys, der falder på LDR, hvilket ændrer lysintensiteten og dermed den generelle modstand. Mere lyset, mindst modstanden og omvendt. Så ved at ændre modstanden for LDR ændrer vi RC -tidskonstanten for det overordnede kredsløb, der generelt ændrer frekvensen af dette kredsløb (kvadratiske pulser genereret af 555 timer IC) af kondensatorens ændrede opladnings- og afladningstid.

Fuld forklaring:

Når 555 er i astabel tilstand, er output fra pin 3 en kontinuerlig strøm af pulser (firkantede bølger).

Pin 2 er udløsertappen (bruges til at udløse kredsløbskomponenterne), den forbindes til jorden gennem en kondensator. Opladning og afladning af denne kondensator tænder for ben 3 og 7. Pin 3 er Output -stiften. I dette kredsløb udsender det et firkantet bølgesignal. Pin 4 er nulstil pin. Denne pin er forbundet til den positive side af batteriet. Pin 6 er Threshold pin.

Kondensatoren oplades, og når den når ca. 2/3 Vcc (spænding fra batteriet), registreres dette af tærskelstiftet. Dette afslutter tidsintervallet og sender 0 V (Volt) til udgangsstiften 3 (slukker den). Pin 7 er udladningsnålen. Denne pin er også slukket med tærskelbolten 6. Når pin 7 er slukket, afbryder den strømmen til kondensatoren, som får den til at aflade. Pin 7 styrer også timing. Pin 7 er forbundet til 100K ohm modstanden (LDR), og ændring af værdien af 100K ohm modstanden (LDR) ændrer timingen af pin 7 og ændrer dermed frekvensen af firkantbølgens output med pin 3. Pin 8 er forbundet til positiv strømforsyning (Vcc).

555 -chippen er i astabel tilstand, hvilket betyder, at Pin 3 sender en kontinuerlig strøm af pulser mellem 9 volt og 0 volt (firkantbølgesignal). I det følgende kredsløb har jeg ændret standard 555 firkantbølgegeneratoren ved at udskifte 100k ohm modstanden med en lysafhængig modstand (LDR) eller fotoresistor. Jeg har også tilføjet en piezoelektrisk højttaler til at konvertere bølgerne til lyd.

Sådan genereres lyd ved hjælp af 555 Timer IC & LDR. Jeg håber I forstod logikken. Hvis I ikke forstod logikken i astable mode, så læs lidt om alle de forskellige modes for det, så ville det være lettere at forstå. Stadig tvivl? Spørg endelig

Trin 3: Simuleringsoutput og resultat

Se venligst kredsløbssimuleringen (Oscilloskop Output) og dens faktiske funktion af kredsløbet, jeg designede på brødbrættet gennem videoen. Håber du kunne lide de uhyggelige lyde: P (motorcykelstart).

Peg på at observere: Bemærk, at jeg i første omgang ikke sætter noget brænderlys og næsten dækker det med min hånd for at blokere lys, så får jeg en meget LAV FREKVENS -lyd! Mens hånden flyttes lidt op, bliver den mere lys, og derfor stiger frekvensen lidt. Men når jeg sætter lommelygten, så hopper frekvensen til meget højere frekvens pludselig på grund af stor mængde lys !. Se, hvordan du kan spille med det til at generere forskellige frekvenslyde.

Softwarebaseret kredsløbsdesign på Tinkercad:

Besøg webstedet, rediger kredsløbet, og lav også kredsløbssimuleringen.

Mit andet Theremin-kredsløb ved hjælp af NAND Logic Gates:

Håber du kunne lide dette. Jeg vil snart prøve at forbedre det yderligere ved at tilføje yderligere komponenter til forbedring af lydbølgen og til at øge frekvensområdet.

Indtil da kan du nyde at lege med elektronik uden nogensinde at bekymre dig om at skade noget. Gæt hvad? du kan også få CAD PCB -layout af EAGLE igennem det ved at eksportere det! Du kan også selv designe 3D -modeller på dette fantastiske websted: www.tinkercad.com

ALT DET BEDSTE: D