Feedback om lydflamme: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Af dandroidDan GoodFølg mere af forfatteren:

Om: Jeg elsker fabrikation. Elektronik, træ, stål, mad osv. Jeg bygger skulpturer i rustfrit stål, og jeg elsker at løse alle de små problemer undervejs - CAD til CNC, svejsning, slibning, polering og alt det andet … Mere om dandroid »Denne instruktør viser dig hvordan man bygger en lysstyret lydgenerator. Her har jeg bygget en ustabil feedback -skulptur med lydgeneratoren og et lys. Højttaleren får lyset til at flimre, og lyset fra stearinlyset modulerer signalet til højttaleren. Luftturbulens gør forholdet mellem højttaleren og lyset ustabil, så det springer mellem forskellige halvstabile tilstande. Kredsløbet til at skabe og forstærke lyden er ikke trivielt, men det er lavet af enkle byggesten. Jeg viser dig, hvordan du bygger en lyssensor med en CdS-fotoresistor, en simpel op-amp-forforstærker, en oscillator med den klassiske LM555 og en 5 watt effektforstærker med LM1875. Du kan gøre det, hvis du følger instruktionerne, Jeg vil prøve at forklare detaljerne.

Trin 1: Ting du har brug for

Jeg brugte en masse ting til at lave dette projekt. Jeg foretrækker at få ting fra Jameco og Radio Shack, fordi de er super bekvemme, og jeg gør alt i sidste øjeblik. Du kan også få alt fra Digikey, eller hvad din foretrukne elektronikleverandør er, ingen af delene er eksotiske. Du skal bruge: En højttaler. Et lys og lysestage. Wire - jeg kan godt lide at have omkring to 3 -pakninger ledning fra radiohytte, en solid kerne og en strandet. Jeg foretrækker 22 gauge. Perfektboard - jeg kan godt lide tavlenummer 276-150 fra radiohytte, det er billigt og nyttigt. Strømforsyning - jeg designede dette med Mean Well 24V 1A vægvorte fra Jameco. Du skal også bruge en af de tilsvarende stik, hvis du ikke vil lodde forsyningen direkte til brættet. Elektroniske komponenter - Du kan få alt dette fra Jameco. Resistorer: 2,2 x11k x15,6k x210k x422k x333k x1100k x1200k x11M lyd Taper Potentiometer Fotoresistor (jeg brugte Jameco #CDS003-7001) Kondensatorer: 0.1uF x31uF x310uF x5100uF x32200uF x1 Semikonduktorer: MC1458 x1 (Enhver generel dobbelt op-amp er fin, disse er billige) LM555 x1LM7805 x1L18 (1) Enhver 5V zener-diode er fin) 8-benede DIP-stik x2 (DIP'er er svære at fjerne, hvis du sprænger dem ved et uheld, det er bedst at sætte dem i stikdåse. LM7805 og LM1875 er i TO-220s, lettere at trække ud af din bord hvis det er nødvendigt..) Værktøj: Loddejern & loddemadstykker, wire strippere, diagonalskærere

Trin 2: Kredsløbet

Dette er det kredsløb, vi vil bruge. Det har en masse dele. Hvis du ved, hvordan du konstruerer kredsløb og ikke har lyst til at læse en masse ting, kan du gå videre og bygge dette. Hvis du ikke er sikker på, hvad alle delene laver, skal du fortsætte med at læse! Strømforsyning Vi kommer til at køre det hele fra en 24V DC strømforsyning. Vi har brug for så mange volt for at få output godt og højt. LM555 kan kun klare 18V, før den går i gang, så vi kører de indledende faser fra 5V, genereret af en LM7805 -regulator som vist i boksen mærket 5V Supply. Strøm mærket 24V tilsluttes hovedstrømforsyningen, strøm mærket 5V tilsluttes udgangen på LM7805. Afkobling af forsyning For at kredsløbet skal fungere korrekt, skal der være en rimelig smule kapacitans mellem strømforsyningerne og jorden, vist i boksen mærket Supply Decoupling. Vigtigst er at sætte et par hætter på 24V forsyningen nær (dvs. i fysisk nærhed til) strømforsyningen til LM1875 og på 5V forsyningen nær LM555. Sandsynligvis burde der også være nogle på hver forsyning nær LM7805. Afkobling af strømforsyning er en af de håndbølgede ting, men hvis du ikke gør det, virker kredsløbet ikke. Lyssensor En cadmiumsulfid-fotoresistor er bare en modstand, hvis værdi ændres baseret på antallet af fotoner, der rammer den. Den nemmeste måde at omdanne sin modstand til et signal er ved at lave en spændingsdeler ud af det, som vist i lyssensorboksen. Dette kredsløb er lidt mere kompliceret, end det måske er nødvendigt for at reducere chancen for at oprette en feedback -loop gennem strømforsyningen. 1K -modstanden, 5.1V Zener -dioden og 10 uF -kondensatoren bruges til at skabe en ret stabil 5.1V -reference fra 24V -forsyningen. Vi kunne bruge en anden LM7805 i stedet for modstanden og dioden, men det er en lidt enklere måde at gøre det på, da der ikke går for meget strøm ind i fotoresistor spændingsdeleren. Zener -dioden, jeg bruger her, er en 1N4733, men enhver gammel 5.1V Zener burde fungere fint. Faktisk burde enhver Zener overhovedet fungere fint, 5.1V behøver ikke at være præcis. Glem ikke at pege Zener i den modsatte retning fra, hvordan du ville bruge en signaldiode! Den 5.6k modstand i serien, jeg valgte for at matche værdien af fotoresistoren i moderat lys, kan du måle din fotoresistor og gøre det samme, eller bare brug en modstand på et par kohms. Spændingen, der kommer ud af spændingsdeleren, er 5,1V*5,6k/(5,6k+R (sensor)). Der vil være en stabil værdi baseret på mængden af omgivende lys, med et wiggle oven på det baseret på mængden af lys, der ændrer sig. Bias Vi vil centrere signalet fra lyssensoren omkring 2,5V, så vi kan forstærke det så meget som muligt, før det rammer 0V eller 5V. De to 10k modstande i Bias-kredsløbet genererer 2,5V, og op-amp-kablet som vist bufferer signalet for at gøre 2,5V stabil uanset hvad den er forbundet til. Op-forstærkere i Bias og Preamp kredsløbene er hver halvdel af en MC1458 dobbelt op-amp. Forforstærker 10u kondensatoren lader en vekselstrøm passere igennem, men fjerner det nominelle DC-niveau, og 10k modstand tilsluttet forspændingskredsløbet nulstiller DC-niveauet til 2,5V. Op-amp'eren konfigureret som vist med 100k og 1k modstanden forstærker signalet med (100k+1k)/(1k) eller 101. Vi har sandsynligvis ikke brug for så meget forstærkning, du kan prøve kredsløbet med en mindre modstand i sted på 100k og se om du kan lide, hvordan det lyder. OscillatorDenne bruger en god gammel LM555 til at lave en firkantbølge. Den nominelle frekvens indstilles af 5.6k og 33k modstanden og 1u kondensatoren i henhold til formlen f = 1.44/((5.6k+2*33k)*1u) = 20Hz. Oscillationer, der kommer ind fra forforstærkeren, modulerer frekvensen, som LM555 udsender fra pin 3. Du kan prøve at ændre modstandene og se, hvad du synes. VolumeDu vil bruge en 1M logaritmisk gryde her. Dette reducerer simpelthen signalamplituden som ønsket. Strømforstærker Dette har mange dele, så vi vil se nærmere på det i det næste trin.

Trin 3: Strømforstærkerkredsløb

Dette kredsløb er lidt kompliceret, men virkelig praktisk, så jeg tænkte, at jeg ville stave alle delene ud. LM1875 kan sætte omkring 30 watt ud, hvis du giver den 60 V, nok til virkelig at forårsage nogle problemer. På 24 V -forsyningen, vi bruger, er maksimaleffekten kun omkring 5 W, men det er helt sikkert nok til at lave lidt støj. Hvis du vil bruge dette kredsløb med en større forsyning, behøver du ikke ændre noget, bare sørg for, at din forsyning kan slukke nok strøm uden at tage ild. Du vil bemærke på de kommende fotos, at LM1875 altid har en kølelegeme knyttet til det; dette er vigtigt. Det vil overophedes meget hurtigt uden en. De lagde nogle smarte beskyttelsesmaterialer i chippen, så hvis den overophedes, slukker den bare uden at beskadige chippen. Hvis det sker for dig, få en større køleplade! I øvrigt er dette kredsløb lige ud af LM1875 -databladet. AC -kobling AC -koblingskondensatorerne ved ind- og udgang lader lyden svinge igennem, men fjerner DC -niveauet, som vi gjorde i forforstærkeren. Den laveste frekvens, den slipper igennem, bestemmes af kondensatoren og den modstand, den ser i serie. Da højttaleren er lav modstand, har vi brug for en stor hætte ved udgangen. Ved indgangen ser kondensatoren forspændingsnetværket, som er en meget højere modstand, så en mindre kondensator kan bruges. Bias Dette er den samme idé som forspændingskredsløbet, der bruges i forforstærkeren, men uden op-amp-bufferen. Vi kan slippe uden bufferen her, fordi vi ikke forbinder bias -kredsløbet til feedbacknetværket (1k -modstanden i forforstærkeren). Hætten i forspændingskredsløbet bruges til afkobling, på samme måde som forsyningsafkoblingsdækslerne. Forsyningsafkobling Glem ikke at sætte hætter på strømforsyningen lige ved siden af chippen! Zobel Network Modstanden og kondensatoren, der får Zobel -netværket til at hjælpe med at gøre højttalerens impedans lettere for forstærkeren at køre. Højttaleren fungerer som en modstand i serie med en induktor, ved at sætte modstanden og kondensatoren parallelt med højttaleren får det hele til at virke mere som bare en modstand. Dette er vanskeligt, men tro mig, det gør en forskel. Feedbacknetværk Feedbacknetværket er kun det i forforstærkeren med 10u kondensatoren tilføjet. Ved lydfrekvenser fungerer kondensatoren som en kortslutning, og effektforstærkerkredsløbet giver os en forstærkning på 21. Ved DC fungerer kondensatoren som et åbent kredsløb, hvilket giver os en forstærkning på 1. Overgangen foretages ved f = 1 /(2*pi*10k*10u)=1,59Hz.

Trin 4: Prototype

Jeg byggede kredsløbet på et protoboard. Hvis du har en, er det nyttigt at prøve tingene på denne måde først. Prøv ikke at bygge prototypen, så den matcher billederne nøjagtigt, bare prøv at få kredsløbet til at passe. Jeg tænkte bare, at nogle billeder kunne hjælpe med motivation. Og for at vise, at det virkelig ikke er så mange ting at bygge.

Trin 5: Lay out på Perfboard

Jeg forsøger at holde et par ekstra brædder liggende. De er billige. Jeg vil normalt regne ud layoutet ét perfboard og derefter kopiere det på det, jeg lodder. Et kaffekrus er nyttigt her, du kan slippe en del igennem, og det bliver der, uden at du lodder det ned. Her er nogle billeder af min prototype perfboard, efter at jeg endelig har færdiggjort layoutet. Disse brædder har små tre hullers busser til at føre ting op sammen. Jeg forsøger at få så mange som muligt ud af forbindelserne med dem. Så meget som muligt af resten af forbindelserne foretages ved at folde komponentledningerne på bagsiden og lodde sammen. Et par vil jeg koble sammen med ledninger på toppen af brættet. Jeg brugte et par flere afkoblingskondensatorer end på skematisk. Der er hætter på 24 V -forsyningen lige ved siden af LM7805, for at producere en stabil 5 V, og et andet sæt på 24 V -forsyningen lige ved siden af LM1875, for at holde den glad. Der er et tredje sæt hætter på 5 V -forsyningen.

Trin 6: Lod det ned

At bygge den sidste ting kan være langsomt, men jeg finder det tilfredsstillende at have det færdige produkt i et solidt stykke og væk fra protoboardet. Dette er også en god måde at finpudse disse loddeevner på. Jeg er altid bange for at ødelægge mit flotte flotte bræt, hvis jeg laver en fejl, men det viser sig, at du kan omarbejde næsten enhver fejl på et af disse brædder, hvis du er forsigtig. At få komponenten ud indebærer normalt at ødelægge den, men det er okay, komponenter er billige. Når det er ude, kan du rydde op i loddemateriale på brættet med noget loddevæge. Jeg forsøgte at få nok billeder, så du kan kopiere det nøjagtigt, hvis du vil. Hvis noget er uklart, vil jeg prøve at få flere billeder, eller du kan selv finde ud af at lægge det ud. På billedet af bagsiden er det øvre spor, der løber hen over midten, jorden og det nederste spor er 24 V. LM1875 er på højre side og LM7805 er på venstre side.

Trin 7: Sæt det hele sammen

Her har jeg et andet perfboard monteret under det første for at beskytte ledningerne på bagsiden. Jeg brugte 1/4 tommer afstandsstykker til at holde dem adskilt. Lyssensoren er forbundet til et stearinlys, og output går til vores højttaler. Det er så enkelt og lykkeligt.