Ρομπότ Sound Light: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σε αυτό το Instructable θα φτιάξετε μια συσκευή φωτισμού ήχου. Αυτή η συσκευή ενεργοποιεί τις φωτεινές λυχνίες LED ή τους λαμπτήρες με μουσική. Η είσοδος μουσικής προέρχεται από έξοδο γραμμής ή ομιλίας ενός HiFi, υπολογιστή ή κινητού τηλεφώνου.

Μπορείτε να δείτε το κύκλωμα που λειτουργεί στο βίντεο.

Προμήθειες

Θα χρειαστείτε:

- πίνακας μήτρας, - ψύκτρα, - NPN τρανζίστορ ισχύος, - μερικά τρανζίστορ γενικής χρήσης NPN BJT, - δύο τρανζίστορ γενικής χρήσης PNP BJT, - συγκόλληση, - συγκολλητικό σίδερο, περίβλημα (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα χάρτινο κύπελλο), - ηλεκτρικό τρυπάνι (προαιρετικό), - πάστα μεταφοράς θερμότητας, - ταινία-κασέτα, - Αντίσταση ισχύος 10 ohm, - Αντίσταση 270 ohm, - Αντίσταση 4,7 kohm, - Μεταβλητή αντίσταση 2 Megohm, - δύο αντιστάσεις 1 kohm, - δύο αντιστάσεις 10 kohm, - Αντίσταση 100 kohm, - 470 πυκνωτές nF και 100 nF, - παξιμάδι και μπουλόνι για την ψύκτρα, - μερικές φωτεινές λυχνίες LED ή δύο λαμπτήρες 1,5 V, - ψαλίδι ή κατσαβίδι, - μία δίοδος γενικής χρήσης.

Βήμα 1: Συνδέστε τον θερμοσίφωνα

Τρυπήστε δύο τρύπες στον πίνακα μήτρας και συνδέστε τη ψύκτρα όπως φαίνεται στη φωτογραφία.

Βήμα 2: Συνδέστε το τρανζίστορ ισχύος

Συνδέστε το τρανζίστορ ισχύος PNP με μπουλόνι και πάστα μεταφοράς θερμότητας.

Βήμα 3: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Η αντίσταση Rc1b επιλέχθηκε ως 10 kohm αντί για 1 kohm για να αυξηθεί η σταθερά χρόνου φόρτισης. Η σταθερά χρόνου εκφόρτισης είναι ένας πολλαπλασιασμός της τιμής του πυκνωτή (C1) και της αντίστασης (Rb2). Μια εναλλακτική λύση θα ήταν η χρήση υψηλότερης τιμής πυκνωτή C1, αλλά αυτό θα σήμαινε τη χρήση ηλεκτρολυτικού πυκνωτή που δεν είναι πολύ αξιόπιστος σε σύγκριση με τους μαξιλαροφόρους ή κεραμικούς πυκνωτές.

Μπορείτε να αντικαταστήσετε τους λαμπτήρες με φωτεινά LED. Εάν ένα LED καταναλώνει 10 mA με 2 V απαιτούμενο τροφοδοτικό, η απαιτούμενη σειρά αντίστασης Rc4 είναι (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohms. Μπορείτε να βάλετε παράλληλα ένα πρόσθετο LED και να μειώσετε την αντίσταση σειράς στο μισό ή μπορείτε να βάλετε μερικά LED με αντιστάσεις 100 ohm παράλληλα με το τρανζίστορ ισχύος.

Χρειάζεστε μόνο τρία τρανζίστορ γενικής χρήσης BJT. Ωστόσο, πρέπει να αγοράσετε μερικά σε περίπτωση που τα κάψετε συνδέοντας σε λάθος καρφίτσες. Τα τρανζίστορ γενικής χρήσης είναι πολύ φθηνά.

Το Rc4 πρέπει να είναι αντίσταση ισχύος μόνο εάν χρησιμοποιείτε λαμπτήρες.

Η αντίσταση Rb1 ελέγχει τη φωτεινότητα των λαμπτήρων ή των λαμπερών LED.

Ένα τυπικό κέρδος ρεύματος τρανζίστορ (κέρδος ρεύματος) Beta (ρεύμα συλλέκτη διαιρούμενο με βασικό ρεύμα) είναι 100. Ωστόσο, αυτή η τιμή θα μπορούσε να είναι τόσο χαμηλή όσο 20 ή υψηλή ως 500. Η τιμή Beta επηρεάζεται από τις ανοχές παραγωγής και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και προκατάληψη ρεύμα.

Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε τις υποτιθέμενες ελάχιστες τιμές Beta των τρανζίστορ Q2, Q3 και Q4 που θα επιτρέψουν τον πλήρη κορεσμό:

Vs - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V

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

= (2,3 V / 4, 700 ohms) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100, 000 ohm) = 30.585106383

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

= (2,3 V / 220 ohm) / (2,3 V / 4, 700 ohm + 3 V / 100, 000 ohm) = 20.1296041116

Το καθορισμένο ρεύμα λαμπτήρα είναι 0,3 A. Επομένως:

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

Έτσι, τα τρανζίστορ πιθανότατα θα κορεστούν.

Τώρα υπολογίζουμε τη συχνότητα διακοπής φίλτρου τροφοδοσίας χαμηλής διέλευσης RC:

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

Μπορείτε να δείτε στο κύκλωμα ότι δεν εφάρμοσα το φίλτρο τροφοδοσίας χαμηλής διέλευσης RC. Ωστόσο, μπορεί να χρειαστείτε αυτό το φίλτρο χαμηλής διέλευσης εάν η μπαταρία ή η πηγή ισχύος σας έχει υψηλή εσωτερική αντίσταση. Εάν το κύκλωμα εξακολουθεί να ταλαντεύεται ακόμη και με φίλτρο RC, δοκιμάστε να βάλετε υψηλότερες τιμές πυκνωτή παράλληλα με τους πυκνωτές Cs1 και Cs2 για να μειώσετε τη συχνότητα διακοπής χαμηλής διέλευσης.

Υπολογίστε τη συχνότητα διακοπής φίλτρου υψηλής διέλευσης:

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

Η μέγιστη συχνότητα διακοπής υψηλής διέλευσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 20 Hz. Για να μειώσουμε αυτήν τη συχνότητα μπορούμε είτε:

1. Αυξήστε την τιμή Ri. Ωστόσο, αυτό θα μειώσει το κέρδος του κυκλώματος.

2. Αυξήστε την τιμή Ci. Αυτή είναι μια καλύτερη επιλογή. Μπορούμε να βάλουμε έναν επιπλέον πυκνωτή 470 nF παράλληλα με το Ci ή να αντικαταστήσουμε το Ci με έναν διπολικό πυκνωτή 10 uF (10, 000 nF). Ωστόσο, αυτός ο νέος πυκνωτής είναι λιγότερο αξιόπιστος και θα κοστίσει περισσότερα χρήματα. Οι διπολικοί πυκνωτές είναι πιο δύσκολο να βρεθούν σε ιστότοπους ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Βήμα 4: Βάλτε το κύκλωμα σε χάρτινο κύπελλο ή κουτί

Μπορείτε να δείτε ότι το κύκλωμα χωράει σε ένα χάρτινο κύπελλο.

Οι λαμπτήρες είναι προσαρτημένοι με κολλητική ταινία.

Μπορείτε να κάνετε μια τρύπα στο κύπελλο με ένα κατσαβίδι ή ψαλίδι για το ποτενσιόμετρο.

Τα φώτα θα φανούν μέσα από το κύπελλο όταν είναι αναμμένα.

Βήμα 5: Ασφαλίστε τα καλώδια με ταινία

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε κολλητική ταινία.

Βήμα 6: Συνδέστε τα χέρια και τα πόδια

Χρησιμοποιήστε μεταλλικό σύρμα 1 mm για να συνδέσετε τους βραχίονες και τα πόδια στο ρομπότ.

Τώρα τελειώσατε.