Περιβαλλοντικός μετρητής έντασης ήχου: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Το έργο μου είναι ένας μετρητής ήχου που εμφανίζεται με LED. Χρησιμοποιεί ένα μικρόφωνο electret, ένα ενισχυτή και ένα IC LM3914 LED Driver IC. Όσο πιο δυνατά είναι το περιβάλλον γύρω από τον αισθητήρα, τόσο περισσότερα LED ανάβουν από το LM3914. Είναι ένα αρκετά απλό και ενδιαφέρον έργο που είναι ιδανικό για τους νεοεισερχόμενους στα ηλεκτρονικά.

Υλικά:

· Breadboard (Lee's #10516)

· Μπότες OR (Wire Stripper AND Breadboard Wire) (#10325 του Lee + διάφορα)

· 10 × Μέσω οπών LED (Lee's #549 + διάφορα)

· Μικρόφωνο Electret (Lee's #2272)

· Ενισχυτής λειτουργίας (Lee's #7292 / #7293)

· LM3914 (Lee's #7034)

· 1 μF πυκνωτής (Lee's #8962 / #82)

· 3 × 2,2 kΩ αντιστάσεις (Lee's #9223 / #9548)

· 2 resist 1 kΩ αντιστάσεις (Lee's #9190)

· Αντίσταση 330 kΩ (Lee's #9427)

· Ποτενσιόμετρο ΚΑΙ Κατσαβίδι (Lee's #71044 + διάφορα)

· 2 × μπαταρίες AA × 3 (Lee's #21079)

Βήμα 1: Σύνδεση του μικροφώνου

Συνδέστε το ηλεκτρικό μικρόφωνο χρησιμοποιώντας βραχυκυκλωτήρες γείωσης. Συνδέστε επίσης τον άλλο πείρο όπως φαίνεται στο σχηματικό σχήμα. Ανατρέξτε στο φύλλο δεδομένων για να μάθετε ποια καρφίτσα είναι ποια. Ο αγωγός πυκνωτή που δεν συνδέεται άμεσα με το μικρόφωνο μπορεί να θεωρηθεί ως η έξοδος ακατέργαστου αισθητήρα. Ωστόσο, αυτή η τάση θα έχει προκατάληψη DC. Για να το διορθώσουμε, μπορούμε να τραβήξουμε την έξοδο στη γείωση με αντίσταση 1 kΩ. Αυτό δημιουργεί αυτό που είναι γνωστό ως φίλτρο υψηλής διέλευσης σε αυτήν την περίπτωση, πράγμα που σημαίνει ότι το τμήμα DC του σήματος δεν περνάει στην έξοδο, αλλά το σήμα <15 mV κορυφής σε κορυφή εναλλασσόμενου ρεύματος. Μόλις το μικρόφωνο ενεργοποιηθεί σωστά, βεβαιωθείτε ότι εμφανίζεται σωστά η τάση εξόδου (AC).

Βήμα 2: Ενεργοποίηση του κυκλώματος

Χρησιμοποίησα δύο ξεχωριστές πηγές 4,5 V DC, αλλά αν έχετε ήδη κάτι παρόμοιο που θα λειτουργήσει επίσης καλά. Αυτό είναι απαραίτητο για να μετακινηθεί πλήρως το σήμα του μικροφώνου AC ακόμη και όταν ενισχυθεί. Τα κόκκινα και μαύρα καλώδια πρέπει να συνδέονται με τις ράγες έτσι ώστε να υπάρχουν +Vcc, -Vcc και ράγες γείωσης.

Βήμα 3: Ενίσχυση της εξόδου μικροφώνου

Όπως συμβαίνει με τους περισσότερους μετατροπείς, το σήμα είναι πολύ μικρό για να μας φανεί χρήσιμο. Τα σήματα εναλλασσόμενου ρεύματος μπορούν να ενισχυθούν με λειτουργικούς ενισχυτές, τρανζίστορ ή μετασχηματιστές. Ωστόσο, βρίσκω ότι οι ενισχυτές op είναι οι πιο απλοί στη δουλειά, οπότε θα επικεντρωθούμε σε ενισχυτές op. Απαιτείται μόνο ένας ενισχυτής διπλής τροφοδοσίας (χρησιμοποίησα το TL084 αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όποιο θέλετε). Όλα τα IC ενισχυτή πρέπει να έχουν τουλάχιστον 5 ακίδες οι οποίες είναι Vs+ (θετική τάση τροφοδοσίας), Vs- (αρνητική τάση τροφοδοσίας), V+ (μη αναστρέψιμη είσοδος), V- (αναστρέψιμη είσοδος) και Vo (έξοδος). Υπάρχουν πολλά θεωρία πίσω από τους ενισχυτές op, αλλά τα σημαντικά πράγματα για εμάς είναι ότι το Vo δεν μπορεί ποτέ να υπερβεί τα V + και V- (στην πραγματικότητα, το πραγματικό εύρος είναι αυτό που είναι γνωστό ως + Vsat και -Vsat), τα τερματικά εισόδου δεν αντλούν ρεύμα (θεωρητικά όχι πρακτικά), και οι είσοδοι που δεν αντιστρέφονται και αντιστρέφονται διατηρούνται στην ίδια τάση όταν ο ενισχυτής είναι σε αρνητική ανάδραση (Vo συνδεδεμένο με V-).

Δείτε το σχηματικό σχήμα για τις συνδέσεις. Η διαμόρφωσή μας είναι αυτό που είναι γνωστό ως ενισχυτής χωρίς αναστροφή, πράγμα που σημαίνει ότι το κέρδος είναι θετικό. Το κέρδος είναι γενικά Av = Vo / Vi. Για ενισχυτή που δεν αντιστρέφεται, Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Χρησιμοποιούμε τιμές αντίστασης 1 kΩ και 330 kΩ για να επιτύχουμε κέρδος 331. Μόλις συνδεθούν όλα, θα πρέπει να υπάρχει καθαρό ενισχυμένο σήμα AC στο Vo.

Βήμα 4: Σύνδεση του LM3914

Το LM3914 είναι η καλύτερη επιλογή για εμάς για τη δημιουργία ενός αναλογικού μετρητή LED χωρίς τη χρήση μικροελεγκτή και ADC. Είναι ένα IC οδηγού LED Δεν χρειάζεται να γνωρίζουμε όλες τις ιδιαιτερότητες του εσωτερικού του, αλλά πρέπει να ξέρουμε πώς να το χρησιμοποιούμε. Έχει 10 κύριες ενεργές χαμηλές εξόδους που είναι βασικά τρέχουσες πηγές. Αυτό το IC έχει επίσης V- και V+ που είναι οι τάσεις τροφοδοσίας. Το RLO και το RHI είναι το εύρος για το σήμα που θα μεσολαβήσει. Για τους σκοπούς μας, το RLO είναι γειωμένο και το RHI προσαρμόζεται για χρήση δοχείου μεταξύ Vref και γείωσης. Το RLO δεν πρέπει να υπερβαίνει το Vref. Ο πείρος επιλογής λειτουργίας θα πρέπει να κρατηθεί ψηλά, έτσι ώστε να έχουμε εφέ πλήρους μπάρας με τα LED. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποιαδήποτε χρώματα LED, ωστόσο χρησιμοποιώ πράσινα, πορτοκαλί, κόκκινα και μπλε LED. Ανατρέξτε στο σχηματικό για όλες τις συνδέσεις. Συγχαρητήρια! Τελείωσες.

Βήμα 5: Σημειώσεις

Ένα βολτόμετρο θα ήταν ένα χρήσιμο εργαλείο για αυτό το έργο για την αντιμετώπιση προβλημάτων. Ένας παλμογράφος είναι ακόμη πιο χρήσιμος για αυτό το έργο, δεδομένου ότι περιλαμβάνει αρκετή ποσότητα AC. Παρόλο που δεν ήταν απαραίτητο για το έργο μας, θα μπορούσαμε να διορθώσουμε το Vo από τον ενισχυτή για καθαρότερο σήμα DC για χρήση με το LM3914. Ανατρέξτε στα αντίστοιχα φύλλα δεδομένων για οποιεσδήποτε περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με τον ηλεκτρολέτη, τον ενισχυτή ή το LM3914.