LightSound: 6 βήματα

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

Ασχολιόμουν με τα ηλεκτρονικά από τότε που ήμουν 10 ετών. Ο πατέρας μου, τεχνικός ραδιοφώνου, μου έμαθε τα βασικά και πώς να χρησιμοποιήσω ένα κολλητήρι. Του χρωστάω πολλά. Ένα από τα πρώτα μου κυκλώματα ήταν ένας ενισχυτής ήχου με μικρόφωνο και για λίγο μου άρεσε να ακούω τη φωνή μου μέσω του συνδεδεμένου ηχείου ή ήχων από έξω όταν κρέμασα το μικρόφωνο από το παράθυρό μου. Μια μέρα ο πατέρας μου ήρθε με ένα πηνίο που έβγαλε από έναν παλιό μετασχηματιστή και είπε: "Συνδέστε αυτό αντί για το μικρόφωνό σας". Το έκανα και αυτή ήταν μια από τις πιο εκπληκτικές στιγμές στη ζωή μου. Ξαφνικά άκουσα παράξενους βουητούς ήχους, σφύριγμα, έντονο ηλεκτρονικό βουητό και μερικούς ήχους που έμοιαζαν με παραμορφωμένες ανθρώπινες φωνές. Likeταν σαν να βουτάω σε έναν κρυφό κόσμο που κείτονταν ακριβώς μπροστά στα αυτιά μου, τον οποίο δεν μπορούσα να αναγνωρίσω μέχρι αυτή τη στιγμή. Τεχνικά δεν υπήρχε τίποτα μαγικό σε αυτό. Το πηνίο ανέλαβε ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο που προέρχεται από κάθε είδους οικιακές συσκευές, ψυγεία, πλυντήρια, ηλεκτρικά τρυπάνια, τηλεοράσεις, ραδιόφωνα, φώτα δρόμου a.s.o. Αλλά η εμπειρία ήταν καθοριστική για μένα. Υπήρχε κάτι γύρω μου που δεν μπορούσα να αντιληφθώ αλλά με κάποιο ηλεκτρονικό mumbo-jumbo ήμουν μέσα!

Μερικά χρόνια αργότερα το ξανασκέφτηκα και μια ιδέα μου ήρθε στο μυαλό. Τι θα συμβεί αν συνδέσω ένα φωτοτρανζίστορ στον ενισχυτή; Θα άκουγα επίσης κραδασμούς που τα μάτια μου ήταν πολύ τεμπέλη για να αναγνωρίσουν; Το έκανα και πάλι η εμπειρία ήταν φοβερή! Το ανθρώπινο μάτι είναι ένα πολύ εξελιγμένο όργανο. Παρέχει το μεγαλύτερο εύρος ζώνης πληροφοριών από όλα μας τα όργανα, αλλά αυτό έρχεται με κάποιο κόστος. Η ικανότητα αντίληψης των αλλαγών είναι αρκετά περιορισμένη. Εάν οι οπτικές πληροφορίες αλλάζουν περισσότερο από 11 φορές το δευτερόλεπτο, τα πράγματα αρχίζουν να θολώνουν. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορούμε να βλέπουμε ταινίες στον κινηματογράφο ή στην τηλεόρασή μας. Τα μάτια μας δεν μπορούν να ακολουθήσουν τις αλλαγές πια και όλες αυτές οι μοναδικές ακίνητες εικόνες λιώνονται μαζί σε μια συνεχή κίνηση. Αλλά αν αλλάξουμε το φως σε ήχο, τα αυτιά μας μπορεί να αντιληφθούν τέλεια αυτές τις ταλαντώσεις έως και αρκετές χιλιάδες ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο!

Επινόησα λίγο ηλεκτρονικό για να μετατρέψω το smartphone μου σε δέκτη φωτισμού, δίνοντάς μου επίσης τη δυνατότητα να ηχογραφήσω αυτούς τους ήχους. Επειδή το ηλεκτρονικό είναι πολύ απλό, θέλω να σας δείξω τα βασικά του ηλεκτρονικού σχεδιασμού σε αυτό το παράδειγμα. Έτσι θα βουτήξουμε αρκετά βαθιά στα τρανζίστορ, τις αντιστάσεις και τους πυκνωτές. Αλλά μην ανησυχείτε, θα κρατήσω τα μαθηματικά απλά!

Βήμα 1: Ηλεκτρονικό Μέρος 1: Τι είναι ένα τρανζίστορ;

Τώρα εδώ είναι η γρήγορη και όχι βρώμικη εισαγωγή σας στα διπολικά τρανζίστορ. Υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη αυτών. Το ένα ονομάζεται NPN και αυτό είναι αυτό που μπορείτε να δείτε στην εικόνα. Ο άλλος τύπος είναι το PNP και δεν θα το συζητήσουμε εδώ. Η διαφορά είναι απλώς θέμα πολικότητας ρεύματος και τάσης και όχι περαιτέρω ενδιαφέροντος.

Ένα τρανζίστορ NPN είναι ένα ηλεκτρονικό στοιχείο που ενισχύει το ρεύμα. Βασικά έχετε τρία τερματικά. Το ένα είναι πάντα γειωμένο. Στην εικόνα μας ονομάζεται "Emitter". Στη συνέχεια, έχετε τη "βάση", η οποία είναι η αριστερή και ο "Συλλέκτης" που είναι η πάνω. Οποιοδήποτε ρεύμα εισέρχεται στη βάση IB θα προκαλέσει ένα ενισχυμένο ρεύμα που θα επιπλέει μέσω του IC συλλέκτη και θα περνάει από τον πομπό πίσω στο έδαφος. Το ρεύμα πρέπει να κινείται από εξωτερική πηγή τάσης UB. Ο λόγος του ενισχυμένου ρεύματος IC και του βασικού ρεύματος IB είναι IC/IB = B. Το Β ονομάζεται κέρδος συνεχούς ρεύματος. Εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τον τρόπο ρύθμισης του τρανζίστορ σας στο κύκλωμά σας. Επιπλέον, είναι επιρρεπής σε σοβαρές ανοχές παραγωγής, οπότε δεν έχει πολύ νόημα να υπολογίζουμε με σταθερές τιμές. Να έχετε πάντα κατά νου ότι το τρέχον κέρδος μπορεί να εξαπλωθεί πολύ. Εκτός από το B υπάρχει μια άλλη τιμή που ονομάζεται "beta". Το Wile B χαρακτηρίζει την ενίσχυση ενός σήματος DC, το beta κάνει το ίδιο για τα σήματα AC. Κανονικά το B και το beta δεν διαφέρουν πολύ.

Μαζί με το ρεύμα εισόδου, το τρανζίστορ έχει επίσης τάση εισόδου. Οι περιορισμοί της τάσης είναι πολύ περιορισμένοι. Σε κανονικές εφαρμογές θα κινείται σε περιοχή μεταξύ 0,62V..0,7V. Η εξαναγκαστική αλλαγή τάσης στη βάση θα οδηγήσει σε δραματικές αλλαγές στο ρεύμα του συλλέκτη επειδή αυτή η εξάρτηση ακολουθεί μια εκθετική καμπύλη.

Βήμα 2: Ηλεκτρονικό Μέρος 2: Σχεδιασμός του πρώτου σταδίου του ενισχυτή

Τώρα είμαστε στο δρόμο μας. Για να μετατρέψουμε το διαμορφωμένο φως σε ήχο χρειαζόμαστε ένα φωτοτρανζίστορ. Ένα φωτοτρανζίστορ μοιάζει πολύ με το τυπικό τρανζίστορ NPN του προηγούμενου βήματος. Αλλά είναι επίσης σε θέση όχι μόνο να αλλάξει το ρεύμα συλλέκτη ελέγχοντας το ρεύμα βάσης. Επιπλέον, το ρεύμα συλλέκτη εξαρτάται από το φως. Πολύ φως-πολύ ρεύμα, λιγότερο ρεύμα χωρίς φως. Είναι τόσο εύκολο.

Καθορισμός της παροχής ρεύματος

Όταν σχεδιάζω υλικό, το πρώτο πράγμα που κάνω είναι να αποφασίσω για το τροφοδοτικό γιατί αυτό επηρεάζει τα πάντα στο κύκλωμά σας. Η χρήση μπαταρίας 1, 5V θα ήταν κακή ιδέα, επειδή, όπως μάθατε στο βήμα 1, το UBE ενός τρανζίστορ είναι περίπου 0, 65V και έτσι ήδη στα μισά του δρόμου έως 1, 5V. Θα πρέπει να διαθέσουμε περισσότερο απόθεμα. Λατρεύω τις μπαταρίες 9V. Είναι φθηνά και εύκολα στο χειρισμό και δεν καταναλώνουν πολύ χώρο. Πάμε λοιπόν με 9V. UB = 9V

Καθορισμός του ρεύματος συλλέκτη

Αυτό είναι επίσης κρίσιμο και επηρεάζει τα πάντα. Δεν πρέπει να είναι πολύ μικρό γιατί τότε το τρανζίστορ γίνεται ασταθές και ο θόρυβος σήματος αυξάνεται. Επίσης, δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλό επειδή το τρανζίστορ έχει πάντα ένα ρελαντί και μια τάση και αυτό σημαίνει ότι καταναλώνει ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμότητα. Το πολύ ρεύμα αδειάζει τις μπαταρίες και μπορεί να σκοτώσει το τρανζίστορ λόγω θερμότητας. Στις εφαρμογές μου διατηρώ πάντα το ρεύμα του συλλέκτη μεταξύ 1… 5mA. Στην περίπτωσή μας πάμε με 2mA. IC = 2mA.

Καθαρίστε το τροφοδοτικό σας

Εάν σχεδιάζετε στάδια ενισχυτή, είναι πάντα καλή ιδέα να διατηρείτε καθαρό το τροφοδοτικό DC. Το τροφοδοτικό είναι συχνά πηγή θορύβου και βουητού ακόμα κι αν χρησιμοποιείτε μπαταρία. Αυτό συμβαίνει επειδή έχετε συνήθως λογικά μήκη καλωδίων συνδεδεμένα με τη ράγα τροφοδοσίας που μπορεί να λειτουργήσει ως κεραία για όλο το άφθονο βουητό ισχύος. Κανονικά δρομολογώ το ρεύμα τροφοδοσίας μέσω μιας μικρής αντίστασης και παρέχω έναν πυκνωτή πολωμένου λίπους στο τέλος. Κοντοκοπεί όλα τα σήματα εναλλασσόμενου ρεύματος στο έδαφος. Στην εικόνα η αντίσταση είναι R1 και ο πυκνωτής είναι C1. Θα πρέπει να κρατήσουμε την αντίσταση μικρή γιατί η πτώση τάσης που δημιουργεί περιορίζει την έξοδό μας. Τώρα μπορώ να εκθέσω την εμπειρία μου και να πω ότι η πτώση τάσης 1V είναι ανεκτή εάν εργάζεστε με τροφοδοτικό 9V. UF = 1V.

Τώρα πρέπει να προβλέψουμε λίγο τις σκέψεις μας. Θα δείτε αργότερα ότι θα προσθέσουμε ένα δεύτερο στάδιο τρανζίστορ που πρέπει επίσης να καθαρίσει το ρεύμα τροφοδοσίας. Έτσι, η ποσότητα του ρεύματος που ρέει μέσω του R1 διπλασιάζεται. Η πτώση τάσης στο R1 είναι R1 = UF/(2xIC) = 1V/4mA = 250 Ohms. Ποτέ δεν θα πάρετε ακριβώς την αντίσταση που θέλετε επειδή παράγονται σε ορισμένα διαστήματα τιμών. Το πλησιέστερο στην τιμή μας είναι 270 Ohms και θα είμαστε εντάξει με αυτό. R1 = 270 Ohms.

Στη συνέχεια επιλέγουμε C1 = 220uF. Αυτό δίνει μια γωνιακή συχνότητα 1/(2*PI*R1*C1) = 2, 7Hz. Μην το σκέφτεσαι πολύ αυτό. Η γωνιακή συχνότητα είναι αυτή όπου το φίλτρο αρχίζει να καταστέλλει τα σήματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Έως 2, 7Hz, όλα θα περάσουν λίγο πολύ ασήμαντα. Πέρα από 2, 7Hz, τα σήματα καταστέλλονται όλο και περισσότερο. Η εξασθένηση ενός φίλτρου χαμηλής διέλευσης πρώτης τάξης περιγράφεται με A = 1/(2*PI*f*R1*C1). Ο πλησιέστερος εχθρός μας όσον αφορά τις παρεμβολές είναι το βόμβο γραμμής ισχύος 50Hz. Ας εφαρμόσουμε λοιπόν f = 50 και παίρνουμε A = 0, 053. Αυτό σημαίνει ότι μόνο το 5, 3% του θορύβου θα περάσει από το φίλτρο. Πρέπει να είναι αρκετό για τις ανάγκες μας.

Καθορισμός πόλωσης τάσης συλλέκτη

Η προκατάληψη είναι το σημείο όπου βάζετε το τρανζίστορ σας όταν βρίσκεται σε κατάσταση αδράνειας. Αυτό καθορίζει τα ρεύματα και τις τάσεις του όταν δεν υπάρχει σήμα εισόδου για ενίσχυση. Μια καθαρή προδιαγραφή αυτής της μεροληψίας είναι θεμελιώδης γιατί για παράδειγμα η πόλωση τάσης στον συλλέκτη καθορίζει το σημείο όπου το σήμα θα περιστρέφεται όταν λειτουργεί το τρανζίστορ. Η εσφαλμένη τοποθέτηση αυτού του σημείου θα οδηγήσει σε παραμορφωμένο σήμα όταν η ταλάντευση εξόδου χτυπήσει τη γείωση ή το τροφοδοτικό. Αυτά είναι τα απόλυτα όρια που δεν μπορεί να ξεπεράσει το τρανζίστορ! Κανονικά είναι καλή ιδέα να τοποθετήσετε τη μεροληψία τάσης εξόδου στη μέση μεταξύ γείωσης και UB στο UB/2, στην περίπτωσή μας (UB-UF)/2 = 4V. Αλλά για κάποιο λόγο θα καταλάβετε αργότερα θέλω να το θέσω λίγο πιο κάτω. Πρώτα δεν χρειαζόμαστε μια μεγάλη ταλάντευση εξόδου γιατί ακόμη και μετά την ενίσχυση σε αυτό το 1ο στάδιο το σήμα μας θα είναι στην περιοχή των χιλιοστών βολτ. Δεύτερον, μια χαμηλότερη προκατάληψη θα είναι καλύτερη για το ακόλουθο στάδιο τρανζίστορ, όπως θα δείτε. Ας βάλουμε λοιπόν την προκατάληψη στα 3V. UA = 3V.

Υπολογίστε την αντίσταση συλλέκτη

Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε τα υπόλοιπα συστατικά. Θα δείτε εάν ένα ρεύμα συλλέκτη ρέει μέσω R2 θα έχουμε πτώση τάσης που προέρχεται από το UB. Επειδή UA = UB-UF-IC*R1 μπορούμε να εξαγάγουμε R1 και να πάρουμε R1 = (UB-UF-UA)/IC = (9V-1V-3V)/2mA = 2, 5K. Και πάλι επιλέγουμε την επόμενη κανονική τιμή και παίρνουμε R1 = 2, 7K Ohm.

Υπολογίστε την αντίσταση βάσης

Για τον υπολογισμό του R3 μπορούμε να βγάλουμε μια απλή εξίσωση. Η τάση στο R3 είναι UA-UBE. Τώρα πρέπει να γνωρίζουμε το βασικό ρεύμα. Σας είπα το κέρδος συνεχούς ρεύματος B = IC/IB, άρα IB = IC/B, αλλά ποια είναι η τιμή του Β; Δυστυχώς χρησιμοποίησα ένα φωτοτρανζίστορ από ένα πλεόνασμα συσκευασίας και δεν υπάρχει σωστή σήμανση στα εξαρτήματα. Πρέπει λοιπόν να χρησιμοποιήσουμε τη φαντασίωσή μας. Τα φωτοτρανζίστορ δεν έχουν τόση ενίσχυση. Είναι πιο σχεδιασμένα για ταχύτητα. Ενώ το κέρδος συνεχούς ρεύματος για ένα κανονικό τρανζίστορ μπορεί να φτάσει τα 800, ο συντελεστής Β ενός φωτοτρανζίστορ μπορεί να είναι μεταξύ 200..400. Πάμε λοιπόν με B = 300. R3 = (UA-UBE)/IB = B*(UA-UBE)/IC = 352K Ohm. Αυτό είναι κοντά στα 360K Ohm. Δυστυχώς δεν έχω αυτήν την τιμή στο κουτί μου, οπότε χρησιμοποίησα μια σειρά 240K+100K στη σειρά. R3 = 340K Ohm.

Μπορείτε να αναρωτηθείτε γιατί αποστραγγίζουμε το ρεύμα βάσης από τον συλλέκτη και όχι από το UB. Επιτρέψτε μου να σας το πω αυτό. Η προκατάληψη ενός τρανζίστορ είναι ένα εύθραυστο πράγμα επειδή ένα τρανζίστορ είναι επιρρεπές σε ανοχές παραγωγής καθώς και σε σοβαρή εξάρτηση από τη θερμοκρασία. Αυτό σημαίνει ότι εάν κάνετε πόλωση στο τρανζίστορ σας απευθείας από το UB, πιθανότατα θα απομακρυνθεί σύντομα. Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι σχεδιαστές υλικού χρησιμοποιούν μια μέθοδο που ονομάζεται "αρνητική ανατροφοδότηση". Ρίξτε μια ματιά ξανά στο κύκλωμά μας. Το βασικό ρεύμα προέρχεται από την τάση του συλλέκτη. Τώρα φανταστείτε ότι το τρανζίστορ θερμαίνεται και η τιμή Β αυξάνεται. Αυτό σημαίνει ότι ρέει περισσότερο συλλεκτικό ρεύμα και μειώνεται το UA. Αλλά μικρότερο UA σημαίνει επίσης μικρότερη IB και η τάση UA ανεβαίνει ξανά λίγο. Με τη μείωση του Β έχετε το ίδιο αποτέλεσμα αντίστροφα. Αυτό είναι ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ! Αυτό σημαίνει ότι με την έξυπνη καλωδίωση μπορούμε να διατηρήσουμε την προκατάληψη του τρανζίστορ στα όρια. Θα δείτε ένα άλλο αρνητικό σχόλιο στο επόμενο στάδιο επίσης. Παρεμπιπτόντως, η αρνητική ανατροφοδότηση μειώνει επίσης την ενίσχυση της σκηνής, αλλά υπάρχουν μέσα για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα.

Βήμα 3: Ηλεκτρονικό Μέρος 3: Σχεδιασμός του δεύτερου σταδίου

Έκανα κάποιες δοκιμές εφαρμόζοντας το σήμα φωτισμού από το προενισχυμένο στάδιο στο προηγούμενο βήμα στο smartphone μου. Encouraταν ενθαρρυντικό, αλλά πίστευα ότι λίγο περισσότερη ενίσχυση θα ήταν καλύτερη. Εκτίμησα ότι μια επιπλέον ενίσχυση του παράγοντα 5 θα πρέπει να κάνει τη δουλειά. Πάμε λοιπόν με το δεύτερο στάδιο! Κανονικά, πάλι θα θέλαμε το τρανζίστορ στο δεύτερο στάδιο με τη δική του προκατάληψη και τροφοδοτούσαμε το προενισχυμένο σήμα από το πρώτο στάδιο μέσω ενός πυκνωτή σε αυτό. Θυμηθείτε ότι οι πυκνωτές δεν αφήνουν το DC να περάσει. Απλώς το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να περάσει. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να δρομολογήσετε ένα σήμα μέσω των σταδίων και η πόλωση κάθε σταδίου δεν θα επηρεαστεί. Αλλά ας κάνουμε τα πράγματα λίγο πιο ενδιαφέροντα και ας προσπαθήσουμε να αποθηκεύσουμε μερικά εξαρτήματα γιατί θέλουμε να κρατήσουμε τη συσκευή μικρή και εύχρηστη. Θα χρησιμοποιήσουμε την προκατάληψη εξόδου του σταδίου 1 για την πόλωση του τρανζίστορ στο στάδιο 2!

Υπολογισμός της αντίστασης εκπομπής R5

Σε αυτό το στάδιο, το τρανζίστορ NPN μας είναι άμεσα προκατειλημμένο από το προηγούμενο στάδιο. Στο διάγραμμα κυκλώματος βλέπουμε ότι UE = UBE + ICxR5. Επειδή UE = UA από το προηγούμενο στάδιο μπορούμε να εξαγάγουμε R5 = (UE-UBE)/IC = (3V-0.65V)/2mA = 1, 17K Ohm. Το κάνουμε 1, 2K Ohm που είναι η πλησιέστερη κανονική τιμή. R5 = 1, 2K Ohm.

Εδώ μπορείτε να δείτε ένα άλλο είδος σχολίων. Ας πούμε ότι ενώ το UE παραμένει σταθερό, η τιμή Β του τρανζίστορ αυξάνεται λόγω θερμοκρασίας. Έτσι παίρνουμε περισσότερο ρεύμα μέσω συλλέκτη και εκπομπού. Αλλά περισσότερο ρεύμα μέσω R5 σημαίνει περισσότερη τάση στο R5. Επειδή UBE = UE - IC*R5 αύξηση IC σημαίνει μείωση UBE και συνεπώς μείωση ξανά IC. Και εδώ έχουμε κανονισμούς που μας βοηθούν να διατηρήσουμε τη μεροληψία σταθερή.

Υπολογισμός της αντίστασης συλλέκτη R4

Τώρα πρέπει να παρακολουθούμε την ταλάντευση εξόδου του σήματος συλλέκτη UA. Το κατώτερο όριο είναι η μεροληψία εκπομπής 3V-0, 65V = 2, 35V. Το ανώτερο όριο είναι η τάση UB-UB = 9V-1V = 8V. Θα βάλουμε τη συλλεκτική μας προκατάληψη ακριβώς στη μέση. UA = 2, 35V + (8V-2, 35V)/2 = 5, 2V. UA = 5, 2V. Τώρα είναι εύκολο να υπολογίσετε το R4. R4 = (UB-UF-UA)/IC = (9V-1V-5, 2V)/2mA = 1, 4K Ohm. Το κάνουμε R4 = 1, 5K Ohm.

Τι γίνεται με την ενίσχυση;

Τι γίνεται λοιπόν με τον παράγοντα 5 της ενίσχυσης που θέλουμε να κερδίσουμε; Η ενίσχυση τάσης των σημάτων εναλλασσόμενου ρεύματος στο στάδιο όπως μπορείτε να δείτε περιγράφεται σε έναν πολύ απλό τύπο. Vu = R4/R5. Αρκετά απλό ε; Αυτή είναι η ενίσχυση ενός τρανζίστορ με αρνητική ανάδραση πάνω από την αντίσταση πομπού. Θυμηθείτε ότι σας είπα ότι τα αρνητικά σχόλια επηρεάζουν επίσης την ενίσχυση εάν δεν λαμβάνετε τα κατάλληλα μέσα εναντίον της.

Αν υπολογίσουμε την ενίσχυση με τις επιλεγμένες τιμές R4 και R5 παίρνουμε V = R4/R5 = 1.5K/1.2K = 1.2. Χμ, αυτό είναι πολύ μακριά από το 5. Τι μπορούμε να κάνουμε; Λοιπόν, πρώτα βλέπουμε ότι δεν μπορούμε να κάνουμε τίποτα για το R4. Διορθώνεται από την προκατάληψη εξόδου και τους περιορισμούς τάσης. Τι γίνεται με το R5; Ας υπολογίσουμε την τιμή R5 που θα έπρεπε να έχουμε αν είχαμε ενίσχυση 5. Αυτό είναι εύκολο, γιατί Vu = R4/R5 αυτό σημαίνει ότι R5 = R4/Vu = 1.5K Ohm/5 = 300 Ohm. Εντάξει, είναι εντάξει, αλλά αν βάζαμε 300 Ohm αντί για 1,2K στο κύκλωμά μας, η προκατάληψη θα χαλούσε. Πρέπει λοιπόν να βάλουμε και τα δύο, 1,2K Ohm για την προκατάληψη dc και 300 Ohms για ac αρνητική ανάδραση. Ρίξτε μια ματιά στη δεύτερη εικόνα. Θα δείτε ότι χώρισα την αντίσταση 1, 2K Ohm σε 220 Ohm και 1K Ohm σε σειρά. Εξάλλου, επέλεξα 220 Ohms επειδή δεν είχα αντίσταση 300 Ohm. Το 1K παρακάμπτεται επίσης από έναν πυκνωτή πολωμένου λίπους. Τι σημαίνει αυτό; Λοιπόν, για την προκατάληψη του dc αυτό σημαίνει ότι η αρνητική ανάδραση "βλέπει" ένα 1, 2K Ohm επειδή το dc μπορεί να μην περάσει από έναν πυκνωτή, οπότε για το dc πόλωση C3 απλά δεν υπάρχει! Το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος από την άλλη πλευρά "βλέπει" τα 220 Ohm επειδή κάθε πτώση τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος κατά μήκος του R6 βραχυκυκλώνεται στη γείωση. Χωρίς πτώση τάσης, χωρίς ανατροφοδότηση. Μόνο το 220 Ohm παραμένει για αρνητικά σχόλια. Πολύ έξυπνο, ε;

Για να λειτουργήσει σωστά, πρέπει να επιλέξετε το C3 έτσι ώστε η σύνθετη αντίστασή του να είναι πολύ χαμηλότερη από το R3. Μια καλή τιμή είναι το 10% του R3 για τη χαμηλότερη δυνατή συχνότητα εργασίας. Ας πούμε ότι η χαμηλότερη συχνότητά μας είναι 30 Hz. Η σύνθετη αντίσταση ενός πυκνωτή είναι Xc = 1/(2*PI*f*C3). Αν εξάγουμε C3 και βάλουμε τη συχνότητα και την τιμή του R3 παίρνουμε C3 = 1/(2*PI*f*R3/10) = 53uF. Για να ταιριάξουμε την πλησιέστερη κανονική τιμή, ας το κάνουμε C3 = 47uF.

Τώρα δείτε το ολοκληρωμένο σχήμα στην τελευταία εικόνα. Τελειώσαμε!

Βήμα 4: Κατασκευή της Μηχανικής Μέρος 1: Λίστα Υλικών

Χρησιμοποίησα τα ακόλουθα εξαρτήματα για την κατασκευή της συσκευής:

• Όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα από το σχηματικό
• Τυπική πλαστική θήκη 80 x 60 x 22 mm με ενσωματωμένη θήκη για μπαταρίες 9V
• Κλιπ μπαταρίας 9V
• Καλώδιο ήχου 1m 4pol με υποδοχή 3,5mm
• 3πολ. στερεοφωνική υποδοχή 3,5mm
• ένας διακόπτης
• ένα κομμάτι από γυαλόχαρτο
• μπαταρία 9V
• κόλλα μετάλλων
• 2mm χάλκινο σύρμα 0, 25mm απομονωμένο τεντωμένο σύρμα

Πρέπει να χρησιμοποιηθούν τα ακόλουθα εργαλεία:

• Συγκολλητικό σίδερο
• Ηλεκτρικό τρυπάνι
• Digitalηφιακό πολύμετρο
• ένα στρογγυλό ράσο

Βήμα 5: Κατασκευή των μηχανικών: Μέρος 2

Τοποθετήστε το διακόπτη και την πρίζα 3, 5 mm

Χρησιμοποιήστε το κορδόνι για να λιώσετε σε δύο μισές οπές και στα δύο μέρη του περιβλήματος (πάνω και κάτω). Κάντε την τρύπα αρκετά μεγάλη για να χωρέσει ο διακόπτης. Τώρα κάντε το ίδιο με την πρίζα 3,5 χιλιοστών. Η πρίζα θα χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση ωτοασπίδων. Οι έξοδοι ήχου από την 4πολ. η υποδοχή θα δρομολογηθεί στην υποδοχή 3,5 χιλιοστών.

Κάντε τρύπες για καλώδιο και φωτοτρανζίστορ

Τρυπήστε μια τρύπα 3 mm στην μπροστινή πλευρά και κολλήστε υπερβολικά το φωτοτρανζίστορ σε αυτό, έτσι ώστε οι ακροδέκτες του να περνούν μέσα από την τρύπα. Ανοίξτε μια άλλη τρύπα διαμέτρου 2mm στη μία πλευρά. Το καλώδιο ήχου με την υποδοχή 4mm θα περάσει μέσα από αυτό.

Συγκολλήστε το ηλεκτρονικό

Τώρα κολλήστε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα στον πίνακα και συνδέστε το στο καλώδιο ήχου και την υποδοχή 3,5 mm, όπως φαίνεται στο σχήμα. Κοιτάξτε τις εικόνες που δείχνουν τα pinout σήματος στις υποδοχές για προσανατολισμό. Χρησιμοποιήστε το DMM για να δείτε ποιο σήμα από την υποδοχή βγαίνει σε ποιο καλώδιο για να το αναγνωρίσετε.

Όταν τελειώσουν όλα, ενεργοποιήστε τη συσκευή και ελέγξτε εάν οι έξοδοι τάσης στα τρανζίστορ είναι περισσότερο ή λιγότερο στην υπολογιζόμενη περιοχή. Εάν όχι, προσπαθήστε να ρυθμίσετε το R3 στο πρώτο στάδιο του ενισχυτή. Πιθανότατα θα είναι το πρόβλημα λόγω της ευρείας ανοχής των τρανζίστορ που μπορεί να χρειαστεί να προσαρμόσετε την τιμή του.

Βήμα 6: Δοκιμή

Έφτιαξα μια πιο εξελιγμένη συσκευή αυτού του τύπου πριν από μερικά χρόνια (δείτε βίντεο). Από τότε συλλέγω ένα σωρό δείγματα ήχου που θέλω να σας δείξω. Τα περισσότερα τα μάζεψα ενώ οδηγούσα στο αυτοκίνητό μου και τοποθέτησα το φωτοτρανζίστορ πίσω από το παρμπρίζ μου.

• "Bus_Anzeige_2.mp3" Αυτός είναι ο ήχος μιας εξωτερικής οθόνης LED σε ένα λεωφορείο που διέρχεται
• "Fahrzeug mit Blinker.mp3" Το αναβοσβήσιμο ενός αυτοκινήτου
• "LED_Scheinwerfer.mp3" Ο προβολέας ενός αυτοκινήτου
• Φώτα νέου "Neonreklame.mp3"
• "Schwebung.mp3" Ο ρυθμός δύο παρεμβολών προβολέων αυτοκινήτου
• "Sound_Flourescent_Lamp.mp3" Ο ήχος ενός CFL
• "Sound_oscilloscope.mp3" Ο ήχος της οθόνης του παλμογράφου μου με διαφορετικές ρυθμίσεις ώρας
• "Sound-PC Monitor.mp3" Ο ήχος της οθόνης του υπολογιστή μου
• "Strassenlampen_Sequenz.mp3" Φώτα του δρόμου
• "Was_ist_das_1.mp3" Ένας αμυδρός και παράξενος ήχος που μοιάζει με εξωγήινο έπιασα κάπου με το αυτοκίνητο να οδηγεί στο αυτοκίνητό μου

Ελπίζω να μπόρεσα να σας βρέξω την όρεξη και θα συνεχίσετε να εξερευνήσετε τον νέο κόσμο των λαμπτήρων μόνοι σας τώρα!