Theremin: elektroninen Odysseia [on 555 Timer IC] *(Tinkercad): 3 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tässä kokeessa olen suunnitellut optisen Thereminin käyttämällä 555 -ajastinasetinta. Tässä näytän sinulle, kuinka luoda musiikkia (lähellä sitä: P) koskettamatta edes soitinta. Pohjimmiltaan tätä instrumenttia kutsutaan nimellä Theremin, jonka alun perin rakensi venäläinen tiedemies Léon Theremin. Tämä optinen minimi riippuu valon voimakkuudesta, joka putoaa valovastukseen, jota voidaan ohjata pelaajan käden liikkeellä. Yritän myös selittää piirin jokaisen vaiheen. Toivon, että pidät tästä elektroniikan käytännön toteutuksesta, jonka olisit opiskellut korkeakoulussasi.

Eikö sinulla ole elektroniikkakomponentteja? TAI pelkäätkö pelata elektroniikkatuotteilla? Hei, sinun ei tarvitse huolehtia!

Olen suunnitellut koko tämän piirin käytännössä Tinkercadissa (www.tinkercad.com). Tarkista se ja pelaa elektroniikalla suunnittelemalla todellisia juttuja ja suorittamalla niitä (simulaatio).

Vaihe 1: Tarvittavat komponentit

Tässä on luettelo kaikista tämän piirin rakentamiseen tarvittavista olennaisista komponenteista:

1) 555 Ajastimen IC

2) 10 kOhm: n vastus

3) LDR (valovastus)

4) 100 nF kondensaattori

5) pietso (summeri)

6) +9 V akku ja virtaliitäntä (5,5 mm x 2,1 mm)

Suunnittele tämä koko piiri tinkercadilla saadaksesi idean! Voit myös tarkistaa peruspiirien ulostulon Tinkercadista. Olen liittänyt viitteeksi csv -tiedoston, joka sisältää luettelon kaikista komponenteista.

Vaihe 2: Piirin suunnittelu ja toiminta

Periaatteessa 555 ajastin IC on integroitu piiri (siru), jota käytetään erilaisissa ajastimen, pulssin generoinnin ja oskillaattorin sovelluksissa. 555: tä voidaan käyttää aikaviiveiden aikaansaamiseen, oskillaattorina ja flip-flop-elementtinä.

555 Timer IC: tä voidaan käyttää monella eri tavalla sen mukaan, miten määritämme sen.

555 Timer IC voidaan kytkeä joko monostabiiliin tilaansa, jolloin saadaan aikaan tarkan ajastimen määräaikainen kesto, tai Bistable-tilaan flip-flop-tyyppisen kytkentätoiminnon aikaansaamiseksi. Mutta tässä yhteydessä yhdistämme 555 -ajastimen IC: n epävakaaseen tilaan tuottamaan erittäin vakaan 555 -oskillaattoripiirin erittäin tarkkojen vapaasti kulkevien aaltomuotojen tuottamiseksi, joiden lähtötaajuutta voidaan säätää ulkoisesti kytketyn RC -säiliöpiirin avulla, joka koostuu vain kahdesta vastuksesta ja kondensaattori.

Lähtöpiirissä näet RC -säiliöpiirin, jossa LDR (valosta riippuva vastus) toimii myös osana RC -säiliöpiiriä yhdessä 10 k ohmin vastuksen ja kondensaattorin kanssa.

PERUSTOIMINTA: Yksinkertaisesti siirtämällä kättämme LDR: n päälle muutamme LDR: lle putoavan valon määrää, mikä muuttaa valon voimakkuutta ja siten sen kokonaisvastusta. Enemmän valoa, vähiten vastusta ja päinvastoin. Joten muuttamalla LDR: n vastusta muutamme koko piirin RC -aikavakioa, joka muuttaa yleisesti tämän piirin taajuutta (555 -ajastimen IC: n tuottamat neliöpulssit) kondensaattorin muuttuneen lataus- ja purkausajan vuoksi.

Koko selitys:

Kun 555 on epävakaassa tilassa, ulostulo nastasta 3 on jatkuva pulssivirta (neliöaaltoja).

Nasta 2 on liipaisintappi (käytetään laukaisemaan piirikomponentit), se liitetään maahan kondensaattorin kautta. Tämän kondensaattorin lataus ja purkaminen kytkevät päälle nastat 3 ja 7. Nasta 3 on lähtötappi. Tässä piirissä se lähettää neliöaaltosignaalin. Nasta 4 on nollaustappi. Tämä nasta on kytketty akun positiiviseen puoleen. Nasta 6 on kynnystappi.

Kondensaattori latautuu ja kun se saavuttaa noin 2/3 Vcc (akun jännite), kynnysnasta havaitsee tämän. Tämä lopettaa ajoitusvälin ja lähettää 0 V (volttia) lähtötapaan 3 (kytkee sen pois päältä). Nasta 7 on purkaustappi. Tämän nastan katkaisee myös kynnystappi 6. Kun nasta 7 kytketään pois päältä, se katkaisee virran kondensaattorista, mikä saa sen purkautumaan. Nasta 7 ohjaa myös ajoitusta. Nasta 7 on kytketty 100K ohmin vastukseen (LDR) ja 100K ohmin vastuksen (LDR) arvon muuttaminen muuttaa nastan 7 ajoitusta ja muuttaa siten neliöaallon ulostulon taajuutta nastalla 3. Nasta 8 on kytketty positiivinen virtalähde (Vcc).

555 -siru on epävakaassa tilassa, mikä tarkoittaa, että nasta 3 lähettää jatkuvan pulssivirran 9 voltin ja 0 voltin välillä (neliöaaltosignaali). Seuraavassa piirissä olen muuttanut vakio -555 neliöaaltogeneraattoria korvaamalla 100 k ohmin vastuksen valosta riippuvalla vastuksella (LDR) tai valoresistorilla. Olen myös lisännyt pietsosähköisen kaiuttimen, joka muuntaa aallot ääniksi.

Näin ääni syntyy käyttämällä 555 -ajastinta IC & LDR. Toivottavasti ymmärsitte logiikan. Jos ette ymmärtäneet epävakaata toimintatilan logiikkaa, niin lue vähän kaikista sen eri tiloista, niin se olisi helpompi ymmärtää. Onko vielä epäilyksiä? Kysy vapaasti

Vaihe 3: Simulaation lähtö ja tulos

Katso piirisimulaatio (oskilloskooppilähtö) ja sen todellinen toiminta piirissä, jonka suunnittelin leipälevylle videon kautta. Toivottavasti pidit pelottavista äänistä: P (moottoripyörä käynnistyy).

Huomaa: Huomaa, että aluksi en laita taskulamppua ja peitän sitä lähes kädelläni valon estämiseksi, ja sitten saan erittäin matalan taajuuden äänen! Kun käsi liikkuu hieman ylöspäin, se saa enemmän valoa ja siten taajuus kasvaa hieman. Mutta kun laitan taskulampun valon, taajuus hyppää paljon korkeammalle taajuudelle yhtäkkiä suuren valon määrän vuoksi !. Katso, kuinka voit pelata sen kanssa eri taajuuksien äänten luomiseksi.

Ohjelmistopohjainen piirisuunnittelu Tinkercadissa:

Käy verkkosivustolla, muokkaa piiriä ja tee myös piirisimulaatio.

Toinen Theremin-piiri, jossa käytetään NAND Logic Gates -portteja:

Toivottavasti pidit tästä. Yritän parantaa sitä entisestään lisäämällä lisäkomponentteja äänen aallon parantamiseksi ja taajuusalueen lisäämiseksi.

Siihen asti nauti pelaamisesta elektroniikan kanssa ilman mitään huolta vahingoittamasta mitään. Arvaa mitä? saat myös EAGLEn CAD -piirilevyasettelun viemällä sen! Voit myös suunnitella 3D -malleja tällä hämmästyttävällä verkkosivustolla: www.tinkercad.com

KAIKKI PARAS: D