A Pocket Soundbox: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä laite ei sovi pelkästään taskuun, vaan myös tuottaa erilaisia sävyjä, jotka ovat samanlaisia kuin säkkipilli (mielestäni) kuuden painikkeen eri yhdistelmien avulla. On selvää, että se on vain gadget lasten huvittamiseen; sen toimintaperiaatetta voitaisiin kuitenkin käyttää (toivottavasti) vakavammissa elektronisen musiikin esineissä.

Vaihe 1: Piirin kuvaus

Jänniteohjattu oskillaattori (VCO)

Oskillaattorissa on IC LM331 (tietolomake saatavilla täältä: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf), jännite-taajuusmuuttaja, jonka tulojännitteen välinen suhde on täsmälleen lineaarinen (Vin) ja pulssien taajuus lähdössä (Fout). Sisäinen transistori IC: n ulostulossa (nasta 3) avautuu taajuudella, joka on tulojännitteen lineaarinen funktio. Syöttöjännite Vs on kytketty nastaan 3 vastuksen R20 kautta; sen seurauksena pulssijono ilmestyy lähtöön. Nämä pulssit avaavat määräajoin ulkoisen transistorin Q1, joka ohjaa kaiutinta ja tuottaa näin ääntä. Tulojännite tulee jännitteenlisäimestä, joka voi tarjota erilaisia jännitteitä painikkeiden eri yhdistelmien avulla. Sekä oskillaattori että summain saavat virtaa yhdellä 9 voltin paristolla.

Jännitteen lisäys (VA)

Passiivinen jännitteenlisäin koostuu 6 jännitteenjakajasta, joista jokainen koostuu potentiometrimittarista, vastuksesta ja diodista. Kun painiketta painetaan, akun jännite Vs kohdistetaan vastaavaan jännitteenjakajaan. Jakajan lähtöjännite vastaa tiettyä VCO: n tuottamaa taajuutta. Kun värähtelytaajuus on suoraan verrannollinen IC: n tulojännitteeseen, jokainen jakaja tuottaa jännitteen, joka on 6% korkeampi kuin edellisen jakajan tuottama jännite. Syynä on se, että kahden peräkkäisen nuotin taajuudet eroavat 6%; siten kuusi jakajaa tuottavat jännitteitä, jotka vastaavat kuutta eri nuottia. Vastus muuntaa jännitteen virraksi, joka voidaan lisätä muiden jakajien virtauksiin, kun useita painikkeita painetaan. Diodi ei salli jakajan virran virrata muihin jakajiin, virta voi kulkea vain kohti summausvastusta R13; siten kaikki jakajat ovat toisistaan riippumattomia. Voit lukea lisää passiivisista jännitelähteistä täältä:

Passiivinen jännitteen lisäys

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Parallel_Voltage_Summer

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Simple_Op-amp_Summer_Design#Passive_summer

Äänisekoittimet

sound.whsites.net/articles/audio-mixing.htm

Vaihe 2: Jännitteiden säätäminen

Näin jatkoin tarvittavien jännitteiden asettamista:

1) Kytke voltimittari maan ja Vinin väliin.

2) Paina kaikkia VA: n painikkeita, lue voltimittari. Minun tapauksessani se näytti 1,10 volttia. Se on VA: n ulostulossa käytettävissä oleva suurin jännite. PB: n asettelu on esitetty yllä olevassa kuvassa.

3) Ota 1. jakajan (painike 1) tuottama jännite V1: ksi. Koska jokainen jännite on 6% suurempi kuin edellinen, laadi yhtälö:

V1 + 1,06xV1 + (1,06^2) xV1 + (1,06^3) xV1 + (1,06^4) xV1 + (1,06^5) xV1 = 1,10

Tämän ratkaiseminen "V1": lle antaa V1 = 0,158V

Siksi muiden jakajien jännitteet ovat: V2 = 0,167 V, V3 = 0,177 V, V4 = 0,187 V, V5 = 0,199 V, V6 = 0,211 V. Pyöristin nämä arvot toiseen desimaaliin: V1 = 0,16 V, V2 = 0,17 V, V3 = 0,18 V, V4 = 0,19 V, V5 = 0,20 V, V6 = 0,21 V.

Säädä vastaavat trimmerit saadaksesi nämä arvot. Jos VCO: n lähtötaajuus ei vastaa tiettyä huomautusta, säädä VCO: n trimmeriä R19 (koskematta VA: n trimmerit!), Kunnes tietty nuotti syntyy. R19 mahdollistaa VCO: n lähtötaajuuden säätämisen ilman tiettyä aluetta muuttamatta Vin -arvoa. Voit tarkistaa nuottien taajuudet taajuusmittarilla tai virittää nuotin äänivirittimellä (esimerkiksi Garage Bandilla on tämä ominaisuus "äänitallennus" -osiossa).

Laskennan mukaan VA voi tuottaa 34 itsenäistä jännitettä; vain kuusi niistä vastaa tarkkoja nuotteja, painikkeiden yhdistelmät antavat sävyjä, jotka ovat tarkkojen nuottien ympärillä +/- 30 sentin sisällä (yksi sentti on 1/100 puolisävelasta).

Löydät taulukon muistiinpanoista ja niiden taajuuksista täältä:

web.archive.org/web/20081219095621/https://www.adamsatoms.com/notes/

Vaihe 3: Materiaaliluettelo

Jännitteen lisäys

SW1… SW6 - painikkeet

R1, R3, R5, R7, R9, R11 - trimmerit 5K

R2, R4, R6, R8, R10, R12 - 1K

R13 - 330 ohmia

D1… D6 - IN4001

Jänniteohjattu oskillaattori

IC 1 - LM331

Q1 - 2N3904

R14, R16 - 100K

R15-47 ohmia

R17 - 6,8K

R18 - 12K

R19 - trimmeri 10K

R20 - 10K

R21 - 1K

C1 - 0,1, keraaminen

C2 - 1,0, mylar

C3 - 0,01, keraaminen

LS1 - pieni kaiutin, jonka impedanssi on 150 ohmia

SW1 - kytkin

Liitäntä IC: lle

Akku 9V

Huomaa: kaikkien vastuksien teho on 0,125 W, tarkkuus (kaikki paitsi R15, R17, R18) - 5%, tarkkuus R15, R17, R18 - 1%. Olisi myös toivottavaa käyttää erittäin tarkkoja monikierrosleikkureita tarkemman säädön aikaansaamiseksi.

Vaihe 4: Välineet ja työkalut

Tarvitsin piirilevyn valmistukseen x-acto-veitsen, sitten juotin juotoksella ja langanleikkurin itse piirin rakentamiseksi. Hieno ruuvimeisseli tarvitaan trimmerien säätämiseen tarvittavien jännitteiden asettamiseksi jakajiin. Yleismittaria tarvitaan säädettyjen jännitteiden seuraamiseen ja piirin yleiseen tarkistamiseen.

Voit tarkkailla nuotteja, joihin virität piiriä äänivirittimellä, kuten Garage Bandiin upotetulla. Voit myös käyttää virtuaalista oskilloskooppia, kuten Academoa (https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/) nähdäksesi värähtelyt. Liitin näyttöön otoksen tästä oskilloskoopista, joka näyttää laitteeni tuottamien värähtelyjen muodon.

Vaihe 5: Kotelo ja piirilevy

Käytin läpinäkyvästä muovista valmistettua laatikkoa, jonka koko oli 125 x 65 x 28 mm. Maalasin sen sisältä valkoiseksi ja tein muita tarvittavia muutoksia laitteen elektronisen osan isännöimiseksi. Voit vapaasti seurata omaa polkuasi tämän kotelon tekemisessä. Mitä tulee piirilevyyn, tein sen kuparipinnoitetusta lasitekstoliitista leikkaamalla neliönmuotoisia tyynyjä kalvoon ja juottamalla komponentit näihin tyynyihin. Minusta tämä menetelmä on kätevämpi kuin piirilevyn tekeminen, kun kyse on vain yhdestä kappaleesta.