Ympäristön äänen voimakkuusmittari: 5 vaihetta

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

Projektini on äänimittari, jonka LEDit osoittavat. Se käyttää elektreettimikrofonia, op -vahvistinta ja LM3914 LED -ohjainkorttia. Sitä käytetään sitä kovempaa ympäristöä anturin ympärillä, sitä enemmän LED -valoja syttyy LM3914. Se on melko yksinkertainen ja mielenkiintoinen projekti, joka on ihanteellinen elektroniikan aloittelijoille.

Materiaalit:

· Leipälauta (Lee's #10516)

· Puserot TAI (Wire Stripper AND Breadboard Wire) (Leen #10325 + eri)

· 10 × reikäiset LEDit (Leen #549 + erilaiset)

· Elektreettimikrofoni (Leen #2272)

· Operatiivinen vahvistin (Leen #7292 / #7293)

· LM3914 (Leen nro 7034)

· 1 μF kondensaattori (Leen #8962 / #82)

· 3 × 2,2 kΩ vastukset (Leen #9223 / #9548)

· 2 × 1 kΩ vastukset (Leen #9190)

· 330 kΩ: n vastus (Lee's #9427)

· Potentiometri JA ruuvimeisseli (Leen #71044 + eri)

· 2 × AA × 3 -akkua (Lee's #21079)

Vaihe 1: Mikrofonin liittäminen

Liitä elektrettimikrofoni maadoitusliittimillä. Liitä myös toinen nasta kaavion mukaisesti. Katso taulukosta, mikä nasta on mikä. Kondensaattorijohtoa, jota ei ole kytketty suoraan mikrofoniin, voidaan pitää raakanäytön ulostulona. Tällä jännitteellä on kuitenkin DC -esijännite. Tämän korjaamiseksi voimme vetää lähdön maahan 1 kΩ: n vastuksella. Tämä luo niin kutsutun ylipäästösuodattimen, mikä tarkoittaa, että signaalin DC -osa ei lähde lähdössä, mutta <15 mV AC -signaali huippusta huippuun tekee. Kun mikrofoni on kytketty oikein päälle, tarkista, että lähtöjännite (AC) näkyy oikein.

Vaihe 2: Virtapiirin käynnistäminen

Käytin kahta erillistä 4,5 V DC -lähdettä, mutta jos sinulla on jo jotain vastaavaa, se toimii myös hyvin. Tätä tarvitaan, jotta AC -mikrofonisignaali heiluu täysin, vaikka sitä vahvistettaisiin. Punaiset ja mustat johdot on liitettävä kiskoihin niin, että +Vcc, -Vcc ja maadoituskiskot ovat läsnä.

Vaihe 3: Mikrofonin ulostulon vahvistaminen

Kuten useimpien antureiden tapauksessa, signaali on liian pieni ollakseen hyödyllinen meille. AC -signaaleja voidaan vahvistaa operaatiovahvistimilla, transistoreilla tai muuntajilla. Pidän kuitenkin op -vahvistimia helpoimpana työskennellä, joten keskitymme op -vahvistimiin. Vain yksi kaksoissyöttöinen op -vahvistin tarvitaan (käytin TL084: ää, mutta voit käyttää mitä haluat). Kaikissa op amp -piireissä on oltava vähintään 5 nastaa, jotka ovat Vs+ (positiivinen syöttöjännite), Vs- (negatiivinen syöttöjännite), V+ (ei-invertoiva tulo), V- (invertoiva tulo) ja Vo (lähtö). Op -vahvistimien takana on paljon teoriaa, mutta meille tärkeitä asioita ovat, että Vo ei voi koskaan mennä pidemmälle kuin V + ja V- (todellisuudessa todellinen alue on + Vsat ja -Vsat), tuloliitännät eivät ota virtaa (teoreettisesti ei käytännössä), ja ei-invertoivat ja invertoivat tulot pidetään samalla jännitteellä, kun op-vahvistin on negatiivisessa takaisinkytkennässä (Vo kytketty V-).

Katso kytkennät kaaviosta. Konfiguraatiomme tunnetaan invertoimattomana vahvistimena, mikä tarkoittaa, että vahvistus on positiivinen. Vahvistus on yleensä Av = Vo / Vi. Ei-invertoivassa vahvistimessa Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Käytämme vastuksen arvoja 1 kΩ ja 330 kΩ saavuttaaksesi 331 vahvistuksen. Kun kaikki on kytketty, Vo: n pitäisi olla puhdas vahvistettu AC -signaali.

Vaihe 4: LM3914: n liittäminen

LM3914 on paras vaihtoehto luoda analoginen LED -mittari ilman mikro -ohjainta ja ADC: tä. Se on LED -ohjain IC Meidän ei tarvitse tietää kaikkia sen sisäosien yksityiskohtia, mutta meidän on tiedettävä, miten sitä käytetään. Siinä on 10 tärkeintä aktiivista matalaa lähtöä, jotka ovat pohjimmiltaan virtalähteitä. Tässä IC: ssä on myös V- ja V+, jotka ovat syöttöjännitteitä. RLO ja RHI ovat alue, jonka välillä signaali kulkee. Meidän tarkoituksiimme RLO on maadoitettu ja RHI on säädetty käyttämään kattilaa Vref: n ja maan välillä. RLO ei saisi ylittää Vref. Tilanvalintanasta on pidettävä korkealla, jotta saamme täyden palkkiefektin LED -valojen kanssa. Mitä tahansa LED -väriä voidaan käyttää, mutta käytän vihreää, oranssia, punaista ja sinistä LEDiä. Katso kaaviosta kaikki liitännät. Onnittelut! Olet valmis.

Vaihe 5: Huomautuksia

Volttimittari olisi hyödyllinen työkalu tässä projektissa vianetsintään. Oskilloskooppi on vielä hyödyllisempi tässä projektissa, koska se sisältää kohtuullisen määrän vaihtovirtaa. Vaikka se ei ollut välttämätöntä projektillemme, olisimme voineet oikaista Vo: n op -vahvistimesta puhtaamman DC -signaalin käyttämiseksi LM3914: n kanssa. Katso lisätietoja elektretistä, op -vahvistimesta tai LM3914: stä vastaavista tietolomakkeista.