Robot Son Lumière : 6 Étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Dans ce Instructable, vous ferez un appareil d'éclairage sonore. Cet appareil allume les LED lumineuses ou les ampoules avec de la musique. L'entrée musicale provient de la sortie ligne ou de la sortie parole d'une chaîne hi-fi, d'un ordinateur ou d'un téléphone portable.

Vous pouvez voir le circuit fonctionner dans la vidéo.

Fournitures

Tu auras besoin de:

- tableau matriciel, - dissipateur de chaleur, - Transistor de puissance NPN, - quelques transistors à usage général NPN BJT, - deux transistors à usage général PNP BJT, - soudure, - fer à souder, - l'enrobage (vous pouvez utiliser un gobelet en papier), - perceuse électrique (en option), - pâte caloporteuse, - ruban, - résistance de puissance 10 ohms, - résistance de 270 ohms, - résistance de 4,7 kohms, - Résistance variable de 2 Mégohms, - deux résistances de 1 kohm, - deux résistances de 10 kohms, - résistance de 100 kohms, - Condensateurs 470 nF et 100 nF, - écrou et boulon pour le dissipateur thermique, - quelques LED lumineuses ou deux ampoules 1,5 V, - ciseaux ou tournevis, - une diode à usage général.

Étape 1: Fixez le dissipateur de chaleur

Percez deux trous dans la carte matricielle et fixez le dissipateur thermique comme indiqué sur la photo.

Étape 2: Fixez le transistor de puissance

Fixez le transistor de puissance PNP avec un boulon et une pâte de transfert de chaleur.

Étape 3: Construisez le circuit

La résistance Rc1b a été choisie à 10 kohm au lieu de 1 kohm pour augmenter la constante de temps de charge. La constante de temps de décharge est une multiplication de la valeur du condensateur (C1) et de la résistance (Rb2). Une alternative serait d'utiliser une valeur de condensateur C1 plus élevée mais cela impliquerait d'utiliser un condensateur électrolytique qui n'est pas très fiable par rapport aux condensateurs coussin ou céramique.

Vous pouvez remplacer les ampoules par des LED lumineuses. Si une LED consomme 10 mA avec l'alimentation nécessaire de 2 V, la résistance série Rc4 requise est (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohms. Vous pouvez mettre une LED supplémentaire en parallèle et réduire la résistance série de moitié ou vous pouvez mettre quelques LED avec des résistances de 100 ohms en parallèle au transistor de puissance.

Vous n'avez besoin que de trois transistors BJT à usage général. Cependant, vous devez en acheter quelques-uns au cas où vous les brûleriez en vous connectant aux mauvaises broches. Les transistors à usage général sont très bon marché.

Rc4 n'a besoin d'être une résistance de puissance que si vous utilisez des ampoules.

La résistance Rb1 contrôle la luminosité des ampoules ou des LED lumineuses.

Un gain de courant de transistor typique (gain de courant) Beta (courant de collecteur divisé par le courant de base) est de 100. Cependant, cette valeur peut être aussi basse que 20 ou aussi élevée que 500. La valeur Beta est influencée par les tolérances de production, la température ambiante et la polarisation. courant.

Nous pouvons maintenant calculer les valeurs bêta minimales supposées des transistors Q2, Q3 et Q4 qui permettront une saturation complète:

Vs - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V

Q2 Beta: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2,3 V / 4 700 ohms) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100 000 ohms) = 30,585106383

Q3 Bêta: Ic3 / Ib3 = ((Vs - Vbe) / Rb4) / ((Vs - Vbe) / Rb3)

= (2,3 V / 220 ohms) / (2,3 V / 4 700 ohms + 3 V / 100 000 ohms) = 20.1296041116

Le courant d'ampoule spécifié est de 0,3 A. Par conséquent:

Q4 Beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 ohms) = 28,6956521739

Ainsi, les transistors vont très probablement saturer.

Calculons maintenant la fréquence de coupure du filtre d'alimentation passe-bas RC:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3,38627538493 Hz

Vous pouvez voir dans le circuit que je n'ai pas implémenté le filtre d'alimentation passe-bas RC. Cependant, vous pourriez avoir besoin de ce filtre passe-bas si votre batterie ou votre source d'alimentation a une résistance interne élevée. Si le circuit oscille toujours même avec un filtre RC, essayez de mettre des valeurs de condensateur plus élevées en parallèle avec les condensateurs Cs1 et Cs2 pour réduire la fréquence de coupure passe-bas.

Calculez la fréquence de coupure du filtre passe-haut d'entrée:

fh = 1/(2*pi*Ri*Ci) = 1/(2*pi*1000*(470*10^-9)) = 338,627538493 Hz

La fréquence de coupure maximale passe-haut ne doit pas dépasser 20 Hz. Pour réduire cette fréquence, nous pouvons soit:

1. Augmentez la valeur Ri. Cependant, cela réduira le gain du circuit.

2. Augmentez la valeur Ci. C'est une meilleure option. Nous pouvons mettre un condensateur supplémentaire de 470 nF en parallèle avec Ci ou remplacer Ci par un condensateur bipolaire de 10 uF (10 000 nF). Cependant, ce nouveau condensateur est moins fiable et coûtera plus cher. Les condensateurs bipolaires sont plus difficiles à trouver sur les sites Web de composants électroniques.

Étape 4: placez le circuit dans un gobelet ou une boîte en papier

Vous pouvez voir que le circuit tient dans un gobelet en papier.

Les ampoules sont fixées avec du ruban adhésif.

Vous pouvez faire un trou dans la tasse avec un tournevis ou des ciseaux pour le potentiomètre.

Les lumières seront vues à travers la tasse lorsqu'elles sont allumées.

Étape 5: Fixez les fils avec du ruban adhésif

Vous pouvez utiliser n'importe quel ruban adhésif.

Étape 6: Attachez les bras et les jambes

Utilisez un fil métallique de 1 mm pour attacher les bras et les jambes au robot.

Vous avez maintenant terminé.