Compteur de volume sonore environnemental : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Mon projet est un sonomètre indiqué par des LED. Il utilise un microphone à électret, un amplificateur opérationnel et un circuit intégré de pilote de LED LM3914. Son utilisation est la suivante: plus l'environnement autour du capteur est bruyant, plus le LM3914 allume de LED. C'est un projet assez simple et intéressant, idéal pour les débutants en électronique.

Matériaux:

· Planche à pain (Lee's #10516)

· Cavaliers OU (dénudeur de fil ET fil de planche à pain) (Lee's #10325 + divers)

· 10 × LED à trou traversant (Lee's #549 + divers)

· Microphone à électret (Lee's #2272)

· Amplificateur opérationnel (Lee's #7292 / #7293)

· LM3914 (Lee # 7034)

· Condensateur 1 F (Lee's #8962 / #82)

· 3 résistances de 2,2 kΩ (Lee's #9223 / #9548)

· 2 résistances de 1 kΩ (Lee's #9190)

· Résistance de 330 kΩ (Lee's #9427)

· Potentiomètre ET Tournevis (Lee's #71044 + divers)

· 2 piles AA×3 (Lee's #21079)

Étape 1: connexion du microphone

Connectez le microphone à électret à l'aide de cavaliers pour la terre. Connectez également l'autre broche comme indiqué sur le schéma. Veuillez vous référer à la fiche technique pour savoir quelle broche est laquelle. Le fil du condensateur qui n'est pas directement connecté au micro peut être considéré comme la sortie brute du capteur. Cependant, cette tension aura une polarisation continue. Pour résoudre ce problème, nous pouvons tirer la sortie vers la terre avec une résistance de 1 kΩ. Cela crée ce qu'on appelle un filtre passe-haut dans ce cas, ce qui signifie que la partie CC du signal ne passe pas à la sortie, mais le signal CA < 15 mV crête à crête le fait. Une fois le micro correctement alimenté, veuillez vérifier que la tension de sortie (AC) s'affiche correctement.

Étape 2: Mise sous tension du circuit

J'ai utilisé deux sources distinctes de 4,5 V CC, mais si vous avez déjà quelque chose de similaire, cela fonctionnera également. Ceci est nécessaire pour que le signal du micro CA oscille complètement même lorsqu'il est amplifié. Les fils rouge et noir doivent être connectés aux rails de manière à ce que +Vcc, -Vcc et les rails de masse soient présents.

Étape 3: Amplification de la sortie micro

Comme c'est le cas avec la plupart des transducteurs, le signal est trop faible pour nous être utile. Les signaux alternatifs peuvent être amplifiés avec des amplificateurs opérationnels, des transistors ou des transformateurs. Cependant, je trouve que les amplis op sont les plus simples à utiliser, nous allons donc nous concentrer sur les amplis op. Un seul ampli op à double alimentation est nécessaire (j'ai utilisé le TL084 mais vous pouvez utiliser celui que vous voulez). Tous les circuits intégrés d'ampli op doivent avoir au moins 5 broches qui sont Vs+ (tension d'alimentation positive), Vs- (tension d'alimentation négative), V+ (entrée non inverseuse), V- (entrée inverseuse) et Vo (sortie). Il y a beaucoup de théorie derrière les amplis op, mais les choses importantes pour nous sont que Vo ne peut jamais aller au-delà de V+ et V- (en réalité, la plage réelle est ce qu'on appelle +Vsat et -Vsat), les bornes d'entrée ne consomment aucun courant (théoriquement pas pratiquement), et les entrées non inverseuses et inverseuses sont maintenues à la même tension lorsque l'ampli op est en contre-réaction (Vo connecté à V-).

Voir le schéma pour les connexions. Notre configuration est ce qu'on appelle un amplificateur non inverseur, ce qui signifie que le gain est positif. Le gain est génériquement Av = Vo / Vi. Pour un amplificateur non inverseur, Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Nous utilisons des valeurs de résistance de 1 kΩ et 330 kΩ pour obtenir un gain de 331. Une fois que tout est connecté, il devrait y avoir un signal CA amplifié pur à Vo.

Étape 4: connexion du LM3914

Le LM3914 est la meilleure option pour nous de créer un compteur à LED analogique sans l'utilisation d'un microcontrôleur et d'un CAN. Il s'agit d'un circuit intégré de pilote de LED. Nous n'avons pas besoin de connaître toutes les spécificités de ses composants internes, mais nous devons savoir comment l'utiliser. Il dispose de 10 sorties basses actives principales qui sont essentiellement des sources de courant. Ce circuit intégré a également un V- et un V+ qui sont les tensions d'alimentation. RLO et RHI sont la plage entre le signal. Pour nos besoins, RLO est mis à la terre et RHI est ajusté pour utiliser un pot entre Vref et la terre. RLO ne doit pas dépasser Vref. La broche de sélection de mode doit être maintenue haute pour que nous obtenions un effet de barre complète avec les LED. Toutes les couleurs de LED peuvent être utilisées, mais j'utilise des LED vertes, oranges, rouges et bleues. Reportez-vous au schéma pour toutes les connexions. Félicitations! Vous avez terminé.

Étape 5: Remarques

Un voltmètre serait un outil utile pour ce projet de dépannage. Un oscilloscope est encore plus utile pour ce projet étant donné qu'il implique une bonne quantité de courant alternatif. Bien que cela n'ait pas été nécessaire pour notre projet, nous aurions pu rectifier Vo de l'ampli op pour un signal DC plus propre à utiliser avec le LM3914. Veuillez vous référer aux fiches techniques respectives pour toute information complémentaire sur l'électret, l'ampli op ou le LM3914.