Arbre de Noël sensible au niveau sonore ambiant : 5 étapes

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

Envie d'un sapin de Noël qui réagisse au niveau sonore ambiant dans votre salon ? Que diriez-vous d'un son qui s'illumine au rythme de votre chanson de Noël préférée sans avoir besoin d'exécuter une entrée audio vers l'arbre lui-même ? Que diriez-vous d'un arbre qui réagit au rythme des conversations qui se déroulent autour de lui ? C'est votre arbre !

Cet arbre agit comme un "VU-mètre", comme ceux de l'égaliseur graphique de certains récepteurs, ou comme la boîte vocale de KITT dans la série télévisée Knight Rider. Il utilise un vieux microphone à électret comme entrée pour piloter une carte de relais à semi-conducteurs. Il y a un réglage de sensibilité qui vous permettra de personnaliser le circuit pour votre réglage particulier, et il y a un interrupteur de dérivation pour quand vous préférez que les lumières soient complètement allumées. Je le surnomme le "Ma famille en a marre du commutateur".

Nomenclature

Carte de relais à semi-conducteurs (SSR)

• Protoboard
• Optocoupleurs MOC3041 (ou équivalent) x 6
• BT136-600 (ou équivalent) triacs x 6
• Résistance 150Ω x 6
• Résistance 330Ω x 6
• 2 connecteurs de carte à circuits imprimés x 8
• Rallonge de 6 pieds x 6 (Dollar Tree les avait à 1 $ pièce)
• Écrous de fil

Carte pilote VU

• CI de mètre VU AN6884
• Circuit intégré à quatre amplificateurs opérationnels LM324
• Transistor 2N3906 PNP x 5
• Condensateur 2.2uf
• condensateur 0.1uf
• Résistance 10kΩ x 2
• Résistance de 4,7 kΩ
• résistance 100kΩ
• Résistance 330kΩ (et éventuellement quelques valeurs alternatives dans la gamme 40-500kΩ)
• Potentiomètre 10kΩ (résistance variable)

Divers

• Boîtier en plastique à charnière
• Cric baril
• Interrupteur à glissière SPDT
• Alimentation 9V

Étape 1: Carte de relais à semi-conducteurs

Cette partie du projet a été tirée de ces excellentes lumières de Noël pilotées par Arduino Instructable. Vous y trouverez des instructions détaillées et des schémas. J'ai utilisé des triacs costauds simplement parce que je les avais dans mon bac à pièces. Vous pouvez certainement utiliser des triacs plus petits et moins chers s'ils sont à votre disposition. De même avec les optocoupleurs. J'ai utilisé des optocoupleurs MOC3041 parce que je les avais. Ils sont costauds pour les optocoupleurs, et vous pouvez en utiliser des moins chers si vous le désirez. Vous ne faites que franchir les portes des triacs avec eux.

Un avertissement de sécurité s'impose. Vous utilisez l'alimentation secteur ici, et c'est mortel. Gardez à l'esprit que si vous utilisez un triac comme la série BT136, la languette de montage sert également de terminal principal ! Ne touchez pas la languette métallique lorsque votre carte SSR est branchée et lisez attentivement les fiches techniques de tout ce qui se trouve sur cette carte. Je n'essaie pas de vous effrayer - c'est une construction sûre et amusante, mais elle implique le secteur.

En guise de conseil, la superglue fixera très bien et solidement les borniers bleus au protoboard. J'ai également placé mes résistances verticalement pour gagner de la place. En bref, un signal positif aux bornes de l'optocoupleur déclenchera les triacs et activera tout ce qui leur est attaché. Un optocoupleur contient une LED, et le signal d'entrée doit avoir une tension supérieure à la tension directe de la LED, mais pas assez élevée pour fournir un courant trop important. Les résistances de 330Ω supposent que vous fournirez environ 5-9V.

Enfin, cette planche est réutilisable. Il s'interfacera bien avec un Arduino, par exemple.

Étape 2: Fixez la carte SSR à la boîte et ajoutez des cordons

Fixez votre carte SSR au bas de votre boîtier à charnière. J'ai utilisé du fil émaillé, en m'assurant qu'il n'était pas près de l'alimentation secteur, malgré son isolation. J'ai d'abord enfoncé une punaise dans un trou pratique du protoboard et dans le fond de la boîte. J'ai répété cela à l'extérieur du protoboard, puis j'ai fait passer un morceau de fil émaillé en forme de U à travers les trous et j'ai tordu les extrémités au fond de la boîte. J'ai répété ce processus pour les quatre coins du tableau SSR.

Coupez l'extrémité de la prise de vos six rallonges, en laissant au moins un pied de fil. Vous pouvez en laisser plus, voire décaler les longueurs de cordon. Vos lumières de Noël se brancheront sur ces prises, vous pouvez donc planifier dès maintenant leur placement éventuel sur votre arbre. Réservez une extrémité de prise pour l'alimentation.

Dénudez environ 1/4 de pouce de l'isolant des six extrémités de la douille et de l'extrémité de la fiche réservée.

Coupez ou percez des trous pour les cordons sur le côté du boîtier adjacent aux bornes d'alimentation principale SSR. Pour plus de tranquillité d'esprit, j'ai découpé mes trous sur trois côtés et j'ai laissé un rabat de la boîte pour garder l'enceinte aussi bien fermée que possible. Faites un nœud dans chaque cordon, en laissant suffisamment de fil pour attacher aux bornes. Le nœud empêche les fils d'être tirés sans stresser la connexion aux bornes de la carte de circuit imprimé.

Notez que vos rallonges ont un fil lisse et un fil nervuré. Le fil lisse est le fil "chaud", ou conducteur de courant. C'est celui que nous allons changer. Vous pouvez changer le fil neutre nervuré et tout fonctionnera toujours. Cependant, il est plus sûr de commuter le fil chaud, car cela arrête le flux de courant avant qu'il n'entre dans le circuit. Par conséquent, attachez les extrémités lisses de vos six prises aux six bornes triac et attachez l'extrémité lisse du cordon de prise à la borne triac commune. Notez également que si vous avez un ancien cordon non polarisé (les deux lames sont de la même taille), le cordon que vous attachez n'a pas d'importance, car vous pouvez le brancher dans les deux sens !

Connectez tous les fils neutres ensemble à l'aide de serre-fils. J'ai coupé quelques morceaux de fil supplémentaires à partir de l'une des extrémités de la fiche de rechange et j'ai regroupé les choses par quatre et par trois, car il est très difficile de connecter 7 fils ensemble à l'aide d'un seul écrou de fil. Notez que vous pouvez regrouper les fils neutres de votre prise et les attacher à la borne libre de la carte SSR, puis attacher le fil neutre de l'extrémité de la fiche à la même borne. C'est à cela que sert ce terminal flottant. J'ai choisi de les lier simplement avec des écrous et j'ai laissé ce terminal inutilisé.

Toutes nos félicitations. Vous savez avoir 6 prises de courant contrôlables. Si vous ne l'avez pas déjà fait, je vous recommande fortement de tester la carte SSR à ce stade.

Étape 3: Construisez le circuit du pilote

Le cœur de ce circuit est le CI AN6884. Si vous regardez la fiche technique, vous verrez qu'il ne s'agit que de 5 comparateurs en série. Ce circuit intégré est conçu pour allumer des LED, pas pour contrôler un autre circuit. C'est exactement ce que vous faites, car l'optocoupleur est simplement une LED couplée à une photorésistance dans le même boîtier en plastique.

Le seul inconvénient est que nous avons configuré notre carte SSR pour qu'elle se déclenche sur des signaux élevés, mais l'AN6884 produit un signal faible ! Si nous alimentons la sortie de l'AN6884 dans les bases de 5 transistors PNP configurés dans la configuration à émetteur commun, nous pouvons inverser la sortie. Enfin, une utilisation pour tous ces transistors PNP que vous ne semblez jamais utiliser pour autre chose.

L'entrée de l'AN6884 est un microphone à électret. Le microphone est polarisé et filtré passe-haut. Mais il est trop faible pour piloter l'AN6884, nous le faisons donc d'abord passer par l'un des amplificateurs opérationnels de la puce quad-amp LM324. N'oubliez pas que le niveau d'amplification d'un amplificateur inverseur comme celui de ce circuit est déterminé par le rapport de la résistance de rétroaction à la résistance d'entrée. Notre résistance d'entrée est de 10kΩ. J'ai un peu expérimenté ici. J'ai d'abord essayé une résistance de retour de 47kΩ, mais je n'étais pas satisfait de la sensibilité du circuit. J'ai finalement opté pour une résistance de 330kΩ. L'ampli oscille un peu, mais ça ne me dérange pas. Notez enfin que la sensibilité est également contrôlée par le potentiomètre 10kΩ attaché à l'entrée de l'AN6884. Cela vous donne un certain contrôle de la sensibilité à la volée en cas de changement du niveau de bruit ambiant. Si vous n'aimez pas la façon dont les voyants clignotent à un niveau de volume constant, vous pouvez placer des condensateurs sur les résistances de rétroaction et d'entrée. Vous voudrez cependant vous assurer qu'ils sont correctement équilibrés.

L'autre caractéristique clé ici est le commutateur. Il contourne le micro et alimente 9V directement à l'entrée de l'AN6884, l'allumant complètement. C'est une fonctionnalité intéressante lorsque vous souhaitez simplement que les lumières s'allument, une fois que la nouveauté VU s'estompe.

Étape 4: Montez tout dans la boîte

J'ai monté la carte pilote sur le côté de la boîte en utilisant du fil émaillé comme avant. J'ai découpé des trous pour la prise barillet et le switch sur le devant de la box. Le cric est venu avec un écrou pour le fixer. J'ai collé l'interrupteur à chaud. J'ai fait un trou dans le haut de la boite pour le micro

J'ai utilisé des en-têtes pour la sortie du pilote, les entrées d'alimentation et le commutateur pour faciliter le montage et le démontage. Cela a été particulièrement utile car j'ai tout prototypé et ajusté.

Testez tout.

Étape 5: Configurez votre arbre

J'ai utilisé des guirlandes lumineuses courtes de 50 ampoules en blanc. Vous pouvez utiliser différentes couleurs, des longueurs supplémentaires, etc. Je recommande d'utiliser des mini-lampes traditionnelles plutôt que des LED, car les lumières traditionnelles s'allumeront et s'éteindront naturellement. Les LED s'allumeront et s'éteindront brusquement, ce qui peut être un effet intéressant en soi.

Enveloppez l'arbre en couches et branchez la couche la plus basse dans la prise 1, et ainsi de suite.

Vous pouvez envelopper le boîtier de commande dans du papier festif pour le rendre moins visible sous votre arbre, et vous pouvez cacher le micro à l'intérieur d'un grand arc. Vous n'avez qu'à expliquer à vos invités les plus perspicaces pourquoi l'un des cadeaux est branché.

« AHA ! » vous dites. « Et la sixième corde ? Oui. L'AN6884 n'a que 5 sorties et notre carte SSR a six entrées. Vous pouvez faire ce que vous voulez avec le sixième. Peut-être connectez-vous l'entrée à 9V et ayez un ensemble toujours allumé. Ou l'ignorer. Ou construisez votre SSR avec seulement 5 relais. Je n'ai inclus que le sixième pour être cohérent avec ma planche réutilisable. Je pensais qu'il serait déroutant de fournir des photos de six relais statiques avec des instructions de construction pour 5.