Rétroaction audio de la flamme : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

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À propos: J'aime la fabrication. Électronique, bois, acier, nourriture, etc. Je construis des sculptures en acier inoxydable et j'aime résoudre tous les petits problèmes en cours de route - CAO à CNC, soudage, meulage, polissage et tout le reste… En savoir plus sur dandroid » Cette instructable vous montre comment construire un générateur de sons contrôlé par la lumière. Ici, j'ai construit une sculpture de feedback instable avec le générateur de sons et une bougie. Le haut-parleur fait clignoter la bougie et la lumière de la bougie module le signal dirigé vers le haut-parleur. La turbulence de l'air rend la relation entre le haut-parleur et la bougie instable, elle rebondit donc entre différents modes semi-stables. Le circuit pour créer et amplifier le son n'est pas anodin, mais il est composé de simples blocs de construction. Je vais vous montrer comment construire un capteur de lumière avec une photorésistance CdS, un simple préampli op-amp, un oscillateur avec le LM555 classique, et un amplificateur de puissance de 5 watts avec le LM1875. Vous pouvez le faire si vous suivez les instructions, Je vais essayer d'expliquer les détails.

Étape 1: les choses dont vous avez besoin

J'ai utilisé un tas de trucs pour faire ce projet. Je préfère me procurer des trucs de Jameco et Radio Shack parce qu'ils sont super pratiques et que je fais tout à la dernière minute. Vous pouvez également tout obtenir auprès de Digikey, ou quel que soit votre fournisseur d'électronique préféré, aucune des pièces n'est exotique. Vous aurez besoin de:Un haut-parleur. Une bougie et un bougeoir. Fil - J'aime avoir environ deux paquets de 3 cabane radio, un noyau solide et un toronné. Je préfère le calibre 22. Panneau perforé - J'aime le panneau numéro 276-150 de Radio Shack, c'est bon marché et utile. Alimentation - J'ai conçu ceci avec la verrue murale Mean Well 24V 1A de Jameco. Vous aurez également besoin de l'une des prises correspondantes si vous ne souhaitez pas souder l'alimentation directement sur la carte. Composants électroniques - Vous pouvez obtenir tous ces éléments auprès de Jameco. Résistances: 2,2 x11k x15,6k x210k x422k x333k x1100k x1200k x11M Audio Potentiomètre coniquePhotorésistance (j'ai utilisé Jameco #CDS003-7001)Condensateurs: 0,1 uF x31 uF x310uF x5100uF x32200uF x1Semiconducteurs: MC1458 x1 (tout amplificateur opérationnel double à usage général convient, ils sont bon marché) LM555 x1LM7805 x1LM1875 x1 (plus dissipateur thermique N4733) N'importe quelle diode Zener 5V convient)Douilles DIP à 8 broches x2 (les DIP sont difficiles à retirer si vous les explosez accidentellement, il est préférable de les brancher au cas où. Les LM7805 et LM1875 sont en TO-220s, plus faciles à retirer de votre planche si nécessaire..)Outils: Fer à souder et à souderPinces, pinces à dénuder, pinces coupantes diagonales

Étape 2: le circuit

C'est le circuit que nous utiliserons. Il a un tas de pièces. Si vous savez comment construire des circuits et que vous n'avez pas envie de lire un tas de trucs, vous pouvez aller de l'avant et construire ceci. Si vous n'êtes pas sûr de ce que font toutes les pièces, continuez à lire!AlimentationNous allons faire fonctionner le tout à partir d'une alimentation 24V DC. Nous avons besoin de ce nombre de volts pour obtenir une sortie agréable et forte. Le LM555 ne peut gérer que 18 V avant qu'il ne s'éteigne, nous allons donc exécuter les étapes initiales à partir de 5 V, générés par un régulateur LM7805, comme indiqué dans la boîte intitulée Alimentation 5 V. L'alimentation étiquetée 24V se connecte à l'alimentation principale, l'alimentation étiquetée 5V se connecte à la sortie du LM7805. étiqueté Découplage de l'offre. Le plus important est de mettre quelques bouchons sur l'alimentation 24 V à proximité (c'est-à-dire à proximité physique de) l'alimentation électrique du LM1875 et sur l'alimentation 5 V près du LM555. Il devrait probablement y en avoir sur chaque alimentation près du LM7805 également. Le découplage de l'alimentation est l'une de ces choses ondulées à la main, mais si vous ne le faites pas, le circuit ne fonctionnera pas. Capteur de lumière Une photorésistance au sulfure de cadmium est juste une résistance dont la valeur change en fonction du nombre de photons qui la frappent. Le moyen le plus simple de transformer sa résistance en signal est d'en faire un diviseur de tension, comme indiqué dans la boîte du capteur de lumière. Ce circuit est un peu plus compliqué qu'il ne devrait l'être afin de réduire le risque de créer une boucle de rétroaction via l'alimentation. La résistance 1K, la diode Zener 5.1V et le condensateur 10 uF sont utilisés pour créer une référence 5.1V assez stable à partir de l'alimentation 24V. Nous pourrions utiliser un deuxième LM7805 à la place de la résistance et de la diode, mais c'est un moyen un peu plus simple de le faire car il n'y a pas trop de courant entrant dans le diviseur de tension de la photorésistance. La diode Zener que j'utilise ici est une 1N4733, mais tout ancien Zener 5.1V devrait fonctionner correctement. En fait, n'importe quel Zener devrait fonctionner correctement, le 5.1V n'a pas besoin d'être exact. N'oubliez pas de pointer le Zener dans la direction opposée à la façon dont vous utiliseriez une diode de signal! La résistance de 5,6 k en série que j'ai choisie pour correspondre à la valeur de la photorésistance dans une lumière modérée, vous pouvez mesurer votre photorésistance et faire de même, ou utilisez simplement une résistance de quelques kohms. La tension sortant du diviseur de tension est de 5,1V*5,6k/(5,6k+R(capteur)). Il y aura une valeur constante basée sur la quantité de lumière ambiante, avec un mouvement au-dessus basé sur la quantité de lumière changeante. BiaisNous voulons centrer le signal provenant du capteur de lumière autour de 2,5 V, afin que nous puissions l'amplifier autant que possible avant qu'il n'atteigne 0V ou 5V. Les deux résistances de 10k dans le circuit de polarisation génèrent 2,5 V, et l'amplificateur opérationnel câblé comme indiqué tamponne le signal pour rendre le 2,5 V stable, quel que soit l'objet auquel il est connecté. Les amplis-op dans les circuits de polarisation et de préampli sont chacun la moitié d'un double ampli-op MC1458. à 2,5V. L'ampli-op configuré comme indiqué avec les résistances 100k et 1k amplifie le signal de (100k+1k)/(1k), ou 101. Nous n'avons probablement pas besoin de ce gain, vous pouvez essayer le circuit avec une plus petite résistance dans place du 100k et voyez si vous aimez le son. OscillateurCeci utilise un bon vieux LM555 pour faire une onde carrée. La fréquence nominale est définie par la résistance 5,6k et 33k et le condensateur 1u selon la formule f=1,44/((5,6k+2*33k)*1u) = 20Hz. Les oscillations provenant du préampli moduleront la fréquence que le LM555 émet à partir de la broche 3. Vous pouvez essayer de changer les résistances et voir ce que vous en pensez. VolumeVous souhaitez utiliser un pot logarithmique de 1M ici. Cela réduit simplement l'amplitude du signal comme vous le souhaitez. Amp de puissanceCeci a beaucoup de parties, nous allons donc l'examiner plus en profondeur à l'étape suivante.

Étape 3: Circuit de l'amplificateur de puissance

Ce circuit est un peu compliqué mais vraiment pratique, alors j'ai pensé que j'épelerais toutes les pièces. Le LM1875 peut produire environ 30 watts si vous lui donnez 60 V, assez pour vraiment causer des problèmes. Sur l'alimentation 24 V que nous utilisons, la sortie de crête ne sera que d'environ 5 W, mais c'est certainement suffisant pour faire du bruit. Si vous souhaitez utiliser ce circuit avec une alimentation plus importante, vous n'avez rien à changer, assurez-vous simplement que votre alimentation peut fournir suffisamment de courant sans prendre feu. Vous remarquerez sur les photos à venir que le LM1875 a toujours un dissipateur thermique attaché à celui-ci; ce qui est essentiel. Il surchauffera très rapidement sans un. Ils ont mis des trucs de protection de fantaisie dans la puce de sorte que si elle surchauffe, elle s'éteint sans endommager la puce. Si cela vous arrive, procurez-vous un dissipateur thermique plus gros ! Au fait, ce circuit est tout droit sorti de la fiche technique LM1875. Couplage AC Les condensateurs de couplage AC à l'entrée et à la sortie laissent passer l'audio mais suppriment le niveau DC, comme nous l'avons fait le préampli. La fréquence la plus basse qu'il laisse passer est déterminée par le condensateur et la résistance qu'il voit en série. Étant donné que le haut-parleur est une faible résistance, nous avons besoin d'un gros plafond à la sortie. À l'entrée, le condensateur voit le réseau de polarisation, qui est une résistance beaucoup plus élevée, donc un condensateur plus petit peut être utilisé. BiasC'est la même idée que le circuit de polarisation utilisé dans le préampli, mais sans le tampon de l'ampli-op. Nous pouvons nous en sortir sans le tampon ici car nous ne connectons pas le circuit de polarisation au réseau de retour (la résistance de 1k dans le préampli). Le capuchon du circuit de polarisation est utilisé pour le découplage, de la même manière que les capuchons de découplage de l'alimentation. Découplage de l'alimentationN'oubliez pas de mettre des capuchons sur l'alimentation juste à côté de la puce !Zobel NetworkLa résistance et le condensateur qui rendre l'impédance du haut-parleur plus facile à piloter par l'amplificateur. Le haut-parleur agit comme une résistance en série avec une inductance, mettre la résistance et le condensateur en parallèle avec le haut-parleur fait que le tout agit plus comme une simple résistance. C'est délicat, mais croyez-moi, cela fait une différence. Réseau de rétroactionLe réseau de rétroaction est comme celui du préampli uniquement avec le condensateur 10u ajouté. Aux fréquences audio, le condensateur agit comme un court-circuit, et le circuit de l'amplificateur de puissance nous donne un gain de 21. En courant continu, le condensateur agit comme un circuit ouvert, ce qui nous donne un gain de 1. La transition se fait à f=1 /(2*pi*10k*10u)=1.59Hz.

Étape 4: Prototyper

J'ai construit le circuit sur un protoboard. Si vous en avez un, il est utile d'essayer d'abord les choses de cette façon. N'essayez pas de construire le prototype pour qu'il corresponde exactement aux images, essayez simplement de bien faire le circuit. J'ai juste pensé que quelques photos pourraient aider à la motivation. Et pour montrer que ce n'est vraiment pas grand-chose à construire.

Étape 5: Disposez sur Perfboard

J'essaie de garder quelques planches supplémentaires qui traînent. Ils sont bon marché. Je vais généralement travailler sur la mise en page d'un perfboard, puis le copier sur celui que je suis en train de souder. Une tasse à café est utile ici, vous pouvez y déposer une partie et elle y restera sans que vous la soudiez. Voici quelques photos de mon prototype de planche de perf une fois que j'ai finalement finalisé la mise en page. Ces planches ont de petits bus à trois trous pour câbler des trucs ensemble. J'essaie de faire autant de liens que possible avec ceux-ci. Autant que possible du reste des connexions sont faites en repliant les fils de composant à l'arrière et en soudant ensemble. Je vais en câbler quelques-uns avec des fils sur le dessus de la carte. J'ai utilisé quelques condensateurs de découplage de plus que sur le schéma. Il y a des capuchons sur l'alimentation 24 V juste à côté du LM7805, pour produire un 5 V stable, et un autre sur l'alimentation 24 V juste à côté du LM1875, pour le garder heureux. Il y a un troisième jeu de capuchons sur l'alimentation 5 V.

Étape 6: soudez-le

Construire la chose finale peut être lent, mais je trouve satisfaisant d'avoir le produit fini dans une pièce solide et hors du protoboard. C'est aussi un excellent moyen de perfectionner ces compétences en soudure. J'ai toujours peur de gâcher ma jolie jolie carte si je fais une erreur, mais il s'avère que vous pouvez retravailler presque n'importe quelle erreur sur l'une de ces cartes si vous faites attention. Sortir le composant implique généralement de le détruire, mais ce n'est pas grave, les composants sont bon marché. Une fois qu'il est sorti, vous pouvez nettoyer les dégâts de soudure sur la carte avec une mèche de soudure. J'ai essayé d'obtenir suffisamment de photos pour que vous puissiez les copier exactement si vous le souhaitez. Si quelque chose n'est pas clair, j'essaierai d'obtenir plus de photos, ou vous pouvez trouver comment le disposer vous-même. LM1875 est sur le côté droit et le LM7805 est sur le côté gauche.

Étape 7: assemblez le tout

Ici, j'ai un deuxième panneau perforé monté sous le premier pour protéger le câblage à l'arrière. J'ai utilisé des entretoises de 1/4 de pouce pour les tenir à part. Le capteur de lumière est câblé à une bougie et la sortie va à notre haut-parleur. C'est si simple et joyeux.