Měřič hlasitosti okolního zvuku: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Můj projekt je zvukoměr zobrazený LED diodami. Využívá elektretový mikrofon, operační zesilovač a integrovaný LED ovladač LM3914. Jak se používá, čím je prostředí kolem senzoru hlasitější, tím více LED diody LM3914 rozsvítí. Je to docela jednoduchý a zajímavý projekt, který je ideální pro nováčky v oblasti elektroniky.

Materiály:

· Breadboard (Lee's #10516)

· Propojky NEBO (odizolovač drátu a drát na prkénko) (Leeho #10325 + různé)

· 10 × LED s otvorem (Leeho #549 + různé)

· Elektretový mikrofon (Leeův #2272)

· Operační zesilovač (Leeův #7292 / #7293)

· LM3914 (Leeův #7034)

· 1 μF kondenzátor (Leeův #8962 / #82)

· Rezistory 3 × 2,2 kΩ (Leeho #9223 / #9548)

· Rezistory 2 × 1 kΩ (Leeův #9190)

· Rezistor 330 kΩ (Leeův #9427)

· Potenciometr A šroubovák (Leeův #71044 + různé)

· 2 × baterie AA × 3 (Leeho #21079)

Krok 1: Připojení mikrofonu

Připojte elektretový mikrofon pomocí propojek pro uzemnění. Připojte také druhý kolík podle schématu. V datovém listu zjistíte, který pin je který. Kabel kondenzátoru, který není přímo připojen k mikrofonu, lze považovat za výstup surového senzoru. Toto napětí však bude mít předpětí DC. Abychom to napravili, můžeme stáhnout výstup na zem odporem 1 kΩ. Tím se v tomto případě vytvoří takzvaný horní propust, což znamená, že stejnosměrná část signálu neprochází na výstupu, ale signál střídavého proudu od špičky do špičky <15 mV ano. Jakmile je mikrofon správně zapnut, zkontrolujte, zda se výstupní napětí (AC) zobrazuje správně.

Krok 2: Zapnutí obvodu

Použil jsem dva samostatné zdroje 4,5 V DC, ale pokud již máte něco podobného, bude to fungovat také dobře. To je nutné k tomu, aby se střídavý mikrofonní signál plně rozhoupal i při zesílení. Červený a černý vodič by měl být připojen k kolejnicím tak, aby byly přítomny +Vcc, -Vcc a zemnící lišty.

Krok 3: Zesílení mikrofonního výstupu

Jako u většiny měničů je signál příliš malý na to, aby byl pro nás užitečný. AC signály mohou být zesíleny operačními zesilovači, tranzistory nebo transformátory. Považuji však operační zesilovače za nejjednodušší, takže se zaměříme na operační zesilovače. Je zapotřebí pouze jeden operační zesilovač s duálním napájením (použil jsem TL084, ale můžete použít jakýkoli chcete). Všechny integrované obvody operačního zesilovače musí mít alespoň 5 pinů, které jsou Vs+ (kladné napájecí napětí), Vs- (záporné napájecí napětí), V+ (neinvertující vstup), V- (invertující vstup) a Vo (výstup). Za operačními zesilovači je spousta teorie, ale důležité pro nás je, že Vo nikdy nemůže překročit V + a V- (ve skutečnosti je skutečný rozsah známý jako + Vsat a -Vsat), vstupní svorky nečerpají žádný proud (teoreticky ne prakticky) a neinvertující a invertující vstupy jsou udržovány na stejném napětí, když je operační zesilovač v negativní zpětné vazbě (Vo připojen k V-).

Propojení viz schéma. Naše konfigurace je známá jako neinvertující zesilovač, což znamená, že zisk je kladný. Zisk je obecně Av = Vo / Vi. Pro neinvertující zesilovač platí Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Pro dosažení zisku 331 používáme hodnoty odporu 1 kΩ a 330 kΩ. Jakmile je vše připojeno, měl by být na Vo čistý čistý zesílený střídavý signál.

Krok 4: Připojení LM3914

LM3914 je pro nás nejlepší volbou pro vytvoření analogového LED měřiče bez použití mikrokontroléru a ADC. Je to IC ovladač LED Nepotřebujeme znát všechna specifika jeho vnitřních částí, ale potřebujeme vědět, jak jej používat. Má 10 hlavních aktivních nízkých výstupů, které jsou v podstatě aktuálními zdroji. Tento IC má také V- a V+, což jsou napájecí napětí. RLO a RHI jsou rozsah signálu, mezi nímž se má procházet. Pro naše účely je RLO uzemněno a RHI je upraveno pro použití potu mezi Vref a zemí. RLO by nemělo překročit Vref. Kolík pro výběr režimu by měl být držen vysoko, abychom s LED diodami získali plný efekt. Lze použít jakékoli barvy LED, já však používám zelené, oranžové, červené a modré LED. Všechna připojení najdete ve schématu. Gratuluji! Jsi hotový.

Krok 5: Poznámky

Užitečným nástrojem pro tento projekt pro řešení problémů by byl voltmetr. Osciloskop je pro tento projekt ještě užitečnější, protože zahrnuje značné množství střídavého proudu. Ačkoli to pro náš projekt nebylo nutné, mohli jsme opravit Vo z operačního zesilovače pro čistší DC signál pro použití s LM3914. Další informace o elektretu, operačním zesilovači nebo LM3914 najdete v příslušných listech.