Vánoční strom citlivý na okolní hladinu zvuku: 5 kroků

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

Chcete vánoční strom, který reaguje na úroveň okolního zvuku ve vašem obývacím pokoji? Co třeba taková, která se rozsvítí v rytmu vaší oblíbené vánoční písně, aniž by bylo nutné spustit zvukový vstup do samotného stromu? Co třeba strom, který včas zareaguje konverzacemi, které se kolem něj odehrávají? Toto je tvůj strom!

Tento strom funguje jako „měřič VU“, jako ty na grafickém ekvalizéru některých přijímačů, nebo jako hlasová schránka KITT v televizním seriálu Knight Rider. Jako vstup pro polovodičovou reléovou desku používá obyčejný elektretový mikrofon. K dispozici je nastavení citlivosti, které vám umožní přizpůsobit obvod pro vaše konkrétní nastavení, a je zde přepínač bypassu, kdy byste raději měli mít plně zapnutá světla. Dabuji to „Moje rodina je z toho nemocná“.

Kusovník

Deska Solid State Relay (SSR)

• Protoboard
• Optočleny MOC3041 (nebo ekvivalentní) x 6
• BT136-600 (nebo ekvivalentní) triaky x 6
• Odpor 150 Ω x 6
• Rezistor 330Ω x 6
• 2 koncové konektory desky PC x 8
• 6 stopový prodlužovací kabel x 6 (Dollar Tree měl tyto za 1 $ za kus)
• Drátěné matice

Deska řidiče VU

• Integrovaný měřič V68 AN6884
• LM324 quad op-amp IC
• 2N3906 PNP tranzistor x 5
• Kondenzátor 2,2 uF
• 0,1uf kondenzátor
• Odpor 10 kΩ x 2
• Rezistor 4,7 kΩ
• Odpor 100 kΩ
• Odpor 330kΩ (a případně některé alternativní hodnoty v rozsahu 40-500kΩ)
• 10kΩ potenciometr (variabilní odpor)

Různé

• Sklopný plastový kryt
• Sudový zvedák
• Posuvný přepínač SPDT
• Napájení 9V

Krok 1: Solid State Relay Board

Tato část projektu byla převzata z tohoto skvělého vánočního osvětlení řízeného Arduino Instructable. Najdete tam podrobné pokyny a schémata. Použil jsem svalnaté triaky jednoduše proto, že jsem je měl v zásobníku dílů. Určitě můžete použít menší, levnější triaky, pokud jsou vám k dispozici. Podobně s optočleny. Použil jsem optočleny MOC3041, protože jsem je měl. Jsou silné pro optočleny a pokud chcete, můžete použít levnější. Právě s nimi řídíte brány triaků.

Bezpečnostní varování je na místě. Používáte zde síťové napájení a je to smrtelné. Mějte na paměti, že pokud používáte triak, jako je řada BT136, montážní jazýček slouží zároveň jako hlavní terminál! Nedotýkejte se kovového jazýčku, když je deska SSR zapojena, a pečlivě si přečtěte datové listy všeho na této desce. Nesnažím se vás vyděsit-je to bezpečná a zábavná konstrukce, ale zahrnuje síť.

Superglue jako tip velmi pěkně a silně zajistí modré svorkovnice k protoboardu. Abych ušetřil místo, také jsem umístil své odpory svisle. Stručně řečeno, pozitivní signál na svorky optočlenu spustí triaky a aktivuje vše, co je k nim připojeno. Optočlen obsahuje LED a vstupní signál musí mít napětí větší než dopředné napětí LED, ale ne tak velké, aby poskytovalo příliš velký proud. Rezistory 330Ω předpokládají, že budete poskytovat přibližně 5-9V.

Nakonec je tato deska znovu použitelná. Bude například dobře komunikovat s Arduino.

Krok 2: Připojte desku SSR k krabici a přidejte kabely

Připevněte desku SSR ke spodní části sklopné krabice. Použil jsem nějaký smaltovaný drát, aby bylo zajištěno, že navzdory izolaci není nikde poblíž síťového napájení. Nejprve jsem protlačil připínáček pohodlným protoboardovým otvorem a skrz dno krabice. Zopakoval jsem to mimo protoboard a poté jsem otvory protáhl kus smaltovaného drátu ve tvaru písmene U a stočil konce na dně krabice. Tento postup jsem zopakoval pro čtyři rohy desky SSR.

Uřízněte konec šestice prodlužovacích kabelů a ponechte alespoň stopu drátu. Můžete nechat více nebo dokonce rozvrhnout délky kabelu. Vaše vánoční osvětlení se zapojí do těchto zásuvek, takže možná budete chtít naplánovat jejich případné umístění na stromeček. Vyhraďte si jeden konec zástrčky pro napájení.

Odizolujte asi 1/4 palce izolace ze všech šesti konců zásuvek a vyhrazeného konce zástrčky.

Vyřízněte nebo vyvrtejte otvory pro kabely na straně krabice sousedící s hlavními napájecími svorkami SSR. Pro větší klid jsem prořízl své otvory na třech stranách a nechal klapku krabice, aby byl kryt co nejlépe uzavřený. V každém kabelu spojte uzel a ponechte dostatek drátu pro připojení ke svorkám. Uzel brání protažení vodičů bez namáhání spojení na svorkách desky PC.

Všimněte si, že vaše prodlužovací kabely mají jeden hladký a jeden žebrovaný vodič. Hladký vodič je „horký“neboli proudový vodič. Toto budeme měnit. Můžete přepnout žebrovaný neutrální vodič a vše bude i nadále fungovat. Je však bezpečnější přepnout horký vodič, protože to zastaví tok proudu před vstupem do obvodu. Proto připojte hladké konce svých šesti zásuvek k šesti triakovým svorkám a hladký konec zástrčky připojte ke společnému triakovému vývodu. Všimněte si také, že pokud máte starší nepolarizovaný kabel (oba nože stejné velikosti), nezáleží na tom, jaký kabel připojíte, protože jej můžete zapojit jakýmkoli způsobem!

Připojte všechny neutrální vodiče dohromady pomocí drátových matic. Odřízl jsem několik dalších kusů drátu z jednoho z náhradních konců zástrček a seskupil věci dohromady ve čtyřech a třech, protože je velmi obtížné spojit 7 vodičů dohromady pomocí jediné drátěné matice. Všimněte si, že můžete spojit neutrální vodiče zásuvky a připojit je k volnému terminálu na desce SSR a poté připojit neutrální vodič konce zástrčky ke stejné svorce. K tomu tu ten volně plovoucí terminál slouží. Rozhodl jsem se je spojit maticemi a ponechat tento terminál nepoužitý.

Gratulujeme. Víte, že máte 6 řiditelných zásuvek. Pokud jste tak ještě neučinili, v tuto chvíli bych velmi doporučil otestovat desku SSR.

Krok 3: Sestavte obvod řidiče

Srdcem tohoto obvodu je AN6884 IC. Když se podíváte do datasheetu, uvidíte, že jde jen o 5 komparátorů v sérii. Tento IC je určen pro osvětlení LED, nikoli pro ovládání jiného obvodu. Právě to však děláte, protože optočlen je jednoduše LED spojená s fotorezistorem ve stejném plastovém obalu.

Jedna výhrada je, že jsme nastavili naši desku SSR tak, aby spouštěla vysoké signály, ale AN6884 vydává nízký signál! Pokud napájíme výstup AN6884 do základen 5 tranzistorů PNP nastavených v konfiguraci společného emitoru, můžeme výstup invertovat. Konečně použití pro všechny ty tranzistory PNP, které jste nikdy nevyužili pro nic jiného.

Vstupem do AN6884 je elektretový mikrofon. Mikrofon je zkreslený a filtrovaný horní propustí. Ale je příliš slabý na to, aby řídil AN6884, takže jej nejprve spustíme jedním z operačních zesilovačů na čipu LM324 quad op-amp. Pamatujte, že úroveň zesílení invertujícího zesilovače, jako je ten v tomto obvodu, je určena poměrem zpětnovazebního odporu ke vstupnímu odporu. Náš vstupní odpor je 10 kΩ. Tady jsem trochu experimentoval. Zpočátku jsem zkoušel zpětnovazební odpor 47 kΩ, ale nebyl jsem spokojen s citlivostí obvodu. Nakonec jsem se usadil na odporu 330 kΩ. Zesilovač trochu osciluje, ale to mi nevadí. Nakonec si všimněte, že citlivost je také řízena potenciometrem 10 kΩ připojeným ke vstupu AN6884. To vám poskytuje určitou kontrolu citlivosti za běhu v případě změny úrovně okolního hluku. Pokud se vám nelíbí, jak světla blikají na stabilní úrovni hlasitosti, můžete umístit některé kondenzátory přes zpětnou vazbu i vstupní odpory. Budete se však chtít ujistit, že jsou správně vyvážené.

Další klíčovou funkcí je přepínač. Obchází mikrofon a napájí 9 V přímo na vstup AN6884, čímž jej plně zapne. To je příjemná funkce, když chcete jen zapnout světla poté, co novinka VU odezní.

Krok 4: Namontujte vše do krabice

Řídicí desku jsem namontoval na stranu krabice pomocí smaltovaného drátu jako předtím. Vyřízl jsem otvory pro hlaveň a spínač na přední straně krabice. Zvedák přišel s maticí, která ho zajistila. Přepínač jsem nalepil za tepla na místo. Vyřízl jsem v horní části krabice otvor pro mikrofon

Pro usnadnění montáže a demontáže jsem použil záhlaví pro výstup ovladače, napájecí vstupy a přepínač. To bylo obzvláště užitečné, protože jsem vše prototypoval a upravoval.

Vše otestovat.

Krok 5: Nastavte svůj strom

Použil jsem krátké 50 žárovkových žárovek v bílé barvě. Můžete použít různé barvy, další délky atd. Doporučuji použít tradiční minilight než LED diody, protože tradiční světla přirozeně zhasnou a zhasnou. LED diody se náhle rozsvítí a zhasnou, což může být samo o sobě úhledným efektem.

Zabalte strom do vrstev a nejnižší vrstvu zapojte do zásuvky 1 atd.

Ovládací skříňku můžete zabalit do slavnostního papíru, aby byla méně nápadná pod stromeček, a mikrofon můžete schovat do velkého luku. Stačí svým ostřejším hostům vysvětlit, proč je jeden z dárků zapojen.

"AHA!" říkáš. „A co šestá šňůra?“Ano. AN6884 má pouze 5 výstupů a naše deska SSR má šest vstupů. Se šestkou si můžete dělat, co se vám líbí. Možná připojte vstup k 9V a mějte sadu, která je vždy zapnutá. Nebo to ignorovat. Nebo sestavte SSR pouze s 5 relé. Zahrnul jsem pouze šestý, aby byl v souladu s mým opakovaně použitelným prknem. Myslel jsem, že by bylo matoucí poskytnout fotografie šesti SSR s pokyny pro sestavení pro 5.