Robot de llum de so: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

En aquest instructiu crearà un dispositiu de llum sonora. Aquest dispositiu encén els LED brillants o les bombetes amb música. L'entrada de música prové de la sortida de línia o parlada d'un equip HiFi, ordinador o telèfon mòbil.

Podeu veure el circuit funcionant al vídeo.

Subministraments

Necessitarà:

- tauler matricial, - dissipador de calor, - Transistor de potència NPN, - alguns transistors d'ús general NPN BJT, - dos transistors d'ús general PNP BJT, - soldar, - soldador, - tancament (podeu utilitzar una tassa de paper), - trepant elèctric (opcional), - pasta de transferència de calor, - cinta adhesiva, - Resistència de potència de 10 ohms, - Resistència de 270 ohm, - resistència de 4,7 kohm, - 2 resistències variables de Megohm, - dues resistències de 1 kohm, - dues resistències de 10 kohm, - Resistència de 100 kohm, - Condensadors de 470 nF i 100 nF, - femella i cargol per al dissipador de calor, - Uns pocs LED brillants o dues bombetes de 1,5 V, - tisores o tornavís, - un díode d'ús general.

Pas 1: connecteu el dissipador de calor

Practicar dos forats al tauler de la matriu i connectar el dissipador de calor com es mostra a la foto.

Pas 2: connecteu el transistor de potència

Connecteu el transistor de potència PNP amb perns i pasta de transferència de calor.

Pas 3: Construeix el circuit

La resistència Rc1b es va escollir com a 10 kohm en lloc d’1 kohm per augmentar la constant de temps de càrrega. La constant de temps de descàrrega és una multiplicació del valor del condensador (C1) i de la resistència (Rb2). Una alternativa seria utilitzar un valor més alt del condensador C1, però això significaria utilitzar un condensador electrolític que no és molt fiable en comparació amb els condensadors de coixí o ceràmica.

Podeu substituir les bombetes per LEDs brillants. Si un LED consumeix 10 mA amb una font d'alimentació necessària de 2 V, la resistència Rc4 de la sèrie necessària és (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohms. Podeu posar un LED addicional en paral·lel i reduir la resistència de la sèrie a la meitat o podeu posar uns quants LED amb resistències de 100 ohm en paral·lel al transistor de potència.

Només necessiteu tres transistors BJT d'ús general. Tot i això, n’haureu de comprar uns quants en cas de cremar-los connectant-vos als pins equivocats. Els transistors d’ús general són molt econòmics.

Rc4 només ha de ser una resistència de potència si utilitzeu bombetes.

La resistència Rb1 controla la brillantor de les bombetes o dels LED brillants.

Un guany de corrent de transistor típic (guany de corrent) Beta (corrent del col·lector dividit pel corrent base) és 100. No obstant això, aquest valor pot ser tan baix com 20 o tan alt com 500. El valor Beta està influït per les toleràncies de producció, la temperatura i el biaix ambientals actual.

Ara podem calcular els valors beta mínims suposats dels transistors Q2, Q3 i Q4 que permetran la saturació completa:

Vs - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V

B2 Q2: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2,3 V / 4, 700 ohms) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100, 000 ohms) = 30,585106383

B3 Q3: Ic3 / Ib3 = ((Vs - Vbe) / Rb4) / ((Vs - Vbe) / Rb3)

= (2,3 V / 220 ohms) / (2,3 V / 4, 700 ohms + 3 V / 100, 000 ohms) = 20.1296041116

El corrent especificat de la bombeta és de 0,3 A. Per tant:

Q4 beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 ohms) = 28,6956521739

Per tant, els transistors probablement es saturaran.

Ara calculem la freqüència de tall del filtre d’alimentació de pas baix RC:

fl = 1 / (2 * pi * Rs * Cs) = 1 / (2 * pi * 100 * (470 * 10 ^ -6)) = 3.38627538493 Hz

Al circuit podeu veure que no he implementat el filtre de subministrament d’energia de pas baix RC. Tanmateix, és possible que necessiteu aquest filtre de pas baix si la bateria o la font d'alimentació tenen una alta resistència interna. Si el circuit encara oscil·la fins i tot amb filtre RC, proveu de posar valors més elevats del condensador en paral·lel als condensadors Cs1 i Cs2 per reduir la freqüència de tall de pas baix.

Calculeu la freqüència de tall del filtre de pas alt d’entrada:

fh = 1 / (2 * pi * Ri * Ci) = 1 / (2 * pi * 1000 * (470 * 10 ^ -9)) = 338.627538493 Hz

La freqüència màxima de tall de pas alt no ha de ser superior a 20 Hz. Per reduir aquesta freqüència podem:

1. Augmenteu el valor Ri. No obstant això, això reduirà el guany del circuit.

2. Augmenteu el valor Ci. Aquesta és una millor opció. Podem posar un condensador addicional de 470 nF en paral·lel amb Ci o substituir Ci per un condensador bipolar de 10 uF (10, 000 nF). No obstant això, aquest nou condensador és menys fiable i costarà més diners. Els condensadors bipolars són més difícils de trobar als llocs web de components electrònics.

Pas 4: poseu el circuit en una caixa o tassa de paper

Es pot veure que el circuit s’adapta a una tassa de paper.

Les bombetes s’uneixen amb cinta adhesiva.

Podeu fer un forat a la tassa amb un tornavís o unes tisores per al potenciòmetre.

Els llums es veuran a través de la tassa quan s’encenguin.

Pas 5: assegureu els cables amb cinta adhesiva

Podeu utilitzar qualsevol cinta adhesiva.

Pas 6: connecteu els braços i les cames

Feu servir un fil metàl·lic d’1 mm per fixar els braços i les cames al robot.

Ja heu acabat.