Mesurador de sonoritat ambiental: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

El meu projecte és un sonòmetre mostrat per LEDs. Fa ús d’un micròfon electret, amplificador operatiu i IC de controlador LED LM3914. Com s’utilitza, com més alt és l’entorn al voltant del sensor, més LED s’encenen per la LM3914. És un projecte força senzill i interessant que és ideal per als nouvinguts a l’electrònica.

Materials:

· Taula de pa (# 10516 de Lee)

· Jerseis O (filferro i filferro) (Lee # 10325 + diversos)

· 10 × LED de forats passants (Lee # 549 + diversos)

· Micròfon Electret (Lee # 2272)

· Amplificador operacional (Lee # 7292 / # 7293)

· LM3914 (Lee # 7034)

· Condensador d'1 μF (Lee # 8962 / # 82)

· Resistències de 3 × 2,2 kΩ (Lee # 9223 / # 9548)

· Resistències de 2 × 1 kΩ (Lee # 9190)

· Resistència de 330 kΩ (Lee # 9427)

· Potenciòmetre i tornavís (Lee # 71044 + diversos)

· 2 bateries AA × 3 × 3 (Lee # 21079)

Pas 1: connectar el micròfon

Connecteu el micròfon electret mitjançant ponts per a terra. Connecteu també l'altre pin com es mostra a l'esquema. Consulteu el full de dades per saber quin pin és quin. El cable del condensador que no està connectat directament al micròfon es pot considerar com la sortida del sensor en brut. No obstant això, aquest voltatge tindrà un biaix de corrent continu. Per solucionar-ho, podem tirar la sortida cap a terra amb una resistència d'1 kΩ. Això crea el que es coneix com a filtre de pas alt en aquest cas, cosa que significa que la part de CC del senyal no passa a la sortida, sinó el senyal de CA de <15 mV a pic. Un cop el micròfon estigui encès correctament, comproveu que el voltatge de sortida (CA) aparegui correctament.

Pas 2: engegar el circuit

He utilitzat dues fonts separades de 4,5 V CC, però si ja teniu alguna cosa similar, també funcionarà bé. Això és necessari perquè el senyal de micròfon de CA es balancegi completament fins i tot quan s’amplifica. Els cables negres i vermells haurien d’estar connectats als rails de manera que hi hagi els rails + Vcc, -Vcc i terra.

Pas 3: Amplificació de la sortida del micròfon

Com és el cas de la majoria de transductors, el senyal és massa petit per ser útil per a nosaltres. Els senyals de corrent altern es poden amplificar amb amplificadors operatius, transistors o transformadors. Tot i això, considero que els amplificadors operatius són els més senzills de treballar, de manera que ens centrarem en els amplificadors operatius. Només cal un amplificador operatiu de doble subministrament (he utilitzat el TL084, però podeu utilitzar el que vulgueu). Tots els circuits integrats d’amplificadors operatius han de tenir com a mínim 5 pins que són Vs + (tensió d’alimentació positiva), Vs- (tensió d’alimentació negativa), V + (entrada no inversora), V- (entrada inversora) i Vo (sortida). Hi ha molta teoria darrere dels amplificadors operatius, però el més important per a nosaltres és que Vo mai no pot anar més enllà de V + i V- (en realitat, el rang real és el que es coneix com a + Vsat i -Vsat), els terminals d’entrada no treuen corrent (teòricament no pràcticament), i les entrades no inversores i inversores es mantenen a la mateixa tensió quan l’amplificador operatiu està en retroalimentació negativa (Vo connectat a V-).

Consulteu l’esquema de les connexions. La nostra configuració és el que es coneix com a amplificador sense inversió, cosa que significa que el guany és positiu. El guany genèricament és Av = Vo / Vi. Per a un amplificador sense inversió, Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Estem utilitzant valors de resistència d’1 kΩ i 330 kΩ per aconseguir un guany de 331. Un cop connectat tot, hi hauria d’haver un senyal de CA amplificat pur a Vo.

Pas 4: Connectar l'LM3914

El LM3914 és la millor opció per a nosaltres per crear un mesurador LED analògic sense l'ús d'un microcontrolador i ADC. És un IC de controladors de LED No necessitem conèixer totes les característiques específiques de les seves funcions internes, però sí saber-ne utilitzar. Té deu principals sortides actives principals que són bàsicament fonts actuals. Aquest CI també té un V- i V + que són les tensions d’alimentació. RLO i RHI són l’interval entre el qual passa el senyal. Per als nostres propòsits, RLO està connectat a terra i RHI s’ajusta per utilitzar un pot entre Vref i terra. RLO no ha de superar Vref. El pin de selecció de mode s’ha de mantenir elevat de manera que obtinguem un efecte de barra completa amb els LED. Es poden utilitzar qualsevol color de LED, però faig servir LEDs verds, taronja, vermell i blau. Consulteu l'esquema de totes les connexions. Felicitats! Estàs acabat.

Pas 5: notes

Un voltímetre seria una eina útil per a la resolució de problemes d’aquest projecte. Un oscil·loscopi és encara més útil per a aquest projecte, ja que implica una bona quantitat de corrent altern. Tot i que no era necessari per al nostre projecte, podríem haver rectificat Vo des de l’amplificador operatiu per obtenir un senyal de CC més net per utilitzar amb el LM3914. Consulteu els fulls de dades respectius per obtenir més informació sobre l'electret, l'amplificador operatiu o el LM3914.