Robot zvočne svetlobe: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

V tem navodilu boste izdelovali zvočno svetlobno napravo. Ta naprava vklopi svetle LED ali žarnice z glasbo. Glasbeni vhod prihaja iz linijskega ali govornega izhoda HiFi, računalnika ali mobilnega telefona.

V videoposnetku si lahko ogledate delovanje vezja.

Zaloge

Boste potrebovali:

- matrična plošča, - hladilnik, - napajalni tranzistor NPN, - nekaj tranzistorjev NPN BJT za splošno uporabo, - dva tranzistorja za splošno uporabo PNP BJT, - spajkanje, - spajkalnik, - ovoj (lahko uporabite papirnato skodelico), - električni vrtalnik (neobvezno), - pasta za prenos toplote, - trak, - 10 ohmski močni upor, - 270 ohmski upor, - 4,7 kohm upor, - 2 Megohmski spremenljivi upor, - dva upora 1 kohm, - dva 10 komska upora, - 100 komski upor, - 470 nF in 100 nF kondenzatorji, - matica in vijak za hladilno telo, - nekaj svetlih LED ali dve 1,5 V žarnici, - škarje ali izvijač, - ena dioda za splošno uporabo.

1. korak: Namestite hladilnik

V matrični plošči izvrtajte dve luknji in pritrdite hladilnik, kot je prikazano na fotografiji.

2. korak: Priključite napajalni tranzistor

Pritrdite tranzistor PNP z vijakom in pasto za prenos toplote.

3. korak: Zgradite vezje

Upor Rc1b je bil izbran kot 10 kohm namesto 1 kohm za povečanje časovne konstante polnjenja. Časovna konstanta praznjenja je množenje vrednosti kondenzatorja (C1) in upora (Rb2). Druga možnost bi bila uporaba višje vrednosti kondenzatorja C1, vendar bi to pomenilo uporabo elektrolitskega kondenzatorja, ki ni zelo zanesljiv v primerjavi z blazino ali keramičnimi kondenzatorji.

Žarnice lahko zamenjate s svetlimi LED. Če LED porabi 10 mA z 2 V potrebno napajanje, je zahtevan upor serije Rc4 (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohmov. Vzporedno lahko postavite dodatno LED in zmanjšate serijski upor za polovico ali pa vzporedno z močnostnim tranzistorjem postavite nekaj LED s 100 ohmskimi upori.

Potrebujete le tri splošne tranzistorje BJT. Nekaj pa jih morate kupiti, če jih opečete tako, da jih povežete z napačnimi zatiči. Splošni tranzistorji so zelo poceni.

Rc4 mora biti le močni upor, če uporabljate žarnice.

Upor Rb1 nadzoruje svetlost žarnic ali svetle LED diode.

Tipičen dobiček toka tranzistorja (tokovni dobiček) Beta (tok zbiralnika, deljen z baznim tokom) je 100. Vendar pa je ta vrednost lahko tako nizka kot 20 ali celo 500. Na vrednost beta vplivajo proizvodna odstopanja ter temperatura okolja in pristranskost tok.

Zdaj lahko izračunamo predvidene minimalne vrednosti beta tranzistorjev Q2, Q3 in Q4, ki bodo omogočile popolno nasičenost:

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

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

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

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

= (2,3 V / 220 ohmov) / (2,3 V / 4, 700 ohmov + 3 V / 100, 000 ohmov) = 20,1296041116

Določeni tok žarnice je 0,3 A. Zato:

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

Tako bodo tranzistorji najverjetneje nasičeni.

Zdaj izračunamo frekvenco izklopa nizkoprepustnega napajalnega filtra RC:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3,38627538493 Hz

V vezju lahko vidite, da nisem uporabil nizkoprepustnega napajalnega filtra RC. Vendar pa boste morda potrebovali ta nizkoprepustni filter, če ima vaša baterija ali vir energije visoko notranjo upornost. Če vezje še vedno niha tudi z RC filtrom, poskusite vzporedno s kondenzatorji Cs1 in Cs2 postaviti višje vrednosti kondenzatorja, da zmanjšate nizkoprehodno mejno frekvenco.

Izračunajte prekinitveno frekvenco vhodnega visokoprehodnega filtra:

fh = 1/(2*pi*Ri*Ci) = 1/(2*pi*1000*(470*10^-9)) = 338,627538493 Hz

Največja mejna frekvenca visokega prehoda ne sme biti večja od 20 Hz. To frekvenco lahko zmanjšamo:

1. Povečajte vrednost Ri. Vendar bo to zmanjšalo dobiček vezja.

2. Povečajte vrednost Ci. To je boljša možnost. Vzporedno s Ci lahko postavimo dodaten kondenzator 470 nF ali Ci zamenjamo z bipolarnim kondenzatorjem 10 uF (10 000 nF). Vendar je ta novi kondenzator manj zanesljiv in bo stal več denarja. Bipolarne kondenzatorje je težje najti na spletnih straneh elektronskih komponent.

4. korak: Vstavite vezje v papirnato skodelico ali škatlo

Vidite lahko, da vezje ustreza papirnati skodelici.

Žarnice so pritrjene z lepilnim trakom.

Z izvijačem ali škarjami za potenciometer lahko naredite luknjo v skodelici.

Ko je vklopljena, bodo skozi skodelico vidne luči.

5. korak: Zavarujte žice s trakom

Uporabite lahko kateri koli lepilni trak.

Korak 6: Pritrdite roke in noge

Za pritrditev rok in nog na robota uporabite 1 mm kovinsko žico.

Zdaj ste končali.