Žepna zvočna skrinja: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta naprava se ne prilega samo v žep, ampak tudi proizvaja različne glasbene tone, podobne zvokom gajde (po mojem mnenju), z različnimi kombinacijami šestih gumbov. Očitno je to le pripomoček za zabavo otrok; vendar bi lahko njegovo načelo delovanja (upam) uporabili pri resnejših artefaktih elektronske glasbe.

1. korak: Opis vezja

Napetostno krmiljeni oscilator (VCO)

Oscilator je zgrajen z IC LM331 (podatkovni list je na voljo tukaj: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf), pretvornikom napetosti v frekvenco z natančno linearnim razmerjem med vhodno napetostjo (Vin) in frekvenco impulzov na izhodu (Fout). Notranji tranzistor na izhodu IC (pin 3) se odpre s frekvenco, ki je linearna funkcija vhodne napetosti. Napajalna napetost Vs je priključena na pin3 skozi upor R20; posledično se na izhodu pojavi niz impulzov. Ti impulzi občasno odpirajo zunanji tranzistor Q1, ki poganja zvočnik in tako proizvaja zvok. Vhodna napetost prihaja iz seštevalnika napetosti, ki lahko z različnimi kombinacijami svojih gumbov zagotavlja različne napetosti. Tako oscilator kot seštevalnik sta napajana z eno 9 -voltno baterijo.

Seštevalnik napetosti (VA)

Seštevalnik pasivne napetosti je sestavljen iz 6 delilnikov napetosti, od katerih je vsak sestavljen iz trimerja za potenciometer, upora in diode. Ko pritisnete gumb, se napetost Vs iz akumulatorja dotakne ustreznega delilnika napetosti. Izhodna napetost delilnika ustreza določeni frekvenci, ki jo ustvari VCO. Frekvenca nihanj je neposredno sorazmerna z vhodno napetostjo IC, vsak delilnik proizvaja napetost, ki je za 6% višja od napetosti, ki jo proizvaja prejšnji delilnik. Razlog je v tem, da se frekvence dveh zaporednih not razlikujejo za 6%; tako šest delilnikov proizvaja napetosti, ki ustrezajo šestih različnih not. Upor pretvori napetost v tok, ki se lahko doda tokovom iz drugih delilnikov, ko pritisnete več gumbov. Dioda ne dovoljuje, da bi tok iz delilnika tekel v druge delilnike, tok lahko teče le proti seštevalnemu uporu R13; tako so vsi delilniki neodvisni drug od drugega. Več o pasivnih seštevalnikih napetosti si lahko preberete tukaj:

Seštevalnik pasivne napetosti

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Parallel_Voltage_Summer

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Simple_Op-amp_Summer_Design#Passive_summer

Zvočni mešalniki

sound.whsites.net/articles/audio-mixing.htm

2. korak: Nastavitev napetosti

Tako sem nastavil potrebne napetosti:

1) Priključite voltmeter med ozemljitvijo in Vinom.

2) Pritisnite vse tipke VA, preberite voltmeter. V mojem primeru se je glasilo 1,10 voltov. To je največja razpoložljiva napetost na izhodu VA. Postavitev PB -jev je prikazana na zgornji sliki.

3) Vzemite napetost, ki jo ustvari prvi delilnik (gumb 1), kot "V1". Ker je vsaka napetost 6% večja od prejšnje, sestavite enačbo:

V1 + 1,06xV1 + (1,06^2) xV1 + (1,06^3) xV1 + (1,06^4) xV1 + (1,06^5) xV1 = 1,10

Reševanje tega za 'V1' daje V1 = 0,158V

Zato so napetosti na drugih delilnikih: V2 = 0,167V, V3 = 0,177V, V4 = 0,187V, V5 = 0,199V, V6 = 0,211V. Te vrednosti sem zaokrožil na drugo decimalno mesto: V1 = 0,16 V, V2 = 0,17 V, V3 = 0,18 V, V4 = 0,19 V, V5 = 0,20 V, V6 = 0,21 V.

Prilagodite ustrezne trimere, da dobite te vrednosti. Če izhodna frekvenca VCO ne ustreza določeni noti, prilagodite trimer R19 VCO (ne da bi se dotaknili obrezovalnikov VA!), Dokler se ne ustvari posebna opomba. R19 omogoča nastavitev izhodne frekvence VCO brez določenega območja brez spreminjanja Vin. Frekvence zapiskov lahko preverite z merilnikom frekvenc ali pa jih nastavite z zvočnim uglaševalnikom (na primer Garage Band ima to funkcijo v razdelku »snemanje glasu«).

Po mojem izračunu lahko VA ustvari 34 neodvisnih napetosti; le šest od njih se ujema z natančnimi notami, kombinacije tipk pa dajejo tone, ki se gibljejo okoli natančnih not znotraj +/- 30 centov (en cent je 1/100 poltona).

Tu boste našli tabelo z zapiski in ustreznimi frekvencami:

web.archive.org/web/20081219095621/https://www.adamsatoms.com/notes/

3. korak: Predmet materiala

Seštevalnik napetosti

SW1… SW6 - gumbi

R1, R3, R5, R7, R9, R11 - trimerji 5K

R2, R4, R6, R8, R10, R12 - 1K

R13 - 330 ohmov

D1… D6 - IN4001

Napetostno krmiljeni oscilator

IC 1 - LM331

Q1 - 2N3904

R14, R16 - 100K

R15 - 47 ohm

R17 - 6,8 tisoč

R18 - 12K

R19 - trimer 10K

R20 - 10K

R21 - 1K

C1 - 0,1, keramika

C2 - 1,0, milar

C3 - 0,01, keramika

LS1 - majhen zvočnik z impedanco 150 ohmov

SW1 - stikalo

Vtičnica za IC

Baterija 9V

Opomba: nazivna moč vseh uporov je 0,125 W, natančnost (vsi razen R15, R17, R18) - 5%, natančnost R15, R17, R18 - 1%. Za natančnejšo nastavitev bi bilo zaželeno uporabiti tudi visoko natančne trimeseke.

4. korak: Instrumenti in orodja

Za izdelavo vezja sem potreboval nož x-acto, nato spajkalnik s spajkanjem in rezalnik žice za izdelavo samega vezja. Za nastavitev trimerjev za nastavitev potrebne napetosti v delilnikih je potreben fin izvijač. Za spremljanje nastavljenih napetosti in splošno preverjanje vezja je potreben multimeter.

Z zvočnim uglaševalnikom lahko opazujete note, na katere uglasite vezje, kot je tisto, vgrajeno v Garage Band. Za nihanja lahko uporabite tudi virtualni osciloskop, kot je Academo (https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/). Priložil sem posnetek zaslona tega osciloskopa, ki prikazuje obliko nihanj, ki jih ustvari moja naprava.

5. korak: Ohišje in vezje

Uporabil sem razpoložljivo škatlo iz prozorne plastike velikosti 125 x 65 x 28 mm. Notranjost sem pobarval v belo in naredil še druge potrebne spremembe za gostovanje elektronskega dela svoje naprave. Pri izdelavi te ograde lahko prosto sledite svoji poti. Kar zadeva tiskano vezje, sem ga naredil iz tektolita iz stekla, prevlečenega z bakrom, tako da sem izrezal kvadratne blazinice v foliji in spajkal komponente na te blazinice. Ta metoda se mi zdi bolj priročna kot izdelava tiskanega vezja, če gre le za en kos.