Robot luce sonora: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questo Instructable realizzerai un dispositivo di luce sonora. Questo dispositivo accende i LED luminosi o le lampadine con la musica. L'input musicale proviene dall'uscita line out o speak di un HiFi, computer o telefono cellulare.

Puoi vedere il circuito in funzione nel video.

Forniture

Avrai bisogno:

- scheda matrice, - radiatore, - Transistor di potenza NPN, - alcuni transistor NPN BJT per uso generale, - due transistor PNP BJT per uso generale, - saldatura, - saldatore, - rivestimento (puoi usare un bicchiere di carta), - trapano elettrico (opzionale), - pasta termoconduttrice, - nastro, - Resistenza di potenza da 10 ohm, - Resistenza da 270 ohm, - Resistenza da 4,7 kohm, - Resistenza variabile da 2 Megaohm, - due resistori da 1 kohm, - due resistori da 10 kohm, - resistenza da 100 kohm, - Condensatori da 470 nF e 100 nF, - dado e bullone per il dissipatore di calore, - alcuni LED luminosi o due lampadine da 1,5 V, - forbici o cacciavite, - un diodo generico.

Passaggio 1: collegare il dissipatore di calore

Praticare due fori nella scheda matrice e collegare il dissipatore di calore come mostrato nella foto.

Passaggio 2: collegare il transistor di alimentazione

Fissare il transistor di potenza PNP con bullone e pasta di trasferimento di calore.

Passaggio 3: costruisci il circuito

Il resistore Rc1b è stato scelto come 10 kohm invece di 1 kohm per aumentare la costante del tempo di carica. La costante di tempo di scarica è una moltiplicazione del valore del condensatore (C1) e del resistore (Rb2). Un'alternativa sarebbe quella di utilizzare un condensatore di valore C1 più alto ma ciò significherebbe utilizzare un condensatore elettrolitico poco affidabile rispetto al cuscino o ai condensatori ceramici.

È possibile sostituire le lampadine con LED luminosi. Se un LED consuma 10 mA con 2 V di alimentazione necessaria, la resistenza Rc4 in serie richiesta è (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohm. Puoi mettere un LED aggiuntivo in parallelo e ridurre della metà il resistore in serie oppure puoi mettere alcuni LED con resistori da 100 ohm in parallelo al transistor di potenza.

Hai solo bisogno di tre transistor BJT per uso generico. Tuttavia, devi acquistarne alcuni nel caso in cui li bruci collegandoti ai pin sbagliati. I transistor per uso generico sono molto economici.

Rc4 deve essere un resistore di potenza solo se si utilizzano lampadine.

Il resistore Rb1 controlla la luminosità delle lampadine o dei LED luminosi.

Un tipico guadagno di corrente del transistor (guadagno di corrente) Beta (corrente di collettore divisa per corrente di base) è 100. Tuttavia, questo valore potrebbe essere compreso tra 20 o 500. Il valore Beta è influenzato dalle tolleranze di produzione, dalla temperatura ambiente e dalla polarizzazione attuale.

Ora possiamo calcolare i valori Beta minimi ipotizzati dei transistor Q2, Q3 e Q4 che consentiranno la saturazione completa:

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 ohm) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100.000 ohm) = 30,585106383

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

= (2,3 V / 220 ohm) / (2,3 V / 4, 700 ohm + 3 V / 100.000 ohm) = 20,1296041116

La corrente della lampadina specificata è 0,3 A. Pertanto:

Q4 Beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 ohm) = 28.6956521739

Quindi i transistor molto probabilmente si satureranno.

Ora calcoliamo la frequenza di taglio del filtro di alimentazione passa basso RC:

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

Puoi vedere nel circuito che non ho implementato il filtro di alimentazione passa basso RC. Tuttavia, potrebbe essere necessario questo filtro passa basso se la batteria o la fonte di alimentazione ha un'elevata resistenza interna. Se il circuito oscilla ancora anche con il filtro RC, prova a mettere valori di condensatore più alti in parallelo con i condensatori Cs1 e Cs2 per ridurre la frequenza di taglio passa basso.

Calcolare la frequenza di taglio del filtro passa alto in ingresso:

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

La frequenza di taglio massima del passa alto non deve essere superiore a 20 Hz. Per ridurre questa frequenza possiamo:

1. Aumentare il valore Ri. Tuttavia, questo ridurrà il guadagno del circuito.

2. Aumentare il valore Ci. Questa è un'opzione migliore. Possiamo mettere un ulteriore condensatore da 470 nF in parallelo con Ci o sostituire Ci con un condensatore bipolare da 10 uF (10.000 nF). Tuttavia, questo nuovo condensatore è meno affidabile e costerà di più. I condensatori bipolari sono più difficili da trovare sui siti Web di componenti elettronici.

Passaggio 4: metti il circuito in un bicchiere di carta o in una scatola

Puoi vedere che il circuito si inserisce in un bicchiere di carta.

Le lampadine sono attaccate con nastro adesivo.

Puoi fare un buco nella tazza con un cacciavite o delle forbici per il potenziometro.

Le luci saranno visibili attraverso la tazza quando sono accese.

Passaggio 5: fissare i cavi con nastro adesivo

Puoi usare qualsiasi nastro adesivo.

Passaggio 6: collegare le braccia e le gambe

Utilizzare un filo metallico da 1 mm per collegare le braccia e le gambe al robot.

Ora hai finito.