Albero di Natale sensibile al livello sonoro ambientale: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Vuoi un albero di Natale che reagisca al livello sonoro ambientale nel tuo salotto? Che ne dici di uno che si illumina al ritmo della tua canzone natalizia preferita senza la necessità di eseguire un ingresso audio sull'albero stesso? Che ne dici di un albero che reagisce a tempo con le conversazioni che si svolgono intorno ad esso? Questo è il tuo albero!

Questo albero agisce come un "VU meter", come quelli sull'equalizzatore grafico di alcuni ricevitori, o come la casella vocale di KITT nella serie TV Knight Rider. Utilizza un semplice microfono elettrete come ingresso che pilota una scheda relè a stato solido. C'è una regolazione della sensibilità che ti permetterà di personalizzare il circuito per la tua particolare impostazione, e c'è un interruttore di bypass per quando preferisci avere le luci completamente accese. L'ho soprannominato "La mia famiglia è malata di cambiare".

Distinta materiali

Scheda relè a stato solido (SSR)

• Protoboard
• MOC3041 (o equivalente) optoaccoppiatori x 6
• Triac BT136-600 (o equivalente) x 6
• Resistenza da 150Ω x 6
• Resistenza da 330Ω x 6
• 2 connettori per scheda PC terminali x 8
• Prolunga da 6 piedi x 6 (Dollar Tree li aveva a $ 1 ciascuno)
• Dadi a filo

Scheda driver VU

• AN6884 Misuratore VU IC
• CI amplificatore operazionale quadruplo LM324
• 2N3906 Transistor PNP x 5
• Condensatore 2.2uf
• condensatore 0.1uf
• Resistenza da 10kΩ x 2
• Resistenza da 4,7 kΩ
• Resistenza da 100kΩ
• Resistenza da 330 k (e possibilmente alcuni valori alternativi nell'intervallo 40-500 k)
• Potenziometro 10kΩ (resistenza variabile)

Varie

• Custodia in plastica incernierata
• Jack a botte
• Interruttore a scorrimento SPDT
• Alimentazione 9V

Passaggio 1: scheda relè a stato solido

Questa parte del progetto è stata presa da questo eccellente Instructable di luci di Natale guidate da Arduino. Istruzioni dettagliate e schemi possono essere trovati lì. Ho usato triac muscolosi semplicemente perché li avevo nel cestino delle parti. Puoi certamente usare triac più piccoli e meno costosi se sono a tua disposizione. Allo stesso modo con i fotoaccoppiatori. Ho usato i fotoaccoppiatori MOC3041 perché li avevo. Sono robusti per gli accoppiatori ottici e puoi usarne di meno costosi se lo desideri. Stai solo guidando i cancelli dei triac con loro.

Un avviso di sicurezza è in ordine. Stai usando l'alimentazione di rete qui, ed è mortale. Tieni presente che se usi un triac come la serie BT136, la linguetta di montaggio funge anche da terminale principale! Non toccare la linguetta di metallo quando la scheda SSR è collegata e leggere attentamente le schede tecniche di tutto ciò che è presente su questa scheda. Non sto cercando di spaventarti: è una build sicura e divertente, ma coinvolge la rete.

Come suggerimento, la supercolla fisserà molto bene e saldamente i blocchi terminali blu alla scheda prototipi. Ho anche posizionato i miei resistori verticalmente per risparmiare spazio. In breve, un segnale positivo ai terminali dell'accoppiatore ottico attiverà i triac e attiverà qualsiasi cosa ad essi collegata. Un fotoaccoppiatore contiene un LED e il segnale di ingresso deve avere una tensione maggiore della tensione diretta del LED, ma non così grande da fornire una corrente eccessivamente grande. I resistori da 330 presumono che fornirai circa 5-9 V.

Infine, questa scheda è riutilizzabile. Si interfaccia bene con un Arduino, per esempio.

Passaggio 2: collegare la scheda SSR alla scatola e aggiungere i cavi

Fissa la tua scheda SSR sul fondo della scatola incernierata. Ho usato del filo smaltato, assicurandomi che non fosse vicino alla rete elettrica, nonostante fosse isolato. Per prima cosa ho premuto una puntina da disegno attraverso un comodo foro della scheda prototipi e attraverso il fondo della scatola. L'ho ripetuto all'esterno della scheda prototipi, quindi ho fatto passare un pezzo di filo smaltato a forma di U attraverso i fori e ho attorcigliato le estremità sul fondo della scatola. Ho ripetuto questo processo per i quattro angoli della scheda SSR.

Taglia l'estremità della presa delle sei prolunghe, lasciando almeno 30 cm di filo. Puoi lasciare di più o persino scaglionare le lunghezze del cavo. Le tue luci di Natale si collegheranno a queste prese, quindi potresti voler pianificare ora il loro eventuale posizionamento sul tuo albero. Riservare un'estremità della spina per l'alimentazione.

Rimuovere circa 1/4 di pollice dell'isolamento da tutte e sei le estremità della presa e dall'estremità della spina riservata.

Tagliare o praticare fori per i cavi sul lato della scatola adiacente ai terminali di alimentazione principale dell'SSR. Per una maggiore tranquillità, ho tagliato i miei fori su tre lati e ho lasciato un lembo della scatola per mantenere il recinto il più chiuso possibile. Fai un nodo in ogni cavo, lasciando abbastanza filo da attaccare ai terminali. Il nodo impedisce il passaggio dei cavi senza sollecitare la connessione ai terminali della scheda PC.

Nota che le tue prolunghe hanno un filo liscio e un filo scanalato. Il filo liscio è il filo "caldo" o percorso da corrente. Questo è quello che cambieremo. Puoi cambiare il filo neutro a coste e tutto funzionerà ancora. Tuttavia, è più sicuro cambiare il filo caldo, poiché ciò interrompe il flusso di corrente prima che entri nel circuito. Pertanto, collegare le estremità lisce delle sei prese ai sei terminali del triac e collegare l'estremità liscia del cavo della spina al terminale comune del triac. Nota anche che se hai un cavo non polarizzato più vecchio (entrambe le lame della stessa dimensione) non importa quale cavo colleghi, perché potresti collegarlo in entrambi i modi!

Collegare insieme tutti i fili neutri usando i dadi. Ho tagliato alcuni pezzi aggiuntivi di filo da una delle estremità di riserva della spina e ho raggruppato le cose in quattro e tre, perché è molto difficile collegare 7 fili insieme usando un dado a filo singolo. Si noti che è possibile raggruppare i fili neutri della presa e collegarli al terminale libero sulla scheda SSR, quindi collegare il filo neutro dell'estremità della spina allo stesso terminale. Ecco a cosa serve quel terminale fluttuante. Ho deciso di legarli insieme con i dadi e ho lasciato quel terminale inutilizzato.

Congratulazioni. Sai che hai 6 prese di corrente controllabili. Se non lo hai già fatto, ti consiglio vivamente di testare la scheda SSR a questo punto.

Passaggio 3: costruire il circuito del driver

Il cuore di questo circuito è il circuito integrato AN6884. Se guardi la scheda tecnica, vedrai che sono solo 5 comparatori in serie. Questo circuito integrato è progettato per l'illuminazione dei LED, non per il controllo di un altro circuito. È proprio quello che stai facendo, perché l'optoaccoppiatore è semplicemente un LED accoppiato a una fotoresistenza nello stesso pacchetto di plastica.

L'unico avvertimento è che abbiamo impostato la nostra scheda SSR per il trigger su segnali alti, ma l'AN6884 emette un segnale basso! Se alimentiamo l'uscita dell'AN6884 nelle basi di 5 transistor PNP impostati nella configurazione di emettitore comune, possiamo invertire l'uscita. Infine, un uso per tutti quei transistor PNP che non sembri mai usare per nient'altro.

L'ingresso all'AN6884 è un microfono elettrete. Il microfono è polarizzato e filtrato passa-alto. Ma è troppo debole per pilotare l'AN6884, quindi prima lo facciamo passare attraverso uno degli amplificatori operazionali sul chip amplificatore operazionale quadruplo LM324. Ricorda, il livello di amplificazione di un amplificatore invertente come quello in questo circuito è determinato dal rapporto tra il resistore di retroazione e il resistore di ingresso. Il nostro resistore di ingresso è 10kΩ. Ho sperimentato un po' qui. Inizialmente ho provato un resistore di retroazione di 47kΩ, ma non ero soddisfatto della sensibilità del circuito. Alla fine ho optato per un resistore da 330 kΩ. L'amplificatore oscilla un po', ma non mi dispiace. Si noti infine che la sensibilità è controllata anche dal potenziometro da 10kΩ collegato all'ingresso dell'AN6884. Questo ti dà un controllo della sensibilità al volo in caso di variazione del livello di rumore ambientale. Se non ti piace il modo in cui le luci lampeggiano a un livello di volume costante, puoi posizionare alcuni condensatori sui resistori di feedback e di ingresso. Dovrai assicurarti che siano adeguatamente bilanciati, però.

L'altra caratteristica chiave qui è l'interruttore. Bypassa il microfono e alimenta 9V direttamente all'ingresso dell'AN6884, accendendolo completamente. Questa è una bella caratteristica per quando vuoi che le luci si accendano, dopo che la novità della VU svanisce.

Passaggio 4: montare tutto nella scatola

Ho montato la scheda driver sul lato della scatola usando un filo smaltato come prima. Ho praticato dei fori per il martinetto e l'interruttore sulla parte anteriore della scatola. Il jack è arrivato con un dado per fissarlo. Ho incollato a caldo l'interruttore in posizione. Ho fatto un buco nella parte superiore della scatola per il microfono

Ho usato le intestazioni per l'uscita del driver, gli ingressi di alimentazione e l'interruttore per semplificare il montaggio e lo smontaggio. Ciò è stato particolarmente utile poiché ho prototipato e regolato tutto.

Prova tutto.

Passaggio 5: imposta il tuo albero

Ho usato corde corte di 50 lampadine in bianco. È possibile utilizzare vari colori, lunghezze aggiuntive, ecc. Consiglio di utilizzare mini luci tradizionali anziché LED perché le luci tradizionali si accendono e si spengono naturalmente. I LED si accendono e si spengono all'improvviso, il che può essere di per sé un effetto pulito.

Avvolgi l'albero a strati e collega lo strato più basso alla presa 1 e così via.

Puoi avvolgere la scatola di controllo in carta festiva per renderla meno visibile sotto il tuo albero e puoi nascondere il microfono all'interno di un grande fiocco. Devi solo spiegare ai tuoi ospiti più acuti perché uno dei regali è collegato.

"AHA!" tu dici. "E la sesta corda?" Sì. L'AN6884 ha solo 5 uscite e la nostra scheda SSR ha sei ingressi. Puoi fare quello che vuoi con il sesto. Forse collegare l'ingresso a 9V e avere un set sempre acceso. Oppure ignoralo. Oppure costruisci il tuo SSR con solo 5 relè. Ho incluso solo il sesto per essere coerente con la mia scheda riutilizzabile. Ho pensato che sarebbe stato confuso fornire foto di sei SSR con istruzioni di costruzione per 5.