Sound Light Robot: 6 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:10

I den här instruktionsboken kommer du att göra en ljudljusenhet. Denna enhet tänder de ljusa lysdioderna eller glödlamporna med musik. Musikinmatningen kommer från line out eller speak output från en HiFi, dator eller mobiltelefon.

Du kan se kretsen som fungerar i videon.

Tillbehör

Du kommer behöva:

- matrisskiva, - kylfläns, - NPN -effekttransistor, - några NPN BJT -transistorer för allmänna ändamål, - två PNP BJT -transistorer för allmänna ändamål, - lödning, - lödkolv, - kapsling (du kan använda en papperskopp), - elektrisk borr (tillval), - värmeöverföringspasta, - tejp, - 10 ohm effektmotstånd, - 270 ohm motstånd, - 4,7 kohm motstånd, - 2 megohm variabelt motstånd, - två 1 kohm motstånd, - två 10 kohm motstånd, - 100 kohm motstånd, - 470 nF och 100 nF kondensatorer, - mutter och bult för kylflänsen, - några ljusa lysdioder eller två 1,5 V glödlampor, - sax eller skruvmejsel, - en diod för allmänna ändamål.

Steg 1: Fäst kylflänsen

Borra två hål i matrisskivan och fäst kylflänsen enligt bilden.

Steg 2: Fäst strömtransistorn

Fäst PNP -effekttransistorn med bult och värmeöverföringspasta.

Steg 3: Bygg kretsen

Rc1b -motståndet valdes som 10 kohm istället för 1 kohm för att öka laddningskonstanten. Urladdningstidskonstanten är en multiplikation av kondensatorns (C1) och motståndets (Rb2) värde. Ett alternativ skulle vara att använda ett högre C1 -kondensatorvärde men detta skulle innebära att man använder en elektrolytkondensator som inte är särskilt tillförlitlig jämfört med kudden eller keramiska kondensatorer.

Du kan byta ut glödlamporna mot ljusa lysdioder. Om en lysdiod förbrukar 10 mA med 2 V nödvändig strömförsörjning är Rc4 -motståndet i serien (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohm. Du kan sätta en extra LED parallellt och minska seriemotståndet till hälften eller så kan du sätta några lysdioder med 100-ohm motstånd parallellt med effekttransistorn.

Du behöver bara tre generella BJT-transistorer. Men du måste köpa några om du bränner dem genom att ansluta till fel stift. Transistorer för allmänna ändamål är mycket billiga.

Rc4 behöver bara vara ett effektmotstånd om du använder glödlampor.

Rb1 -motståndet styr ljusstyrkan hos glödlamporna eller ljusa lysdioder.

En typisk transistorströmförstärkning (strömförstärkning) Beta (kollektorström dividerad med basström) är 100. Detta värde kan dock vara så lågt som 20 eller så högt som 500. Betavärdet påverkas av produktionstoleranser och omgivningstemperatur och förspänning nuvarande.

Vi kan nu beräkna de antagna minsta betavärdena för Q2, Q3 och Q4 transistorer som tillåter full mättnad:

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

Den angivna glödlampans ström är 0,3 A. Därför:

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

Således kommer transistorerna sannolikt att mättas.

Nu beräknar vi lågspänningsfrekvensen för RC-lågspänningsförsörjningsfilter:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3.38627538493 Hz

Du kan se i kretsen att jag inte implementerade RC -lågpassfiltret. Du kan dock behöva detta lågpassfilter om ditt batteri eller din strömkälla har ett högt internt motstånd. Om kretsen fortfarande oscillerar även med RC-filter, försök att sätta högre kondensatorvärden parallellt med Cs1 och Cs2 kondensatorer för att minska lågpassfrekvensen.

Beräkna ingångshögpassfiltrets avstängningsfrekvens:

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

Högpassets maximala avstängningsfrekvens bör inte vara mer än 20 Hz. För att minska denna frekvens kan vi antingen:

1. Öka Ri -värdet. Detta kommer dock att minska kretsförstärkningen.

2. Öka Ci -värdet. Detta är ett bättre alternativ. Vi kan sätta en ytterligare 470 nF kondensator parallellt med Ci eller ersätta Ci med en 10 uF (10 000 nF) bipolär kondensator. Denna nya kondensator är dock mindre pålitlig och kommer att kosta mer pengar. Bipolära kondensatorer är svårare att hitta på webbplatser för elektroniska komponenter.

Steg 4: Lägg kretsen i en papperskopp eller låda

Du kan se att kretsen passar i en papperskopp.

Glödlamporna fästs med tejp.

Du kan göra ett hål i koppen med en skruvmejsel eller sax för potentiometern.

Ljusen kommer att ses genom koppen när den är på.

Steg 5: Fäst trådarna med tejp

Du kan använda vilken som helst tejp.

Steg 6: Fäst armarna och benen

Använd 1 mm metalltråd för att fästa armar och ben på roboten.

Nu är du klar.