Theremin: an Electronic Odyssey [on 555 Timer IC] *(Tinkercad): 3 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

I detta experiment har jag designat en optisk Theremin med en 555 Timer IC. Här visar jag dig hur du skapar musik (nära den: P) utan att ens röra vid musikinstrumentet. I grund och botten kallas detta instrument för Theremin, ursprungligen konstruerat av en rysk vetenskapsman Léon Theremin. Den ursprungliga theremin använde radiofrekvensstörningar orsakade av rörelsen i spelarens hand för att ändra instrumentets tonhöjd. Denna optiska theremin beror på ljusintensiteten som faller på en fotoresistor som kan styras av rörelsen av spelarens hand. Jag ska också försöka förklara varje steg i kretsen. Jag hoppas att du kommer att älska denna praktiska implementering av elektronik som du skulle ha studerat på din högskola.

Har du inte elektronikkomponenter? ELLER du fruktar att leka med elektronik? Hej, du behöver inte oroa dig!

Jag har utformat hela kretsen praktiskt taget på Tinkercad (www.tinkercad.com). Kolla in det och lek med elektronik genom att designa faktiska saker och även köra dem (simulering).

Steg 1: Komponenter krävs

Här är listan över alla viktiga komponenter som behövs för att bygga denna krets:

1) 555 Timer IC

2) 10 kOhm motstånd

3) LDR (fotoresistor)

4) 100 nF kondensator

5) Piezo (summer)

6) +9 V batteri och ström DC -uttag (5,5 mm x 2,1 mm)

Först och främst, designa hela den här kretsen på tinkercad för att få en idé! Du kan också kontrollera den grundläggande kretsutgången på tinkercad. Jag har bifogat csv -filen som innehåller lista över alla komponenter som referens.

Steg 2: Kretsdesign och arbete

I grund och botten är 555 timer IC en integrerad krets (chip) som används i en mängd olika timer-, pulsgenerering- och oscillatorapplikationer. 555 kan användas för att tillhandahålla tidsfördröjningar, som en oscillator och som ett flip-flop-element.

Det finns olika tillämpningssätt för 555 Timer IC, beroende på hur vi konfigurerar det.

555 Timer IC kan anslutas antingen i sitt monostabila läge och därigenom producera en precisionstimer med en bestämd tidslängd eller i sitt Bistable-läge för att producera en flip-flop-omkoppling. Men här ansluter vi 555 -timer -IC: n i ett Astable -läge för att producera en mycket stabil 555 -oscillatorkrets för att generera mycket exakta frilöpande vågformer vars utfrekvens kan justeras med hjälp av en externt ansluten RC -tankkrets som består av bara två motstånd och en kondensator.

I utkretsen kan du se RC -tankkretsen, där LDR (Light Dependent Resistor) också fungerar som en del av RC -tankkretsen tillsammans med 10k Ohm Resistor & Kondensator.

GRUNDLÄGGANDE ARBETE: Genom att helt enkelt flytta vår hand över LDR ändrar vi mängden ljus som faller på LDR, vilket förändrar ljusintensiteten och därmed det övergripande motståndet. Mer ljuset, minst motståndet och vice versa. Så, genom att ändra motståndet för LDR, ändrar vi RC -tidskonstanten för den totala kretsen som totalt sett ändrar frekvensen för denna krets (kvadratiska pulser genererade av 555 timer IC) genom den ändrade laddnings- och urladdningstiden för kondensatorn.

Fullständig förklaring:

När 555 är i astabilt läge är utsignalen från stift 3 en kontinuerlig ström av pulser (kvadratiska vågor).

Pin 2 är triggstiftet (används för att utlösa kretskomponenterna), den kommer att anslutas till jord genom en kondensator. Laddning och urladdning av denna kondensator slår på stiften 3 och 7. Stift 3 är utgångsstiften. I denna krets matar den ut en fyrkantvågssignal. Pin 4 är Reset pin. Denna stift är ansluten till den positiva sidan av batteriet. Pin 6 är tröskelstiftet.

Kondensatorn laddas upp och när den når cirka 2/3 Vcc (spänning från batteriet) detekteras detta av tröskelstiftet. Detta avslutar tidsintervallet och skickar 0 V (Volt) till utgångsstift 3 (stänger av det). Stift 7 är urladdningsstiftet. Denna stift stängs också av tröskelstiftet 6. När stift 7 stängs av bryter den strömmen till kondensatorn som gör att den laddas ur. Pin 7 styr också timing. Stift 7 är anslutet till 100K ohm -motståndet (LDR) och ändring av värdet på 100K -ohm -motståndet (LDR) ändrar tidpunkten för stift 7 och ändrar därmed frekvensen för kvadratvågsutmatningen med stift 3. Stift 8 är anslutet till positiv strömförsörjning (Vcc).

555 -chipet är i astabilt läge vilket innebär att Pin 3 skickar en kontinuerlig ström av pulser mellan 9 volt och 0 volt (kvadratvågssignal). I följande krets har jag modifierat standard 555 kvadratvågsgeneratorn genom att ersätta 100k ohm -motståndet med en Light Dependent Resistor (LDR) eller fotoresistor. Jag har också lagt till en piezoelektrisk högtalare för att omvandla vågorna till ljud.

Så här genereras ljud med 555 Timer IC & LDR. Jag hoppas att ni förstod logiken. Om ni inte förstod den logiska lägeslogiken, läs lite om alla olika lägen för det, då skulle det vara lättare att förstå. Fortfarande några tvivel? Var inte rädd för att fråga

Steg 3: Simuleringsutgång och resultat

Se kretssimuleringen (Oscilloskoputgång) och dess verkliga funktion av kretsen jag konstruerade på brödbrädan genom videon. Hoppas du gillade de skrämmande ljuden: P (motorcykelstart).

Peka på Observera: Observera att jag från början inte tänder något ficklampa och nästan täcker det med handen för att blockera ljus, då får jag mycket LÅGT FREKVENSLjud! Medan handen flyttas något upp blir det mer ljus och därför ökar frekvensen något. Men när jag sätter fackljuset, hoppar frekvensen till mycket högre frekvens plötsligt på grund av stor mängd ljus !. Se hur du kan spela med det för att generera olika frekvensljud.

Programvarubaserad kretsdesign på Tinkercad:

Besök webbplatsen, ändra kretsen och gör även kretssimuleringen.

Min andra Theremin-krets med NAND Logic Gates:

Hoppas du gillade detta. Jag ska försöka förbättra det ytterligare snart genom att lägga till ytterligare komponenter för att förbättra ljudvågen och för att öka frekvensområdet.

Fram till dess, njut av att spela med elektronik utan att behöva oroa dig för att skada någonting. Gissa vad? du kan också få CAD PCB -layout för EAGLE genom att exportera den! Dessutom kan du till och med designa 3D -modeller på denna fantastiska webbplats: www.tinkercad.com

ALLT BÄST: D