Geluidslichtrobot - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

In dit Instructable maak je een geluid licht apparaat. Dit apparaat zet de felle LED's of gloeilampen aan met muziek. De muziekinvoer komt van line out of spraakuitvoer van een HiFi, computer of mobiele telefoon.

In de video kun je zien hoe de schakeling werkt.

Benodigdheden

Je zal nodig hebben:

- matrixbord, - koellichaam, - NPN vermogenstransistor, - een paar NPN BJT-transistors voor algemeen gebruik, - twee PNP BJT-transistors voor algemeen gebruik, - soldeer, - soldeerbout, - omhulsel (u kunt een papieren beker gebruiken), - elektrische boor (optioneel), - warmteoverdrachtpasta, - plakband, - 10 ohm vermogensweerstand, - 270 ohm weerstand, - 4,7 kohm weerstand, - 2 Megohm variabele weerstand, - twee weerstanden van 1 kohm, - twee 10 kohm weerstanden, - 100 kOhm weerstand, - 470 nF en 100 nF condensatoren, - moer en bout voor het koellichaam, - een paar felle LED's of twee 1,5 V gloeilampen, - schaar of schroevendraaier, - één diode voor algemeen gebruik.

Stap 1: Bevestig het koellichaam

Boor twee gaten in het matrixbord en bevestig het koellichaam zoals weergegeven op de foto.

Stap 2: Bevestig de Power Transistor

Bevestig de PNP-vermogenstransistor met bout en warmteoverdrachtpasta.

Stap 3: Bouw het circuit

De Rc1b-weerstand werd gekozen als 10 kohm in plaats van 1 kohm om de laadtijdconstante te verhogen. De ontlaadtijdconstante is een vermenigvuldiging van de condensator (C1) en weerstand (Rb2) waarde. Een alternatief zou zijn om een hogere C1-condensatorwaarde te gebruiken, maar dit zou betekenen dat u een elektrolytische condensator gebruikt die niet erg betrouwbaar is in vergelijking met de kussen- of keramische condensatoren.

U kunt de gloeilampen vervangen door heldere LED's. Als een LED 10 mA verbruikt met 2 V benodigde voeding, is de vereiste serie Rc4-weerstand (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohm. Je kunt een extra LED parallel zetten en de serieweerstand halveren of je kunt een paar LED's met 100 ohm weerstanden parallel aan de vermogenstransistor zetten.

U hebt slechts drie BJT-transistoren voor algemeen gebruik nodig. U moet er echter een paar kopen voor het geval u ze verbrandt door verbinding te maken met de verkeerde pinnen. Transistors voor algemeen gebruik zijn erg goedkoop.

Rc4 hoeft alleen een vermogensweerstand te zijn als je gloeilampen gebruikt.

De Rb1-weerstand regelt de helderheid van de gloeilampen of heldere LED's.

Een typische transistorstroomversterking (stroomversterking) Beta (collectorstroom gedeeld door basisstroom) is 100. Deze waarde kan echter zo laag zijn als 20 of zo hoog als 500. De bèta-waarde wordt beïnvloed door productietoleranties en omgevingstemperatuur en bias huidig.

We kunnen nu de veronderstelde minimale bèta-waarden van Q2-, Q3- en Q4-transistoren berekenen die volledige verzadiging mogelijk maken:

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

De opgegeven gloeilampstroom is 0,3 A. Daarom:

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

Dus de transistors zullen hoogstwaarschijnlijk verzadigen.

Nu berekenen we de afsnijfrequentie van het RC-laagdoorlaatfilter:

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

Je kunt in het circuit zien dat ik het RC low-pass voedingsfilter niet heb geïmplementeerd. Het is echter mogelijk dat u dit laagdoorlaatfilter nodig heeft als uw batterij of stroombron een hoge interne weerstand heeft. Als het circuit nog steeds oscilleert, zelfs met het RC-filter, probeer dan hogere condensatorwaarden parallel te zetten met Cs1- en Cs2-condensatoren om de laagdoorlaatafsnijfrequentie te verminderen.

Bereken de afsnijfrequentie van het ingangshoogdoorlaatfilter:

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

De maximale afsnijfrequentie van de hoogdoorlaat mag niet meer dan 20 Hz zijn. Om deze frequentie te verminderen kunnen we ofwel:

1. Verhoog de Ri-waarde. Dit zal echter de circuitversterking verminderen.

2. Verhoog de Ci-waarde. Dit is een betere optie. We kunnen een extra condensator van 470 nF parallel aan Ci plaatsen of Ci vervangen door een bipolaire condensator van 10 uF (10.000 nF). Deze nieuwe condensator is echter minder betrouwbaar en kost meer geld. Bipolaire condensatoren zijn moeilijker te vinden op websites met elektronische componenten.

Stap 4: Plaats het circuit in een papieren beker of doos

Je kunt zien dat het circuit in een papieren beker past.

De gloeilampen zijn bevestigd met plakband.

U kunt met een schroevendraaier of schaar een gaatje in de cup maken voor de potmeter.

De lampjes zijn zichtbaar door de beker als ze aan zijn.

Stap 5: Zet de draden vast met tape

Je kunt elke plakband gebruiken.

Stap 6: Bevestig de armen en benen

Gebruik 1 mm metaaldraad om de armen en benen aan de robot te bevestigen.

Je bent nu klaar.