Omgevingsgeluidssterktemeter - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Mijn project is een geluidsmeter weergegeven door LED's. Het maakt gebruik van een electretmicrofoon, opamp en LM3914 LED Driver IC. Hoe het wordt gebruikt, is hoe luider de omgeving rond de sensor is, hoe meer LED's door de LM3914 worden ingeschakeld. Het is een vrij eenvoudig en interessant project dat ideaal is voor nieuwkomers in de elektronica.

Materialen:

· Broodplank (Lee's #10516)

· Jumpers OF (Draadstripper EN Breadboard Wire) (Lee's #10325 + diverse)

· 10 × Thru hole LED's (Lee's #549 + verschillende)

· Electret-microfoon (Lee's #2272)

· Operationele versterker (Lee's #7292 / #7293)

· LM3914 (Lee's #7034)

· 1 μF condensator (Lee's #8962 / #82)

· 3 × 2,2 kΩ weerstanden (Lee's #9223 / #9548)

· 2 × 1 kΩ weerstanden (Lee's #9190)

· 330 kΩ weerstand (Lee's #9427)

· Potentiometer EN Schroevendraaier (Lee's #71044 + diverse)

· 2 × AA×3 batterijpakketten (Lee's #21079)

Stap 1: De microfoon aansluiten

Sluit de electret-microfoon aan met behulp van jumpers voor aarde. Sluit ook de andere pin aan zoals weergegeven in het schema. Raadpleeg de datasheet om erachter te komen welke pin welke is. De condensatorkabel die niet rechtstreeks op de microfoon is aangesloten, kan worden beschouwd als de onbewerkte sensoruitgang. Deze spanning zal echter een DC-bias hebben. Om dit op te lossen, kunnen we de uitgang naar aarde trekken met een weerstand van 1 kΩ. Dit creëert wat in dit geval een hoogdoorlaatfilter wordt genoemd, wat betekent dat het DC-gedeelte van het signaal niet door de uitgang gaat, maar het piek-tot-piek AC-signaal van <15 mV wel. Zodra de microfoon correct is ingeschakeld, controleert u of de uitgangsspanning (AC) correct wordt weergegeven.

Stap 2: Het circuit inschakelen

Ik heb twee afzonderlijke bronnen van 4,5 V DC gebruikt, maar als je al iets soortgelijks hebt, werkt dat ook prima. Dit is nodig om het AC-microfoonsignaal volledig te laten schommelen, zelfs wanneer het wordt versterkt. De rode en zwarte draden moeten zo op de rails worden aangesloten dat +Vcc, -Vcc en massarails aanwezig zijn.

Stap 3: Versterking van de microfoonuitgang

Zoals bij de meeste transducers het geval is, is het signaal te klein om voor ons nuttig te zijn. Wisselstroomsignalen kunnen worden versterkt met operationele versterkers, transistors of transformatoren. Ik vind op-amps echter het eenvoudigst om mee te werken, dus we zullen ons concentreren op op-amps. Er is slechts één op-versterker met dubbele voeding nodig (ik heb de TL084 gebruikt, maar je kunt elke gebruiken die je wilt). Alle opamp-IC's moeten ten minste 5 pinnen hebben, namelijk Vs+ (positieve voedingsspanning), Vs- (negatieve voedingsspanning), V+ (niet-inverterende ingang), V- (inverterende ingang) en Vo (uitgang). Er zit veel theorie achter op-versterkers, maar het belangrijkste voor ons is dat Vo nooit verder kan gaan dan V+ en V- (in werkelijkheid is het echte bereik wat bekend staat als +Vsat en -Vsat), de ingangsaansluitingen trekken geen stroom (theoretisch niet praktisch), en de niet-inverterende en inverterende ingangen worden op dezelfde spanning gehouden wanneer de opamp in negatieve feedback staat (Vo aangesloten op V-).

Zie het schema voor de aansluitingen. Onze configuratie is wat bekend staat als een niet-inverterende versterker, wat betekent dat de versterking positief is. De versterking is in het algemeen Av = Vo / Vi. Voor een niet-inverterende versterker geldt Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. We gebruiken weerstandswaarden van 1 kΩ en 330 kΩ om een versterking van 331 te bereiken. Als alles is aangesloten, moet er een puur versterkt AC-signaal zijn op Vo.

Stap 4: De LM3914 aansluiten

De LM3914 is voor ons de beste optie om een analoge LED-meter te maken zonder het gebruik van een microcontroller en ADC. Het is een LED-stuurprogramma-IC. We hoeven niet alle details van de binnenkant te kennen, maar we moeten wel weten hoe we het moeten gebruiken. Het heeft 10 belangrijkste actieve lage uitgangen die in feite stroombronnen zijn. Dit IC heeft ook een V- en V+ wat de voedingsspanningen zijn. RLO en RHI zijn het bereik waartussen het signaal moet gaan. Voor onze doeleinden is RLO geaard en is RHI aangepast voor het gebruik van een pot tussen Vref en grond. RLO mag Vref niet overschrijden. De modusselectiepen moet hoog worden gehouden, zodat we een volledig balkeffect krijgen met de LED's. Alle LED-kleuren kunnen worden gebruikt, maar ik gebruik groene, oranje, rode en blauwe LED's. Raadpleeg het schema voor alle aansluitingen. Proficiat! U bent klaar.

Stap 5: Notities

Een voltmeter zou een handig hulpmiddel zijn voor dit project voor het oplossen van problemen. Een oscilloscoop is nog nuttiger voor dit project, aangezien er behoorlijk wat AC bij komt kijken. Hoewel het voor ons project niet nodig was, hadden we Vo van de opamp kunnen corrigeren voor een schoner DC-signaal voor gebruik met de LM3914. Raadpleeg de respectieve datasheets voor meer informatie over de electret, opamp of LM3914.