Omgevingsgeluidsniveau Gevoelige kerstboom - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Wilt u een kerstboom die reageert op het omgevingsgeluid in uw woonkamer? Wat dacht je van een die oplicht met het ritme van je favoriete kerstlied zonder dat je een audio-ingang naar de boom zelf hoeft te leiden? Wat dacht je van een boom die op tijd reageert op de gesprekken die eromheen plaatsvinden? Dit is jouw boom!

Deze boom fungeert als een "VU-meter", zoals die op de grafische equalizer van sommige ontvangers, of als de voicebox van KITT in de Knight Rider TV-serie. Het gebruikt een gewone oude electret-microfoon als ingang die een solid-state relaisbord aanstuurt. Er is een gevoeligheidsaanpassing waarmee u het circuit kunt aanpassen aan uw specifieke instelling, en er is een bypass-schakelaar voor als u liever de lichten volledig aan heeft. Ik noem het de "My Family is Sick of It Switch".

Stuklijst

Solid State Relais (SSR) bord

• Protobord
• MOC3041 (of gelijkwaardig) optocouplers x 6
• BT136-600 (of gelijkwaardig) triacs x 6
• 150Ω weerstand x 6
• 330Ω weerstand x 6
• 2 terminal printplaat connectoren x 8
• 6 voet verlengsnoer x 6 (Dollar Tree had deze voor $ 1 per stuk)
• Draadmoeren

VU-bestuurdersbord

• AN6884 VU-meter IC
• LM324 quad op-amp IC
• 2N3906 PNP-transistor x 5
• 2.2uf condensator
• 0.1uf condensator
• 10kΩ weerstand x 2
• 4.7kΩ weerstand
• 100kΩ weerstand
• 330kΩ-weerstand (en mogelijk enkele alternatieve waarden in het bereik van 40-500kΩ)
• 10kΩ potentiometer (variabele weerstand)

Diversen

• Scharnierende kunststof behuizing
• Barrel jack
• SPDT-schuifschakelaar
• 9V voeding

Stap 1: Solid State-relaiskaart

Dit deel van het project is afkomstig van deze uitstekende Arduino-aangedreven kerstverlichting Instructable. Gedetailleerde instructies en schema's zijn daar te vinden. Ik gebruikte vlezige triacs gewoon omdat ik ze in mijn onderdelenbak had. U kunt zeker kleinere, goedkopere triacs gebruiken als deze voor u beschikbaar zijn. Zo ook met de optocouplers. Ik gebruikte MOC3041 optocouplers omdat ik ze had. Ze zijn stevig voor optocouplers en je kunt goedkopere gebruiken als je dat wilt. Je rijdt er gewoon mee door de poorten van de triacs.

Een veiligheidswaarschuwing is op zijn plaats. Je gebruikt hier netstroom en dat is dodelijk. Houd er rekening mee dat als u een triac zoals de BT136-serie gebruikt, het montagelipje ook dienst doet als hoofdterminal! Raak het metalen lipje niet aan wanneer uw SSR-bord is aangesloten en lees zorgvuldig de datasheets voor alles op dit bord. Ik probeer je niet af te schrikken - het is een veilige, leuke build, maar het gaat wel om het lichtnet.

Als tip zal superlijm de blauwe aansluitblokken heel mooi en stevig op het protoboard bevestigen. Ik heb mijn weerstanden ook verticaal geplaatst om ruimte te besparen. Kortom, een positief signaal naar de optocoupler-aansluitingen zal de triacs activeren en alles activeren dat eraan vastzit. Een optocoupler bevat een LED en het ingangssignaal moet een spanning hebben die hoger is dan de voorwaartse spanning van de LED, maar niet zo hoog dat er een te grote stroom wordt geleverd. De 330Ω-weerstanden gaan ervan uit dat u ongeveer 5-9V levert.

Ten slotte is dit bord herbruikbaar. Het zal bijvoorbeeld mooi communiceren met een Arduino.

Stap 2: Bevestig het SSR-bord aan de doos en voeg snoeren toe

Bevestig uw SSR-bord aan de onderkant van uw scharnierende doos. Ik gebruikte wat geëmailleerde draad, ervoor zorgend dat het nergens in de buurt van de netstroom was, ondanks dat het geïsoleerd was. Ik drukte eerst een punaise door een handig protoboard-gat en door de bodem van de doos. Ik herhaalde dit buiten het protoboard en voerde toen een stuk U-vormig geëmailleerd draad door de gaten en draaide de uiteinden aan de onderkant van de doos. Ik herhaalde dit proces voor de vier hoeken van het SSR-bord.

Knip het uiteinde van de zes verlengsnoeren door, zodat er minstens een meter draad overblijft. U kunt meer laten, of zelfs de lengtes van het snoer spreiden. Je kerstverlichting zal op deze stopcontacten worden aangesloten, dus misschien wil je nu plannen voor hun uiteindelijke plaatsing in je boom. Reserveer één stekkeruiteinde voor stroom.

Strip ongeveer 1/4 inch van de isolatie van alle zes de socket-uiteinden en het gereserveerde plug-uiteinde.

Snijd of boor gaten voor de snoeren aan de zijkant van de doos naast de SSR-hoofdstroomaansluitingen. Voor extra gemoedsrust heb ik mijn gaten aan drie kanten gesneden en een flap van de doos gelaten om de behuizing zo goed mogelijk ingesloten te houden. Leg een knoop in elk koord en laat genoeg draad over om aan de klemmen te bevestigen. De knoop verhindert het doortrekken van de draden zonder de verbinding op de printplaatklemmen te belasten.

Houd er rekening mee dat uw verlengsnoeren één gladde draad en één geribbelde draad hebben. De gladde draad is de "hete" of stroomvoerende draad. Dit is degene die we gaan wisselen. Je kunt de geribbelde nuldraad verwisselen en alles werkt nog steeds. Het is echter veiliger om de hete draad om te schakelen, omdat dat de stroom stopt voordat deze het circuit binnenkomt. Bevestig daarom de gladde uiteinden van uw zes stopcontacten aan de zes triac-aansluitingen en bevestig het gladde uiteinde van het stekkersnoer aan de gemeenschappelijke triac-aansluiting. Houd er ook rekening mee dat als je een ouder niet-gepolariseerd snoer hebt (beide bladen dezelfde maat), het niet uitmaakt welk snoer je bevestigt, omdat je het op beide manieren kunt aansluiten!

Verbind alle neutrale draden met elkaar met behulp van draadmoeren. Ik knipte wat extra stukjes draad van een van de reserve-stekkeruiteinden en bundelde dingen samen in vieren en drieën, omdat het erg moeilijk is om 7 draden aan elkaar te verbinden met een enkele draadmoer. Houd er rekening mee dat u de neutrale draden van uw stopcontact kunt samenbundelen en ze kunt bevestigen aan de vrije aansluiting op het SSR-bord, en vervolgens de neutrale draad van het stekkeruiteinde aan dezelfde aansluiting kunt bevestigen. Daar is die vrij zwevende terminal voor. Ik koos ervoor om ze gewoon samen te binden met moeren en liet die terminal ongebruikt.

Gefeliciteerd. Je weet dat je 6 regelbare stopcontacten hebt. Als je dit nog niet hebt gedaan, raad ik je ten zeerste aan om het SSR-bord op dit moment te testen.

Stap 3: Bouw het stuurprogrammacircuit

Het hart van deze schakeling is de AN6884 IC. Als u naar de datasheet kijkt, ziet u dat het slechts 5 comparators in serie zijn. Dit IC is ontworpen voor het verlichten van LED's, niet voor het aansturen van een ander circuit. Dat is echter precies wat je doet, want de optocoupler is gewoon een LED gekoppeld aan een fotoresistor in dezelfde plastic verpakking.

Het enige voorbehoud is dat we ons SSR-bord hebben ingesteld om te triggeren op hoge signalen, maar de AN6884 geeft een laag signaal af! Als we de output van de AN6884 invoeren in de bases van 5 PNP-transistoren die zijn opgesteld in de common-emitterconfiguratie, kunnen we de output omkeren. Eindelijk een gebruik voor al die PNP-transistoren die je nooit voor iets anders lijkt te gebruiken.

De ingang van de AN6884 is een electretmicrofoon. De microfoon is bevooroordeeld en high-pass gefilterd. Maar het is te zwak om de AN6884 aan te sturen, dus we laten het eerst door een van de op-amps op de LM324 quad op-amp-chip lopen. Onthoud dat het versterkingsniveau van een inverterende versterker zoals die in dit circuit wordt bepaald door de verhouding van de feedbackweerstand tot de ingangsweerstand. Onze ingangsweerstand is 10kΩ. Ik heb hier een beetje geëxperimenteerd. Ik probeerde aanvankelijk een feedbackweerstand van 47kΩ, maar was niet tevreden met de gevoeligheid van het circuit. Ik koos uiteindelijk voor een weerstand van 330 kΩ. De versterker trilt een beetje, maar dat vind ik niet erg. Merk ten slotte op dat de gevoeligheid ook wordt geregeld door de 10kΩ-potentiometer die is aangesloten op de ingang van de AN6884. Dit geeft u een directe controle over de gevoeligheid in het geval van een veranderend omgevingsgeluidsniveau. Als je het niet leuk vindt hoe de lampjes knipperen met een constant volumeniveau, kun je wat condensatoren plaatsen over zowel de feedback- als ingangsweerstanden. Je moet er echter voor zorgen dat ze goed uitgebalanceerd zijn.

De andere belangrijke functie hier is de schakelaar. Het omzeilt de microfoon en voert 9V rechtstreeks naar de ingang van de AN6884, waardoor het volledig wordt ingeschakeld. Dat is een leuke feature voor als je het licht aan wilt hebben, nadat de VU-noviteit eraf is.

Stap 4: Monteer alles in de doos

Ik heb het bestuurdersbord aan de zijkant van de doos gemonteerd met behulp van geëmailleerde draad zoals eerder. Ik sneed gaten voor de barrel jack en de schakelaar aan de voorkant van de doos. De krik werd geleverd met een moer om hem vast te zetten. Ik heb de schakelaar op zijn plaats gelijmd. Ik heb een gat in de bovenkant van de doos gesneden voor de microfoon

Ik heb headers gebruikt voor de driveruitgang, de stroomingangen en de schakelaar om montage en demontage gemakkelijker te maken. Dit was vooral handig omdat ik een prototype maakte en alles aanpaste.

Alles testen.

Stap 5: Stel uw boom in

Ik gebruikte korte 50 gloeilampen lichtsnoeren in wit. U kunt verschillende kleuren, extra lengtes, enz. gebruiken. Ik raad aan om traditionele minilights te gebruiken in plaats van LED's, omdat de traditionele lichten van nature aan en uit gaan. De LED's gaan abrupt aan en uit, wat op zich een leuk effect kan zijn.

Wikkel de boom in lagen en steek de onderste laag in stopcontact 1, enzovoort.

Je kunt de bedieningskast in feestelijk papier wikkelen om hem minder op te laten vallen onder je boom, en je kunt de microfoon verbergen in een grote strik. Je hoeft alleen maar aan je scherpzinnige gasten uit te leggen waarom een van de geschenken is aangesloten.

"AHA!" jij zegt. 'Hoe zit het met het zesde koord?' Ja. De AN6884 heeft slechts 5 uitgangen en ons SSR-bord heeft zes ingangen. Met de zesde kun je doen wat je wilt. Misschien sluit je de ingang aan op 9V en heb je een set die altijd aan staat. Of negeer het. Of bouw uw SSR met slechts 5 relais. Ik heb alleen de zesde toegevoegd om consistent te zijn met mijn herbruikbare bord. Ik dacht dat het verwarrend zou zijn om foto's van zes SSR's te voorzien van bouwinstructies voor 5.