Kišeninė garso dėžutė: 6 žingsniai

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Šis prietaisas ne tik telpa į kišenę, bet ir sukuria įvairius muzikinius tonus, panašius į dūdmaišį (mano nuomone), naudojant įvairius šešių mygtukų derinius. Akivaizdu, kad tai tik įtaisas vaikams linksminti; tačiau jo veikimo principas galėtų būti naudojamas (tikiuosi) rimtesniuose elektroninės muzikos artefaktuose.

1 žingsnis: grandinės aprašymas

Įtampos valdomas osciliatorius (VCO)

Osciliatorius yra pagamintas naudojant IC LM331 (duomenų lapą galite rasti čia: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf), įtampos ir dažnio keitiklį, kurio įvesties įtampa yra tiesiškai proporcinga (Vin) ir impulsų dažnį išėjime (Fout). Vidinis tranzistorius IC išvestyje (3 kaištis) atsidaro tokiu dažniu, kuris yra linijinė įėjimo įtampos funkcija. Maitinimo įtampa Vs yra prijungta prie kaiščio 3 per rezistorių R20; dėl to išėjime pasirodo impulsų traukinys. Šie impulsai periodiškai atveria išorinį tranzistorių Q1, kuris varo garsiakalbį ir taip sukuria garsą. Įėjimo įtampa gaunama iš įtampos papildymo, kuris gali užtikrinti skirtingą įtampą, naudodamas skirtingus jo mygtukų derinius. Ir osciliatorius, ir papildinys yra maitinami viena 9 voltų baterija.

Įtampos papildymas (VA)

Pasyvų įtampos sumotoją sudaro 6 įtampos skirstytuvai, kurių kiekvienas susideda iš potenciometro žoliapjovės, rezistoriaus ir diodo. Paspaudus mygtuką, akumuliatoriaus įtampa Vs yra prijungta prie atitinkamo įtampos skirstytuvo. Skirstytuvo išėjimo įtampa atitinka tam tikrą dažnį, kurį generuoja VCO. Virpesių dažnis yra tiesiogiai proporcingas IC įėjimo įtampai, kiekvienas skirstytuvas sukuria 6% didesnę įtampą nei ankstesnio skirstytuvo sukurta įtampa. Priežastis ta, kad dviejų natų iš eilės dažnis skiriasi 6%; taigi šeši dalikliai sukuria įtampą, atitinkančią šešias skirtingas natas. Rezistorius įtampą paverčia srove, kurią galima pridėti prie kitų skirstytuvų srovių, kai paspaudžiami keli mygtukai. Diodas neleidžia srovei iš daliklio tekėti į kitus daliklius, srovė gali tekėti tik link sumavimo rezistoriaus R13; taigi visi skiriamieji yra nepriklausomi vienas nuo kito. Daugiau apie pasyvius įtampos priedus galite perskaityti čia:

Pasyvus įtampos keitiklis

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Parallel_Voltage_Summer

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Simple_Op-amp_Summer_Design#Passive_summer

Garso maišytuvai

sound.whsites.net/articles/audio-mixing.htm

2 žingsnis: įtampos reguliavimas

Taip aš nusprendžiau nustatyti reikiamą įtampą:

1) Prijunkite voltmetrą tarp žemės ir „Vin“.

2) Paspauskite visus VA mygtukus, perskaitykite voltmetrą. Mano atveju jis rodė 1,10 voltų. Tai yra didžiausia VA išėjimo įtampa. PB išdėstymas parodytas aukščiau esančiame paveikslėlyje.

3) 1 įtampos, kurią sukuria 1 skirstytuvas (1 mygtukas), vertinkite kaip „V1“. Kadangi kiekviena įtampa yra 6% didesnė nei ankstesnė, sudarykite lygtį:

V1 + 1,06xV1 + (1,06^2) xV1 + (1,06^3) xV1 + (1,06^4) xV1 + (1,06^5) xV1 = 1,10

Išsprendus „V1“, gaunamas V1 = 0,158 V.

Todėl kitų skirstytuvų įtampa yra: V2 = 0,167 V, V3 = 0,177 V, V4 = 0,187 V, V5 = 0,199 V, V6 = 0,211 V. Aš suapvalinau šias reikšmes iki antro kablelio: V1 = 0,16 V, V2 = 0,17 V, V3 = 0,18 V, V4 = 0,19 V, V5 = 0,20 V, V6 = 0,21 V.

Sureguliuokite atitinkamus žoliapjoves, kad gautumėte šias vertes. Jei VCO išėjimo dažnis neatitinka konkrečios pastabos, koreguokite VCO žoliapjovę R19 (neliesdami VA žoliapjovių!), Kol bus sukurta konkreti pastaba. R19 leidžia reguliuoti VCO išėjimo dažnį be tam tikro diapazono, nekeičiant Vin. Galite patikrinti natų dažnius naudodami dažnio matuoklį arba sureguliuoti natą garso derintuvu (pavyzdžiui, „Garage Band“turi šią funkciją skiltyje „balso įrašymas“).

Mano skaičiavimais, VA gali generuoti 34 nepriklausomas įtampas; tik šeši iš jų atitinka tikslias natas, mygtukų deriniai suteikia tonus, kurie yra maždaug tikslios natos +/- 30 centų ribose (vienas centas yra 1/100 pustonio).

Lentelę su pastabomis ir atitinkamais dažniais rasite čia:

web.archive.org/web/20081219095621/https://www.adamsatoms.com/notes/

3 žingsnis: medžiagų sąrašas

Įtampos papildymas

SW1… SW6 - mygtukai

R1, R3, R5, R7, R9, R11 - žoliapjovės 5K

R2, R4, R6, R8, R10, R12 - 1K

R13 - 330 omų

D1… D6 - IN4001

Įtampos valdomas osciliatorius

IC 1 - LM331

Q1 - 2N3904

R14, R16 - 100K

R15 - 47 omai

R17 - 6,8 tūkst

R18 - 12 tūkst

R19 - žoliapjovė 10K

R20 - 10 tūkst

R21 - 1K

C1 - 0,1, keramika

C2 - 1,0, mylar

C3 - 0,01, keramika

LS1 - mažas garsiakalbis, kurio varža 150 omų

SW1 - jungiklis

Lizdas IC

Baterija 9V

Pastaba: visų rezistorių galia yra 0,125 W, tikslumas (visi, išskyrus R15, R17, R18) - 5%, R15, R17, R18 tikslumas - 1%. Taip pat pageidautina naudoti didelio tikslumo kelių posūkių žoliapjoves, kad būtų galima tiksliau sureguliuoti.

4 žingsnis: priemonės ir įrankiai

Man reikėjo „x-acto“peilio, kad galėčiau pagaminti plokštę, tada lituoklį su lydmetaliu ir vielos pjaustytuvą pačiai grandinei sukurti. Norint sureguliuoti žoliapjoves ir nustatyti reikiamą įtampą skirstytuvuose, reikalingas smulkus atsuktuvas. Norint stebėti sureguliuotą įtampą ir apskritai patikrinti grandinę, reikalingas multimetras.

Galite stebėti pastabas, pagal kurias derinate grandinę, naudodami garso imtuvą, pavyzdžiui, įterptą į „Garage Band“. Norėdami pamatyti virpesius, taip pat galite naudoti virtualų osciloskopą, pvz., „Academo“(https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/). Pridedu šio osciloskopo ekrano užfiksavimą, kuriame parodyta mano prietaiso sukuriamų virpesių forma.

5 žingsnis: gaubtas ir grandinės plokštė

Aš naudoju turimą dėžutę, pagamintą iš skaidraus plastiko ir 125 x 65 x 28 mm dydžio. Aš nudažiau jį balta spalva ir padariau kitus pakeitimus, būtinus mano prietaiso elektroninei daliai prižiūrėti. Kurdami šį aptvarą galite laisvai sekti savo kelią. Kalbant apie plokštę, aš ją padariau iš vario plakiruoto stiklo tekstolito, supjaustydamas kvadratines trinkeles folijoje ir lituodamas šias trinkeles. Manau, kad šis metodas yra patogesnis nei PCB gamyba, kai tai tik vienas gabalas.