Mes galime apsvarstyti Volume Meter kaip Ekvalaizeris, kuris yra dabartinis muzikos sistemose. Kai pagal muziką galime pamatyti šviesos šokius (šviesos diodus), jei muzika yra garsi, ekvalaizeris pasiekia savo piką, o žemoje muzikoje jis lieka žemas. Mes taip pat sukūrėme garsumo matuoklį arba VU matuoklį, pasitelkdami MIC, OP-AMP ir LM3914, kurie šviečia šviesos diodais pagal garso stiprumą, jei garsas yra mažas, šviečia mažesni šviesos diodai, o jei garsas yra aukštas daugiau Šviesos diodai šviečia, pabaigoje patikrinkite vaizdo įrašą. TP matuoklis taip pat naudojamas kaip tūrio matavimo prietaisas.
Kondensatoriaus mikrofonas arba mikrofonas yra garso jutiklis, kuris iš esmės konvertuoja garso energiją į elektros energiją, taigi su šiuo jutikliu garsas yra kaip kintanti įtampa. Paprastai įrašome arba nujaučiame garsą per šį įrenginį. Šis keitiklis naudojamas visuose mobiliuosiuose telefonuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Tipiškas MIC atrodo kaip
Kondensatoriaus mikrofono poliškumo nustatymas:
MIC turi du gnybtus, vienas yra teigiamas, kitas - neigiamas. Mikrofono poliškumą galima rasti naudojant daugiametrį prietaisą. Paimkite teigiamą „Multi-Meter“ zondą (nustatykite matuoklį į „DIODE TESTING“ režimą) ir prijunkite jį prie vieno MIC, o neigiamą - prie kito „MIC“. Jei rodmenys rodomi ekrane, teigiamo (MIC) gnybtas yra neigiamame daugiametro gale. Arba galite tiesiog rasti gnybtus, žiūrėdami į jį, neigiamame gnybte yra dvi ar trys litavimo linijos, sujungtos su metaliniu mikrofono korpusu. Šį ryšį nuo neigiamo gnybto iki metalinio korpuso taip pat galima išbandyti naudojant tęstinumo tikrintuvą, kad sužinotumėte neigiamą gnybtą.
Būtini komponentai:
„Op-amp“ LM358 ir, LM3914 (10 bitų palyginimas) ir MIC (žr. Aukščiau)
100KΩ rezistorius (2 vnt.), 1K Ω rezistorius (3 vnt.), 10KΩ rezistorius, 47KΩ puodas,
100nF kondensatorius (2 vnt.), 1000µF kondensatorius, 10 šviesos diodų,
Breadboard ir kai kurie jungčių laidai.
Grandinės schema ir darbo paaiškinimas:
Jungimo schema Volksunie metrą yra rodyti žemiau paveiksle,
VU skaitiklio grandinės darbas yra paprastas; iš pradžių MIC paima garsą ir paverčia jį įtampos lygiais, linijiniais garso intensyvumui. Taigi aukštesniam garsui turėsime didesnę vertę, o mažesnio garso - mažesnę vertę. Tada šie įtampos signalai tiekiami į aukšto dažnio filtrą, kad būtų pašalintas triukšmas, o po to, kai filtras sustiprina „Op-amp LM358“, galiausiai šie filtruoti ir sustiprinti signalai tiekiami į „LM3914“, kuris veikia kaip voltmetras ir šviečia šviesos diodais pagal garso intensyvumas. Dabar mes paaiškinsime kiekvieną žingsnį po vieną:
1. Triukšmo pašalinimas naudojant aukšto dažnio filtrą:
MIC yra labai jautrus garsui ir aplinkos triukšmui. Jei nebus imtasi tam tikrų priemonių, stiprintuvas sustiprins triukšmą kartu su muzika, tai yra nepageidautina. Taigi, prieš eidami į stiprintuvą, filtruosime triukšmus naudodami aukšto dažnio filtrą. Šis filtras čia yra pasyvus RC filtras (rezistorius - kondensatorius). Tai lengva suprojektuoti ir susideda iš vieno rezistoriaus ir vieno kondensatoriaus.
Kadangi mes matuojame garso diapazoną, filtras turi būti suprojektuotas tiksliai. Kuriant grandinę, reikia nepamiršti aukšto dažnio filtro ribinio dažnio. Aukšto dažnio filtras leidžia perduoti aukšto dažnio signalus, perduodamus iš įėjimo į išvestį, kitaip tariant, jis leidžia perduoti tik signalus, kurių dažnis yra aukštesnis nei nustatytas filtro dažnis (išjungimo dažnis). Grandinėje rodomas aukšto dažnio filtras.
Žmogaus ausis gali pasirinkti 2–2 Khz dažnius. Taigi suprojektuosime aukšto dažnio filtrą, kurio ribinis dažnis bus 10–20 Hz diapazone.
Nupjaukite dažnis aukšto dažnio filtro galima rasti formulę, F = 1 / (2πRC)
Pagal šią formulę galime rasti pasirinkto ribinio dažnio R ir C vertes. Čia mums reikia ribinio dažnio tarp 10-20 Hz.
Dabar, kai reikšmės arba R = 100KΩ, C = 100nF, mes turėsime išjungimo dažnį apie 16Hz, kuris leidžia išvestyje rodyti tik aukštesnio nei 16Hz dažnio signalą. Šios rezistoriaus ir kondensatoriaus vertės nėra privalomos, todėl galima žaisti su lygtimi, norint gauti didesnį tikslumą arba palengvinti pasirinkimą.
2. Garso signalų stiprinimas:
Pašalinus triukšmo elementą, signalai tiekiami į Op-amp LM358 stiprinti. OP_AMP reiškia „Operacijos stiprintuvas“. Tai žymima trikampio su trimis IO (įvesties išvestis) kaiščiais simboliu. Čia neketiname apie tai išsamiai diskutuoti. Norėdami sužinoti daugiau, galite pereiti per LM358 grandines. Čia mes naudosime op-amp kaip neigiamą grįžtamojo ryšio stiprintuvą, kad sustiprintume mažo stiprumo signalą iš MIC ir pasiektume juos iki lygio, kur juos galima pasirinkti LM3914.
Tipiškas neigiamo grįžtamojo ryšio op-amp yra parodytas žemiau esančiame paveikslėlyje.
Išėjimo įtampos formulė yra
Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Pagal šią formulę galime pasirinkti stiprintuvo stiprinimą.
Kai MIC signalai yra µVoltai, negalime jo tiesiogiai tiekti voltmetrui skaityti, nes voltmetrui praktiškai nebus įmanoma pasirinkti šios žemos įtampos. Turėdami 100 stiprinimo stiprintuvą, galime sustiprinti MIC signalus ir toliau juos tiekti į voltmetrą.
3. Vaizdinis garso lygio vaizdavimas naudojant šviesos diodus:
Taigi dabar turime filtruotą ir sustiprintą garso signalą. Šis filtruotas sustiprintas garso signalas iš op-amp yra skiriamas LM3914 mikroschemos LED voltmetrui garso signalo stiprumui matuoti. LM3914 yra lustas, valdantis 10 LED, atsižvelgiant į garso / įtampos intensyvumą. IC teikia dešimtainius išėjimus LED apšvietimo pavidalu, atsižvelgiant į įėjimo įtampos vertę. Didžiausia matavimo įėjimo įtampa skiriasi priklausomai nuo etaloninės įtampos ir maitinimo įtampos. Šį vieno lusto įrenginį galima koreguoti tam tikru būdu, iš kurio galime pateikti vaizdinį vaizdą iki analoginės op-amp vertės.
LM3914 lustas turi daug funkcijų ir jį galima modifikuoti į akumuliatoriaus apsaugos grandinę ir ampermetro grandinę. Bet čia mes aptariame tik tas savybes, kurios mums padeda statyti VOLTMETER.
LM3914 yra 10 etapų voltmetras, o tai reiškia, kad jis rodo 10 bitų režimo variacijas. Mikroschema matuoja įvesties įtampą kaip parametrą ir palygina ją su atskaita. Tarkime, mes pasirinkome „V“ atskaitos tašką. Dabar, kai matavimo įėjimo įtampa pakyla „V / 10“, šviečia didesnės vertės šviesos diodas. Kaip jei duotume „V / 10“, LED1 švytės, jei duosime „2V / 10“, LED2 švytės, jei duosime „8V / 10“, LED8 švytės. Taigi didesnis muzikos garsumas, labiau vizualus LED vaizdavimas (daugiau šviesos diodų šviečia).
LM3914 IC grandinėje:
Vidaus grandinė LM3914 yra parodyta žemiau. LM3914 iš esmės yra 10 lyginamųjų derinys. Kiekvienas lygintuvas yra op-amp, kurio neigiamajame gnybte įgyja etaloninę įtampą.
Kaip aptarta, turėtų būti pasirinkta pamatinė vertė, remiantis maksimalia matavimo verte. OP_AMP išvestis bus nuo 0–4 V, esant maks. Taigi turime pasirinkti LM3914 etaloninę įtampą kaip 4V.
Etaloninę įtampą parenka du rezistoriai, kurie yra prijungti prie LM3914 RefADJ kaiščio, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Formulė, susijusi su etalonine įtampa, taip pat pateikta toliau pateiktame paveikslėlyje (paimta iš jo duomenų lapo),
Dabar kyla atsparumo padalijimo įtampos atskaitos problema, kad ji šiek tiek priklauso nuo maitinimo įtampos. Taigi mes pakeitėme pastovią varžą R2 47KΩ puode, kaip parodyta schemoje. Kai puodas yra vietoje, mes galime pakoreguoti nuorodą, priklausomai nuo patogumo.
Naudojant 4 V atskaitos tašką, kiekvieną kartą, kai pagal garso intensyvumą padidėja 0,4 V, šviečia didelės reikšmės šviesos diodas. LED matavimo lygis eina kaip
+ 0,4 V, + 0,8 V, + 1,2 V, + 1,6 V, + 2,0 V, + 2,4 V, + 2,8 V, + 3,2 V, + 3,6 V, + 4,0 V.
Taigi trumpai tariant, kai yra garsas, MIC generuoja įtampą, atspindinčią šių garso bangų dydį, šie MIC signalai filtruojami RC filtru. Filtruoti signalai tiekiami į op-amp LM358 stiprinimui. Šie filtruoti ir sustiprinti MIC signalai pateikiami voltmetrui LM3914. LM3914 palyginamasis voltmetras šviečia šviesos diodus, atsižvelgiant į nurodyto signalo stiprumą. Taigi mes turime garso matavimo prietaisą ir tūrio matuoklį.