步驟1:您需要的東西
我用了很多東西來制作這個項目。我更喜歡從Jameco和Radio Shack那里買東西,因為它們非常方便,而且我在最后一刻都做了。您也可以從Digikey或從您最喜歡的電子供應商那里獲得任何東西,這些零件都不是奇特的。
您需要:
揚聲器,
蠟燭和燭臺。
電線-我喜歡從無線電棚里拿出大約兩包3包電線,一根實心線芯和一根絞線。我更喜歡22號規格。
Perfboard-我喜歡無線電棚的276-150板,它便宜又有用。
電源-我用Jameco的Mean Well 24V 1A壁式疣設計了它。如果您不想將電源直接焊接到板上,還需要一個相應的插孔。
電子組件-您可以從Jameco獲得所有這些組件。
電阻:
2.2 x1
1k x1
5.6k x2
10k x4
22k x3 《3k》 33k x1 《100》 x1
光敏電阻(我用的是Jameco #CDS003-7001)
電容器:
0.1uF x3
1uF x3 《10》 x5 《5》 100uF x3 《2》 2200uF x1
半導體:
MC1458 x1(任何通用-用途雙運放是好的,這些都是便宜的)
LM555 x1
LM7805 x1
LM1875 x1(加散熱器)
8針DIP插座x2(如果不小心將DIP炸掉,很難將其卸下,最好以防萬一的方式將其插入。LM7805和LM1875位于TO-220中,如有必要,更容易從板上拔出。)
工具:
烙鐵和焊料
鉗子,剝線鉗,斜口鉗
步驟2:電路
這是我們要使用的電路。它有很多零件。如果您知道如何構造電路并且不想閱讀大量內容,則可以繼續進行構建。如果您不確定所有部件的功能,請繼續閱讀!
電源供應器
我們將使用24V直流電源運行整個設備。我們需要那么多的伏特才能使輸出響亮而響亮。 LM555只能在爆裂之前處理18V電壓,因此我們將以LM7805穩壓器產生的5V電壓運行初始階段,如標有5V電源的方框所示。標有24V的電源連接到主電源,標有5V的電源連接到LM7805的輸出。電源去耦
為使電路正常運行,電源之間需要有一定的電容和接地,如標有“電源去耦”的方框所示。最重要的是在LM1875的電源附近(即物理上緊密靠近)的24V電源和LM555的5V電源上放置幾個電容。 LM7805附近的每個電源上可能也應該有一些電源。電源去耦是其中一種手動操作,但如果不這樣做,電路將無法工作。
光傳感器
硫化鎘光敏電阻只是一個電阻,其值會根據擊中它的光子數。將其電阻轉換為信號的最簡單方法是通過在其上制作一個分壓器,如“光傳感器”框中所示。為了減少通過電源建立反饋環路的機會,該電路比可能需要的電路復雜一些。
1K電阻,5.1V齊納二極管和10uF電容器用于從24V電源產生相當穩定的5.1V參考。我們可以使用第二個LM7805代替電阻和二極管,但這是一種更簡單的方法,因為沒有太多電流流入光敏電阻分壓器。我在這里使用的齊納二極管是1N4733,但是任何舊的5.1V齊納二極管都可以正常工作。實際上,實際上任何齊納二極管都應該可以正常工作,而5.1V不一定是精確的。不要忘記將齊納二極管指向與使用信號二極管的方向相反的方向!
我選擇了串聯的5.6k電阻來匹配中等光線下的光敏電阻,您可以測量光敏電阻和做同樣的事情,或者只是使用幾個歐姆的電阻。來自分壓器的電壓為5.1V * 5.6k/(5.6k + R(sensor))。基于環境光的量將有一個穩定的值,基于光的變化量會在其上方有一個擺動。
Bias
我們希望將來自光傳感器的信號居中放置在2.5左右V,因此我們可以在達到0V或5V之前將其放大。偏置電路中的兩個10k電阻產生2.5V電壓,如圖所示接線的運算放大器緩沖信號以使2.5V電壓穩定,無論其連接的是什么。偏置電路和前置放大器電路中的運算放大器均為MC1458雙運放的一半。
前置放大器
10u電容器可讓交流電通過,但消除了標稱直流電平,并且連接了10k電阻偏置電路將DC電平重置為2.5V。如圖所示,配置有100k和1k電阻的運算放大器將信號放大(100k + 1k)/(1k)或101。我們可能不需要這么大的增益,您可以嘗試使用較小電阻的電路。放在100k的位置,看看是否喜歡它的聲音。
這使用了老式的LM555來制作方波。額定頻率由5.6k和33k電阻以及1u電容器根據公式f = 1.44/((5.6k + 2 * 33k)* 1u)= 20Hz設置。前置放大器產生的振蕩將調制LM555從引腳3輸出的頻率。您可以嘗試更改電阻器,以了解您的想法。
音量
您要在這里使用1M對數電位器。這只是簡單地根據需要降低信號幅度。
它有很多部分,因此我們將在下一步中更深入地研究它。
第3步:功率放大器電路
該電路有點復雜,但確實很方便,所以我想我會拼出所有部分。如果給它60 V的電壓,LM1875可以輸出大約30瓦的功率,足以引起一些麻煩。在24 V電源上,我們使用的峰值輸出將僅為5 W,但這絕對足以產生一些噪聲。如果您想在更大的電源上使用該電路,則無需進行任何更改,只需確保您的電源可以放出足夠的電流而不會著火。
在接下來的照片中您會注意到LM1875始終帶有散熱器;這是必不可少的。沒有人,它將很快過熱。他們在芯片中放入了一些高級保護材料,以便在芯片過熱時將其關閉而不會損壞芯片。如果發生這種情況,請使用更大的散熱器!
順便說一下,該電路直接從LM1875數據表中獲取。
輸入和輸出處的AC耦合電容器使音頻擺動但請像在前置放大器中那樣去掉直流電平。它允許通過的最低頻率由電容器及其串聯電阻決定。由于揚聲器的阻抗很低,因此我們需要在輸出端設置一個較大的上限。在輸入端,電容器會看到偏置網絡,該網絡的電阻要高得多,因此可以使用更小的電容器。Bias
這與前置放大器中使用的偏置電路相同,但是沒有運算放大器緩沖器。我們可以在這里沒有緩沖器的情況下逃脫,因為我們沒有將偏置電路連接到反饋網絡(前置放大器中的1k電阻)。偏置電路中的電容用于去耦,與電源去耦電容相同。
電源去耦
別忘了在芯片旁邊的電源上放置電容!
Zobel Network
構成Zobel網絡的電阻器和電容器有助于使揚聲器的阻抗更易于放大器驅動。揚聲器的作用就像電阻與電感串聯,使電阻和電容器與揚聲器并聯,使整個裝置的作用更像電阻。這很棘手,但請相信我會有所作為。
反饋網絡
反饋網絡就像在前置放大器中那樣,只是添加了10u電容器。在音頻頻率下,電容器的作用類似于短路,而功率放大器電路給我們的增益為21。在直流電壓下,電容器的作用類似于開路,給我們的增益為1。在f = 1處進行轉換/(2*pi*10k*10u)=1.59Hz。
步驟4:原型
我在原型板上構建了電路。如果您有一個,最好先用這種方法嘗試一下。
不要嘗試構建與圖片完全匹配的原型,只需嘗試使電路正確即可。我只是認為一些圖片可能會激發動力。并顯示出實際上并不需要構建太多東西。
步驟5:在Perfboard上布置
我嘗試保留一些額外的板子。他們很便宜。我通常會設計出一塊穿孔板,然后將其復制到我焊接的一塊板上。咖啡杯在這里很有用,您可以放下一部分,不用焊接就可以留在那里。
下面是我的原型穿孔板的一些圖片,我最終確定了布局。
這些紙板幾乎沒有三孔總線將東西連接在一起。我嘗試與這些聯系建立盡可能多的聯系。其余的連接盡可能多地通過折疊背面的組件引線并焊接在一起來實現。我將與電路板頂部的導線一起布線。
我使用了比原理圖上更多的去耦電容器。在LM7805旁邊的24 V電源上有一個電容,可產生一個穩定的5 V;在LM1875旁邊的24 V電源上有另一個電容,以保持其穩定。在5 V電源上有第三組電容。
步驟6:將其焊接下來
構建最終的東西可能會很慢,但是我發現將成品制成堅固的零件并脫離原型板是令人滿意的。這也是磨練那些焊接技能的好方法。
如果我犯了一個錯誤,我總是害怕弄亂我漂亮的漂亮的木板,但是事實證明,如果您犯了一個錯誤,那么您幾乎可以對其中一塊木板進行任何重做小心點取出組件通常需要銷毀它,但是沒關系,組件很便宜。出來后,您可以用一些焊錫芯清理板上的焊錫。
我試圖獲得足夠的圖片,以便您可以根據需要精確復制它。如果有不清楚的地方,我會嘗試獲取更多圖片,或者您可以找出自己的布局方式。
在背面的圖片中,上方走線穿過中間,下方走線為24 V. LM1875位于右側,而LM7805位于左側。
步驟7:將它們放在一起
在這里,我在第一個護板下安裝了第二個護板,以保護背面的接線。我用1/4英寸的墊片將它們分開。光線傳感器連接到一根蠟燭上,然后輸出到我們的揚聲器。簡單又快樂。
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