Sound Light Roboter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

In diesem Instructable machen Sie ein Tonlichtgerät. Dieses Gerät schaltet die hellen LEDs oder Glühbirnen mit Musik ein. Der Musikeingang kommt vom Line-Out oder Speak-Ausgang einer HiFi-Anlage, eines Computers oder eines Mobiltelefons.

Sie können die Schaltung im Video sehen.

Lieferungen

Du wirst brauchen:

- Matrixplatine, - Kühlkörper, - NPN-Leistungstransistor, - ein paar NPN BJT Allzwecktransistoren, - zwei PNP-BJT-Allzwecktransistoren, - Löten, - Lötkolben, - Umhüllung (Sie können einen Pappbecher verwenden), - elektrische Bohrmaschine (optional), - Wärmeleitpaste, - Klebeband, - 10 Ohm Leistungswiderstand, - 270 Ohm Widerstand, - 4,7 kOhm Widerstand, - 2 Megaohm variabler Widerstand, - zwei 1 kOhm Widerstände, - zwei 10 kOhm Widerstände, - 100 kOhm Widerstand, - 470 nF und 100 nF Kondensatoren, - Mutter und Schraube für den Kühlkörper, - ein paar helle LEDs oder zwei 1,5-V-Glühbirnen, - Schere oder Schraubendreher, - eine Allzweckdiode.

Schritt 1: Befestigen Sie den Kühlkörper

Bohren Sie zwei Löcher in die Matrixplatine und befestigen Sie den Kühlkörper wie auf dem Foto gezeigt.

Schritt 2: Befestigen Sie den Leistungstransistor

Befestigen Sie den PNP-Leistungstransistor mit Schraube und Wärmeleitpaste.

Schritt 3: Bauen Sie die Schaltung auf

Der Rc1b-Widerstand wurde mit 10 kOhm anstelle von 1 kOhm gewählt, um die Ladezeitkonstante zu erhöhen. Die Entladezeitkonstante ist eine Multiplikation des Wertes von Kondensator (C1) und Widerstand (Rb2). Eine Alternative wäre, einen höheren C1-Kondensatorwert zu verwenden, aber dies würde die Verwendung eines Elektrolytkondensators bedeuten, der im Vergleich zu Kissen- oder Keramikkondensatoren nicht sehr zuverlässig ist.

Sie können die Glühbirnen durch helle LEDs ersetzen. Wenn eine LED 10 mA mit 2 V benötigter Stromversorgung verbraucht, beträgt der erforderliche Reihenwiderstand Rc4 (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 Ohm. Sie können eine zusätzliche LED parallel schalten und den Vorwiderstand halbieren oder Sie können ein paar LEDs mit 100-Ohm-Widerständen parallel zum Leistungstransistor schalten.

Sie benötigen nur drei Allzweck-BJT-Transistoren. Sie müssen jedoch einige kaufen, falls Sie sie verbrennen, indem Sie sie an die falschen Pins anschließen. Allzwecktransistoren sind sehr billig.

Rc4 muss nur ein Leistungswiderstand sein, wenn Sie Glühbirnen verwenden.

Der Rb1-Widerstand steuert die Helligkeit der Glühbirnen oder hellen LEDs.

Eine typische Transistorstromverstärkung (Stromverstärkung) Beta (Kollektorstrom dividiert durch Basisstrom) beträgt 100. Dieser Wert kann jedoch nur 20 oder 500 betragen. Der Beta-Wert wird durch Produktionstoleranzen und Umgebungstemperatur und Vorspannung beeinflusst aktuell.

Wir können nun die angenommenen minimalen Beta-Werte von Q2-, Q3- und Q4-Transistoren berechnen, die eine vollständige Sättigung ermöglichen:

Vs - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V

Q2 Beta: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2,3 V / 4.700 Ohm) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100.000 Ohm) = 30.585106383

Q3 Beta: Ic3 / Ib3 = ((Vs - Vbe) / Rb4) / ((Vs - Vbe) / Rb3)

= (2,3 V / 220 Ohm) / (2,3 V / 4.700 Ohm + 3 V / 100.000 Ohm) = 20.1296041116

Der angegebene Glühlampenstrom beträgt 0,3 A. Daher:

Q4 Beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 Ohm) = 28.6956521739

Somit werden die Transistoren höchstwahrscheinlich gesättigt.

Jetzt berechnen wir die Grenzfrequenz des RC-Tiefpass-Netzteils:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3,38627538493 Hz

Sie können in der Schaltung sehen, dass ich den RC-Tiefpass-Netzteilfilter nicht implementiert habe. Möglicherweise benötigen Sie diesen Tiefpassfilter jedoch, wenn Ihre Batterie oder Stromquelle einen hohen Innenwiderstand hat. Wenn die Schaltung auch mit RC-Filter noch schwingt, versuchen Sie, höhere Kondensatorwerte parallel zu Cs1- und Cs2-Kondensatoren zu schalten, um die Tiefpass-Grenzfrequenz zu reduzieren.

Berechnen Sie die Grenzfrequenz des Eingangs-Hochpassfilters:

fh = 1/(2*pi*Ri*Ci) = 1/(2*pi*1000*(470*10^-9)) = 338,627538493 Hz

Die maximale Grenzfrequenz des Hochpasses sollte nicht mehr als 20 Hz betragen. Um diese Frequenz zu reduzieren, können wir entweder:

1. Erhöhen Sie den Ri-Wert. Dies verringert jedoch die Schaltungsverstärkung.

2. Erhöhen Sie den Ci-Wert. Dies ist eine bessere Option. Wir können einen zusätzlichen 470 nF Kondensator parallel zu Ci schalten oder Ci durch einen 10 uF (10.000 nF) bipolaren Kondensator ersetzen. Dieser neue Kondensator ist jedoch weniger zuverlässig und kostet mehr Geld. Bipolare Kondensatoren sind auf Websites für elektronische Komponenten schwerer zu finden.

Schritt 4: Legen Sie die Schaltung in einen Pappbecher oder eine Schachtel

Sie können sehen, dass die Schaltung in einen Pappbecher passt.

Die Glühbirnen sind mit Klebeband befestigt.

Sie können mit einem Schraubendreher oder einer Schere für das Potentiometer ein Loch in die Tasse bohren.

Die Lichter werden durch die Tasse gesehen, wenn sie eingeschaltet ist.

Schritt 5: Sichern Sie die Drähte mit Klebeband

Sie können jedes Klebeband verwenden.

Schritt 6: Befestigen Sie die Arme und Beine

Verwenden Sie 1 mm Metalldraht, um die Arme und Beine am Roboter zu befestigen.

Sie sind jetzt fertig.