Umgebungsaudiolautstärkemesser - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Mein Projekt ist ein Schallmesser, der von LEDs angezeigt wird. Es verwendet ein Elektretmikrofon, einen Operationsverstärker und einen LM3914 LED-Treiber-IC. Je lauter die Umgebung des Sensors ist, desto mehr LEDs werden vom LM3914 eingeschaltet. Es ist ein ziemlich einfaches und interessantes Projekt, das ideal für Neulinge in der Elektronik ist.

Materialien:

· Steckbrett (Lee's #10516)

· Jumper ODER (Wire Stripper AND Breadboard Wire) (Lee's #10325 + verschiedene)

· 10 × Thru-Hole-LEDs (Lee's #549 + verschiedene)

· Elektret-Mikrofon (Lee's #2272)

· Operationsverstärker (Lee's #7292 / #7293)

· LM3914 (Lees #7034)

· 1 μF Kondensator (Lee's #8962 / #82)

· 3 × 2,2 kΩ Widerstände (Lee's #9223 / #9548)

· 2 × 1 kΩ Widerstände (Lee's #9190)

· 330 kΩ Widerstand (Lee's #9427)

· Potentiometer UND Schraubendreher (Lee's #71044 + verschiedene)

· 2 × AA × 3 Akkus (Lee's #21079)

Schritt 1: Anschließen des Mikrofons

Schließen Sie das Elektretmikrofon mit Jumpern für Masse an. Verbinden Sie auch den anderen Pin wie im Schaltplan gezeigt. Welcher Pin welcher ist, entnehmen Sie bitte dem Datenblatt. Das Kondensatorkabel, das nicht direkt mit dem Mikrofon verbunden ist, kann als roher Sensorausgang betrachtet werden. Diese Spannung hat jedoch eine DC-Vorspannung. Um dies zu beheben, können wir den Ausgang mit einem 1-kΩ-Widerstand auf Masse ziehen. Dadurch entsteht in diesem Fall ein sogenannter Hochpassfilter, was bedeutet, dass der DC-Anteil des Signals nicht am Ausgang durchgelassen wird, sondern das AC-Signal mit < 15 mV Spitze-Spitze. Sobald das Mikrofon richtig eingeschaltet ist, überprüfen Sie bitte, ob die Ausgangsspannung (AC) richtig angezeigt wird.

Schritt 2: Einschalten der Schaltung

Ich habe zwei separate 4,5-V-DC-Quellen verwendet, aber wenn Sie bereits etwas Ähnliches haben, funktioniert das auch gut. Dies ist erforderlich, damit das AC-Mikrofonsignal auch bei Verstärkung vollständig schwingen kann. Die roten und schwarzen Drähte sollten an die Schienen angeschlossen werden, damit +Vcc, -Vcc und Masseschienen vorhanden sind.

Schritt 3: Verstärkung des Mikrofonausgangs

Wie bei den meisten Wandlern ist das Signal zu klein, um für uns nützlich zu sein. Wechselstromsignale können mit Operationsverstärkern, Transistoren oder Transformatoren verstärkt werden. Ich finde jedoch, dass Operationsverstärker am einfachsten zu arbeiten sind, daher konzentrieren wir uns auf Operationsverstärker. Es wird nur ein Operationsverstärker mit doppelter Versorgung benötigt (ich habe den TL084 verwendet, aber Sie können einen beliebigen verwenden). Alle Operationsverstärker-ICs müssen mindestens 5 Pins haben, nämlich Vs+ (positive Versorgungsspannung), Vs- (negative Versorgungsspannung), V+ (nicht invertierender Eingang), V- (invertierender Eingang) und Vo (Ausgang). Hinter Operationsverstärkern steckt jede Menge Theorie, aber für uns ist wichtig, dass Vo niemals über V+ und V- hinausgehen kann (in Wirklichkeit ist der tatsächliche Bereich das, was als +Vsat und -Vsat bekannt ist), die Eingangsanschlüsse ziehen keinen Strom (theoretisch nicht praktisch) und die nicht invertierenden und invertierenden Eingänge werden auf der gleichen Spannung gehalten, wenn der Operationsverstärker in negativer Rückkopplung ist (Vo mit V- verbunden).

Die Anschlüsse finden Sie im Schaltplan. Unsere Konfiguration ist ein sogenannter nicht invertierender Verstärker, was bedeutet, dass die Verstärkung positiv ist. Die Verstärkung ist im Allgemeinen Av = Vo / Vi. Für einen nicht invertierenden Verstärker gilt Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Wir verwenden Widerstandswerte von 1 kΩ und 330 kΩ, um eine Verstärkung von 331 zu erreichen. Sobald alles angeschlossen ist, sollte an Vo ein reines verstärktes Wechselstromsignal anliegen.

Schritt 4: Anschließen des LM3914

Der LM3914 ist für uns die beste Option, um ein analoges LED-Messgerät ohne Mikrocontroller und ADC zu erstellen. Es ist ein LED-Treiber-IC. Wir müssen nicht alle Besonderheiten seiner Interna kennen, aber wir müssen wissen, wie man es benutzt. Es verfügt über 10 aktive Low-Hauptausgänge, die im Wesentlichen Stromquellen sind. Dieser IC hat auch V- und V+, die die Versorgungsspannungen sind. RLO und RHI sind der Bereich, zwischen dem das Signal gehen soll. Für unsere Zwecke ist RLO geerdet und RHI ist so eingestellt, dass ein Poti zwischen Vref und Masse verwendet wird. RLO sollte Vref nicht überschreiten. Der Mode-Select-Pin sollte hoch gehalten werden, damit wir mit den LEDs einen vollen Balkeneffekt erzielen. Alle LED-Farben können verwendet werden, ich verwende jedoch grüne, orange, rote und blaue LEDs. Alle Anschlüsse sind dem Schaltplan zu entnehmen. Herzlichen Glückwunsch! Sie sind fertig.

Schritt 5: Notizen

Ein Voltmeter wäre ein nützliches Werkzeug für dieses Projekt zur Fehlerbehebung. Ein Oszilloskop ist für dieses Projekt noch nützlicher, wenn man bedenkt, dass es eine angemessene Menge an Wechselstrom erfordert. Obwohl es für unser Projekt nicht notwendig war, hätten wir Vo vom Operationsverstärker für ein saubereres DC-Signal für die Verwendung mit dem LM3914 gleichrichten können. Weitere Informationen zu Elektret, Operationsverstärker oder LM3914 entnehmen Sie bitte den jeweiligen Datenblättern.