Umgebungsgeräuschempfindlicher Weihnachtsbaum - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Möchten Sie einen Weihnachtsbaum, der auf den Umgebungsgeräuschpegel in Ihrem Wohnzimmer reagiert? Wie wäre es mit einem, das im Takt Ihres Lieblingsweihnachtsliedes aufleuchtet, ohne dass Sie einen Audioeingang zum Baum selbst ausführen müssen? Wie wäre es mit einem Baum, der auf die Gespräche um ihn herum reagiert? Das ist Ihr Baum!

Dieser Baum fungiert als "VU-Meter", wie die auf dem grafischen Equalizer einiger Receiver oder wie KITTs Voicebox in der Knight Rider TV-Serie. Es verwendet ein einfaches altes Elektretmikrofon als Eingang, der eine Halbleiterrelaisplatine antreibt. Es gibt eine Empfindlichkeitseinstellung, mit der Sie die Schaltung für Ihre spezielle Einstellung anpassen können, und es gibt einen Bypass-Schalter, wenn Sie lieber nur die Lichter vollständig einschalten möchten. Ich nenne es "Meine Familie ist krank von It Switch".

Stückliste

Halbleiterrelais (SSR)-Platine

• Protoboard
• MOC3041 (oder gleichwertig) Optokoppler x 6
• BT136-600 (oder gleichwertig) Triacs x 6
• 150Ω Widerstand x 6
• 330Ω Widerstand x 6
• 2 Terminal-PC-Board-Anschlüsse x 8
• 6 Fuß Verlängerungskabel x 6 (Dollar Tree hatte diese bei 1 USD pro Stück)
• Drahtmuttern

VU-Treiberplatine

• AN6884 VU-Meter IC
• LM324 Quad-Operationsverstärker-IC
• 2N3906 PNP-Transistor x 5
• 2.2uf Kondensator
• 0.1uf Kondensator
• 10kΩ Widerstand x 2
• 4,7 kΩ Widerstand
• 100kΩ Widerstand
• 330kΩ Widerstand (und möglicherweise einige alternative Werte im Bereich von 40-500kΩ)
• 10kΩ Potentiometer (variabler Widerstand)

Sonstiges

• Aufklappbares Kunststoffgehäuse
• Fassheber
• SPDT-Schiebeschalter
• 9V Netzteil

Schritt 1: Halbleiterrelaisplatine

Dieser Teil des Projekts wurde von diesem ausgezeichneten Arduino-gesteuerten Weihnachtslichter Instructable genommen. Ausführliche Anleitungen und Schaltpläne finden Sie dort. Ich habe bullige Triacs verwendet, einfach weil ich sie in meinem Teilebehälter hatte. Sie können sicherlich kleinere, kostengünstigere Triacs verwenden, wenn sie Ihnen zur Verfügung stehen. Ebenso bei den Optokopplern. Ich habe MOC3041 Optokoppler verwendet, weil ich sie hatte. Sie sind robust für Optokoppler, und Sie können günstigere verwenden, wenn Sie dies wünschen. Du fährst nur mit ihnen durch die Tore der Triacs.

Eine Sicherheitswarnung ist angebracht. Sie verwenden hier Netzstrom, und das ist tödlich. Denken Sie daran, wenn Sie einen Triac wie die BT136-Serie verwenden, die Montagelasche dient gleichzeitig als Hauptanschluss! Berühren Sie nicht die Metalllasche, wenn Ihre SSR-Platine eingesteckt ist, und lesen Sie die Datenblätter für alles auf dieser Platine sorgfältig durch. Ich versuche nicht, Sie abzuschrecken – es ist ein sicherer, unterhaltsamer Build, aber er beinhaltet das Stromnetz.

Als Tipp wird Sekundenkleber die blauen Klemmenblöcke sehr schön und stark am Protoboard befestigen. Ich habe meine Widerstände auch vertikal platziert, um Platz zu sparen. Kurz gesagt, ein positives Signal an den Optokoppler-Anschlüssen löst die Triacs aus und aktiviert alles, was daran angeschlossen ist. Ein Optokoppler enthält eine LED, und das Eingangssignal muss eine Spannung haben, die größer als die Durchlassspannung der LED ist, aber nicht so groß, dass ein übermäßig großer Strom erzeugt wird. Die 330-Ω-Widerstände gehen davon aus, dass Sie etwa 5-9 V bereitstellen.

Schließlich ist dieses Board wiederverwendbar. Es wird zum Beispiel gut mit einem Arduino verbunden.

Schritt 2: Befestigen Sie die SSR-Platine an der Box und fügen Sie Kabel hinzu

Befestigen Sie Ihre SSR-Platine an der Unterseite Ihrer aufklappbaren Schachtel. Ich benutzte einen emaillierten Draht, um sicherzustellen, dass er trotz Isolierung nicht in der Nähe des Stromnetzes war. Zuerst drückte ich eine Reißzwecke durch ein praktisches Protoboard-Loch und durch den Boxboden. Ich wiederholte dies außerhalb des Protoboards und führte dann ein Stück U-förmigen Lackdraht durch die Löcher und verdrehte die Enden am Boden der Schachtel. Ich habe diesen Vorgang für die vier Ecken der SSR-Platine wiederholt.

Schneiden Sie das Buchsenende Ihrer sechs Verlängerungskabel ab und lassen Sie mindestens einen Fuß Draht übrig. Sie können mehr belassen oder die Kabellängen sogar versetzen. Ihre Weihnachtsbeleuchtung wird in diese Steckdosen eingesteckt, daher möchten Sie vielleicht jetzt ihre spätere Platzierung an Ihrem Baum planen. Reservieren Sie ein Steckerende für die Stromversorgung.

Entfernen Sie etwa 1/4 Zoll der Isolierung von allen sechs Buchsenenden und dem reservierten Steckerende.

Schneiden oder bohren Sie Löcher für die Kabel an der Seite des Kastens neben den SSR-Hauptstromanschlüssen. Für zusätzliche Sicherheit habe ich meine Löcher an drei Seiten geschnitten und eine Klappe der Schachtel gelassen, um das Gehäuse so gut wie möglich geschlossen zu halten. Machen Sie einen Knoten in jedes Kabel und lassen Sie genug Draht, um an den Anschlüssen zu befestigen. Der Knoten verhindert das Durchziehen der Drähte, ohne die Verbindung an den Leiterplattenklemmen zu belasten.

Beachten Sie, dass Ihre Verlängerungskabel einen glatten Draht und einen gerippten Draht haben. Der glatte Draht ist der "heiße" oder stromführende Draht. Dies ist die, die wir wechseln werden. Sie können den gerippten Neutralleiter wechseln, und alles funktioniert noch. Sicherer ist es jedoch, den Hitzdraht zu schalten, da dadurch der Stromfluss gestoppt wird, bevor er in den Stromkreis gelangt. Schließen Sie daher die glatten Enden Ihrer sechs Buchsen an die sechs Triac-Anschlüsse und das glatte Ende des Steckerkabels an den gemeinsamen Triac-Anschluss an. Beachten Sie auch, dass es bei einem älteren, nicht polarisierten Kabel (beide Klingen gleich groß) keine Rolle spielt, welches Kabel Sie anschließen, da Sie es in beide Richtungen stecken können!

Verbinden Sie alle Neutralleiter mit Drahtmuttern miteinander. Ich schneide einige zusätzliche Drahtstücke von einem der Ersatzsteckerenden ab und bündele die Dinge zu viert und zu dritt, da es sehr schwierig ist, 7 Drähte mit einer einzigen Drahtmutter miteinander zu verbinden. Beachten Sie, dass Sie die Neutralleiter der Steckdose zusammenbündeln und an den freien Anschluss auf der SSR-Platine anschließen und dann den Neutralleiter des Steckerendes an denselben Anschluss anschließen können. Dafür ist dieses frei schwebende Terminal da. Ich entschied mich, sie einfach mit Nüssen zusammenzubinden und ließ dieses Terminal ungenutzt.

Herzliche Glückwünsche. Sie haben 6 steuerbare Steckdosen. Wenn Sie dies noch nicht getan haben, würde ich Ihnen dringend empfehlen, das SSR-Board an dieser Stelle zu testen.

Schritt 3: Bauen Sie die Treiberschaltung auf

Das Herzstück dieser Schaltung ist der AN6884 IC. Wenn Sie sich das Datenblatt ansehen, sehen Sie, dass es nur 5 Komparatoren in Reihe sind. Dieser IC ist zum Beleuchten von LEDs ausgelegt, nicht zum Steuern eines anderen Stromkreises. Genau das tun Sie jedoch, denn der Optokoppler ist einfach eine LED, die mit einem Fotowiderstand im selben Kunststoffgehäuse gekoppelt ist.

Die einzige Einschränkung ist, dass wir unsere SSR-Platine so eingestellt haben, dass sie bei hohen Signalen triggert, aber der AN6884 gibt ein niedriges Signal aus! Wenn wir den Ausgang des AN6884 in die Basen von 5 PNP-Transistoren einspeisen, die in der gemeinsamen Emitter-Konfiguration aufgebaut sind, können wir den Ausgang invertieren. Endlich eine Verwendung für all diese PNP-Transistoren, die Sie anscheinend nie für etwas anderes verwenden.

Der Eingang zum AN6884 ist ein Elektretmikrofon. Das Mikrofon ist vorgespannt und hochpassgefiltert. Aber es ist zu schwach, um den AN6884 anzusteuern, also lassen wir es zuerst durch einen der Operationsverstärker auf dem LM324-Quad-Operationsverstärker-Chip laufen. Denken Sie daran, dass der Verstärkungspegel eines invertierenden Verstärkers wie dem in dieser Schaltung durch das Verhältnis des Rückkopplungswiderstands zum Eingangswiderstand bestimmt wird. Unser Eingangswiderstand beträgt 10kΩ. Ich habe hier ein wenig experimentiert. Ich habe zunächst einen Rückkopplungswiderstand von 47kΩ ausprobiert, war aber mit der Empfindlichkeit der Schaltung unzufrieden. Ich habe mich schließlich für einen 330 kΩ Widerstand entschieden. Der Amp schwingt ein wenig, aber das stört mich nicht. Beachten Sie schließlich, dass die Empfindlichkeit auch durch das am Eingang des AN6884 angeschlossene 10kΩ-Potentiometer gesteuert wird. Dies gibt Ihnen eine gewisse On-the-Fly-Empfindlichkeitskontrolle für den Fall, dass sich der Umgebungsgeräuschpegel ändert. Wenn Sie nicht mögen, wie die Lichter mit konstanter Lautstärke blinken, können Sie einige Kondensatoren sowohl über die Rückkopplungs- als auch über die Eingangswiderstände schalten. Sie sollten jedoch sicherstellen, dass sie richtig ausbalanciert sind.

Das andere wichtige Merkmal hier ist der Schalter. Es umgeht das Mikrofon und speist 9V direkt in den Eingang des AN6884 ein, wodurch es voll eingeschaltet wird. Das ist ein nettes Feature, wenn Sie nur das Licht einschalten möchten, nachdem die VU-Neuheit nachgelassen hat.

Schritt 4: Montieren Sie alles in der Box

Ich habe die Treiberplatine wie zuvor mit Lackdraht an der Seite der Box montiert. Ich schneide Löcher für die Fassbuchse und den Schalter auf der Vorderseite der Box. Der Wagenheber wurde mit einer Mutter geliefert, um ihn zu sichern. Ich habe den Schalter heißgeklebt. Ich schneide ein Loch in die Oberseite der Box für das Mikrofon

Ich habe Header für den Treiberausgang, die Stromeingänge und den Schalter verwendet, um die Montage und Demontage zu erleichtern. Dies war besonders hilfreich, da ich alles Prototypen erstellt und angepasst habe.

Teste alles.

Schritt 5: Richten Sie Ihren Baum ein

Ich habe kurze Lichterketten mit 50 Glühbirnen in Weiß verwendet. Sie können verschiedene Farben, zusätzliche Längen usw. verwenden. Ich empfehle die Verwendung traditioneller Minilichter anstelle von LEDs, da die traditionellen Lichter auf natürliche Weise ein- und ausblenden. Die LEDs schalten sich abrupt ein und aus, was an und für sich ein netter Effekt sein kann.

Wickeln Sie den Baum in Schichten und stecken Sie die unterste Schicht in die Steckdose 1 und so weiter.

Sie können die Kontrollbox in festliches Papier einwickeln, um sie unter Ihrem Baum weniger auffällig zu machen, und Sie können das Mikrofon in einer großen Schleife verstecken. Sie müssen Ihren schärferen Gästen nur erklären, warum eines der Geschenke eingesteckt ist.

"AHA!" du sagst. "Was ist mit der sechsten Schnur?" Jawohl. Der AN6884 hat nur 5 Ausgänge und unser SSR-Board hat sechs Eingänge. Mit dem sechsten kannst du machen, was du willst. Vielleicht schließen Sie den Eingang an 9V an und haben ein Set, das immer eingeschaltet ist. Oder ignoriere es. Oder bauen Sie Ihr SSR mit nur 5 Relais. Ich habe nur das sechste hinzugefügt, um mit meinem wiederverwendbaren Board konsistent zu sein. Ich dachte, es wäre verwirrend, Fotos von sechs SSRs mit Bauanleitungen für 5 bereitzustellen.