Batteriebetriebenes tragbares VU-Meter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Im Folgenden finden Sie Anweisungen zum Bau eines batteriebetriebenen tragbaren VU-Meters sowie detaillierte Anweisungen zum Bau der Leiterplatte, die für dieses Projekt erforderlich ist. Es wurde entwickelt, um je nach Umgebungsgeräuschpegel von 0-10 LEDs zu leuchten. Ich habe es entworfen, um es an einem Armband, einer Kleidung oder einer Halskette zu befestigen, wenn das Design etwas verkleinert wird. Sein Zweck besteht darin, in einem Nachtclub oder einem ähnlichen Ort, an dem Musik gespielt wird, als animierte Alternative zu einem Leuchtstab getragen zu werden. Es kann jedoch für eine Vielzahl von alternativen Zwecken verwendet werden.

Schritt 1: Benötigte Materialien

Für dieses Projekt benötigen Sie folgende Materialien:

1. 1 LM3916 IC 2. 1 LM386 IC 3. 10 LEDs 4. 1 UV-reaktive Leiterplatte 5. 1 18-poliger IC-Sockel 6. 1 8-poliger IC-Sockel 7. Verschiedene SMT-Widerstände 8. 1 Dremel-Werkzeug 9. 1 UV-Belichtung Box 10. Entwicklungschemikalie 11. Ätzmittel (ich verwende Eisenchlorid) 12. 1 Feiner Lötstift 13. Feines silberhaltiges Lot 14. 4 3V Knopfzellenbatterien 15. 2 Fassungen für je 2 Knopfzellenbatterien 16. 1 Schalter 17. 1 Elektretmikrofon 18. 3 (1 uf SMT-Kondensatoren) 19. Denaturierter oder Isopropylalkohol Zur Not können einige dieser Komponenten bei Radioshack gekauft werden, aber am besten kaufen Sie sie bei DigiKey.com oder bei Frys Electronics oder einem anderen Äquivalent lokaler Händler für Elektronikteile.

Schritt 2: Vorbereiten der PCB-Grafik

Ich habe das PCB-Artwork in einem Programm namens ExpressPCB erstellt, das kostenlos heruntergeladen werden kann und überraschend funktional ist. Das resultierende Kunstwerk ist auf dieser Seite abgebildet. Als nächstes druckte ich die PCB-Grafik auf einer Transparenz aus. Beim Drucken der obersten Kupferschicht der Leiterplatte innerhalb von ExpressPCB werden die gelben Bauteilkonturen nicht gedruckt, sondern nur die roten Leiterbahnen. Dann schneide ich den gedruckten Teil des Kunstwerks aus. Dies definiert die Größe und Form der Leiterplatte. Das dritte Bild ist ein Screenshot von ExpressPCB mit Etiketten für alle Komponenten.

Schritt 3: Schneiden und Vorbereiten der Platine für die Belichtung

Zur Herstellung von Leiterplatten verwende ich die UV-Belichtungsmethode, die nur geringfügig schwieriger und deutlich präziser als die Tonerübertragungsmethode ist. Zu Beginn schneide ich die Platine auf die gleiche Größe wie der Umriss des Platinenpositivs. Ich zeichnete zuerst ein Rechteck mit den gleichen Abmessungen der Leiterplatte auf der Schutzschicht der mit UV-reaktiven Kupfer bedeckten Glasfaserplatte und schneide es dann mit einem Dremel-Werkzeug aus, das mit einer Diamantscheibe ausgestattet ist. Stellen Sie sicher, dass die Platine, nachdem Sie sie aus der Schutzverpackung genommen haben, keiner UV-Strahlung ausgesetzt ist. Wenn ich mit UV-reaktiven Leiterplatten arbeite, halte ich die Garage mit einer einzigen Glühbirne beleuchtet. Fluoreszierende und Halogenlampen geben beide genug UV-Licht ab, dass sie die Platine durch die Schutzschicht aus Kunststoff belichten. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie beim Schneiden von Glasfasern die richtige Schutzausrüstung tragen.

Schritt 4: UV-Belichtung

Nachdem Sie nun die UV-empfindliche Platine auf Maß geschnitten und die Platine positiv auf Maß geschnitten haben, können Sie die Platine belichten. Entfernen Sie erst die Schutzschicht von der Platine, bevor Sie das Positiv darauf platzieren, sonst haften Staubpartikel an der Platine, die die endgültige Platine beschädigen. Ich habe eine UV-Belichtungsbox hergestellt, indem ich ein gewöhnliches Schwarzlicht gekauft und es an der Innenseite der Oberseite einer großen Plastikbox befestigt habe. Dies hat bei mir bisher einwandfrei funktioniert und ist viel billiger als der Kauf eines vorgefertigten UV-Belichtungssystems. Um die Platine freizulegen, entfernen Sie zuerst die Schutzschicht, legen Sie das Positiv-Transparent oben auf die Platine und legen Sie es in die UV-Belichtungsbox. Empfohlen wird eine Einwirkzeit von 10-11 Minuten.

Schritt 5: Vorbereiten der Entwicklungs- und Ätzlösungen

Jetzt müssen Sie ein wenig Chemie verwenden. Sobald die Leiterplatte belichtet wurde, schalten Sie das UV-Licht aus und bereiten Sie die drei benötigten Chemikalien vor. Mischen Sie den Entwickler mit der auf der Flasche vorgeschriebenen Wassermenge und geben Sie ihn in einen Plastikbehälter, der groß genug ist, um die Leiterplatte flach zu liegen. Füllen Sie dann einen ähnlich großen Behälter mit Wasser und einen anderen identischen Behälter mit Eisenchlorid oder einem ähnlichen Kupferätzmittel. Stellen Sie sicher, dass der Behälter, in den Sie das Ätzmittel geben, aus Kunststoff besteht, Kupferätzmittel und insbesondere Eisenchlorid fressen sich eher durch jedes Metall, mit dem sie in Kontakt kommen. Im unten gezeigten Hauptbild ist die blaue Flüssigkeit die Entwicklersubstanz (es begann klar), die orangefarbene Flüssigkeit ist die Spülstufe und die sehr dunkelbraune Flüssigkeit ist das Eisenchlorid.

Schritt 6: Entwicklung und Ätzen der Leiterplatte

Sobald die Platine belichtet wurde, legen Sie sie in die Entwicklerlösung. Achten Sie darauf, chemikalienbeständige wasserdichte Handschuhe zu tragen, um Ihre Hände zu schützen. Ich empfehle dicke Gummihandschuhe mit langen Handgelenken, die man im durchschnittlichen Lebensmittelladen kauft. Diese sind durchschnittlichen Latexhandschuhen insofern überlegen, als sie das Handgelenk schützen, reiß- und abriebfester sind und wiederverwendet werden können. Sobald die Platine so weit entwickelt ist, dass nur noch die gewünschten Spuren als verbleibender Ätzresist (die grüne Beschichtung auf der Platine) sichtbar sind und die Umgebung kupferfrei ist, solltest du die Platine spülen. Wenn sich der gesamte Ätzresist ablöst, wurde die Platine wahrscheinlich belichtet, bevor Sie es wollten, oder sie wurde zu lange in der Entwicklerlösung belassen. Wenn sich kein Ätzresist ablöst, wurde die Platine wahrscheinlich nicht richtig belichtet. Nachdem die Platine gespült wurde, sollten Sie die gewünschten Spuren im grünen Ätzresist sehen können, wie im Hauptbild dieser Seite gezeigt. Die Platine ist nun bereit zum Ätzen. Das Eisenchlorid arbeitet schneller, wenn es erhitzt und gerührt wird, funktioniert aber mit keinem von beiden gut. Lassen Sie die Platine in das Eisenchlorid fallen und überprüfen Sie sie in halbstündigen oder stündlichen Abständen, bis das gesamte freiliegende Kupfer weggeätzt wurde, wie im zweiten Bild. Nachdem die Platine geätzt wurde, entfernen Sie sie aus dem Eisenchlorid und spülen Sie sie in der Spülphase gründlich aus. Entfernen Sie schließlich den Ätzresist auf den gewünschten Spuren mit entweder denaturiertem oder Isopropylalkohol. Die Platine ist nun bereit zum Bohren.

Schritt 7: Bohren

Jetzt müssen Sie Löcher in die Leiterplatte für die Durchgangslochkomponenten bohren. Mein Design für dieses VU-Meter verwendet so viele SMT-Komponenten wie möglich, um die Platine zu rationalisieren und das Bohren zu minimieren, was meiner Meinung nach einer der mühsamsten Teile bei der Herstellung einer Leiterplatte ist. Verwenden Sie unbedingt eine Bohrmaschine, sonst bricht der Bohrer mit ziemlicher Sicherheit. Ich habe einen 3/32 Bohrer verwendet, um die Löcher zu machen. Der Bohrer ist ein Dremel-Werkzeugbohrer, der bei Home Depot gekauft wurde. Das erste Bild zeigt meine Bohreinrichtung und zeigt die Platine, wenn sie teilweise gebohrt ist, während das zweite Bild zeigt die Platine mit allen gebohrten Löchern außer denen für die Batteriehalter, die ein größeres Loch erfordern, da die Leitungen dicker sind.

Schritt 8: Löten der Komponenten an die Platine

Es wird davon ausgegangen, dass Sie über fortgeschrittene Lötkenntnisse verfügen, da ich hier nicht die extremen Grundlagen des Durchstecklötens behandeln werde, Komponenten. Um SMT-Komponenten zu löten, erhitzen Sie zuerst eines der beiden SMT-Pads und schmelzen Sie etwas Lot, um es gleichmäßig zu bedecken, wie im ersten Bild gezeigt. Als nächstes halten Sie den Lötstift auf dem Pad mit dem Lot darauf und halten ihn in einem flüssigen Zustand, während Sie das Bauteil mit einer feinen Zange festhalten. Entfernen Sie dann den Lötstift und lassen Sie das Lot abkühlen. Erhitzen Sie abschließend das andere Pad und schmelzen Sie dort etwas Lot, um eine gute mechanische Verbindung und eine gute elektrische Verbindung zu gewährleisten. Die optimale Lotform, die Sie anstreben, wird im zweiten Bild gezeigt. Das dritte Bild zeigt die Größe der von mir verwendeten SMT-Komponenten im Vergleich zu einer 5 mm LED. Das vierte Bild zeigt alle angebrachten SMT-Komponenten, wobei das fünfte Bild die Art des verwendeten Lots zeigt. Ich empfehle die Verwendung von feinem silberhaltigem Kolophonium-Kernlot, wie dieses Lot, das ich von Radioshack gekauft habe. Schließlich löten Sie alle Durchgangslochkomponenten an.

Schritt 9: Vorbereitung zum Testen und Abschluss

Legen Sie die vier Batterien (2 pro Halter) ein und das VU-Meter sollte voll betriebsbereit sein. Schalten Sie es mit dem Schalter ein und es sollte jetzt auf sprechende Personen sowie andere Umgebungsgeräusche reagieren. Vorausgesetzt, es funktioniert wie geplant, ist das VU-Meter jetzt fertig.