תיבת קול Pocket: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מכשיר זה לא רק נכנס לכיס אלא גם מייצר טונים מוזיקליים שונים הדומים לאלה של חליל (לדעתי) בעזרת שילובים שונים של שישה כפתורי לחיצה. ברור שזה רק גאדג'ט לשעשע ילדים; עם זאת, עקרון העבודה יכול לשמש (אני מקווה) בפריטים של מוסיקה אלקטרונית רצינית יותר.

שלב 1: תיאור המעגל

מתנד מבוקר מתח (VCO)

המתנד בנוי עם IC LM331 (גליון נתונים זמין כאן: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf), ממיר מתח לתדר עם פרופורציה לינארית בדיוק בין מתח הכניסה (Vin) ותדירות הפולסים ביציאה (Fout). טרנזיסטור פנימי ביציאת ה- IC (סיכה 3) נפתח בתדר שהוא פונקציה לינארית של מתח הכניסה. מתח האספקה Vs מחובר לפין 3 דרך הנגד R20; כתוצאה מכך, רכבת פולסים מופיעה ביציאה. פולסים אלה פותחים מעת לעת את הטרנזיסטור החיצוני Q1 המניע את הרמקול ובכך מייצר צליל. מתח הכניסה מגיע ממקדם מתח שיכול לספק מתחים שונים באמצעות שילובים שונים של לחצני הלחיצה שלו. הן המתנד והן הספיחה מופעלות באמצעות סוללה אחת של 9 וולט.

תוספת מתח (VA)

אדר המתח הפסיבי מורכב מ -6 מחיצות מתח שכל אחת מהן מורכבת מגוזם פוטנציומטר, נגד ודיודה. כאשר לוחצים על לחצן, המתח V מהסוללה מופעל על מחלק המתח המתאים. מתח המוצא של מפריד מתאים לתדר ספציפי שנוצר על ידי ה- VCO. תדירות התנודות ביחס ישיר למתח הכניסה של ה- IC, כל מחלק מייצר את המתח הגבוה ב -6% מהמתח שהפיק המפריד הקודם. הסיבה היא שהתדרים של שני תווים עוקבים שונים ב- 6%; לפיכך, שישה מפרידים מייצרים מתח המתאים לשישה תווים שונים. הנגד ממיר מתח לזרם שניתן להוסיף לזרמים ממחלקים אחרים כאשר נלחצים על מספר כפתורים. הדיודה אינה מאפשרת לזרם ממחלק לזרום למחיצות אחרות, הזרם יכול לזרום רק לכיוון הנגד הסיכום R13; לפיכך, כל המפרידים אינם תלויים זה בזה. אתה יכול לקרוא עוד על מוסיפים מתח פסיבי כאן:

אדרס מתח פסיבי

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Parallel_Voltage_Summer

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Simple_Op-amp_Summer_Design#Passive_summer

מערבלים אודיו

sound.whsites.net/articles/audio-mixing.htm

שלב 2: התאמת מתח

כך המשכתי לקבוע מתחים נחוצים:

1) חבר מד מתח בין הקרקע ל- Vin.

2) לחץ על כל לחצני VA, קרא את מד המתח. במקרה שלי הוא קרא 1.10 וולט. זהו המתח המרבי הזמין ביציאת ה- VA. פריסת ה- PBs מוצגת בתמונה למעלה.

3) קח את המתח המיוצר על ידי המחלק הראשון (כפתור 1) כ- 'V1'. מכיוון שכל מתח גדול ב -6% מהקודם, חיבר משוואה:

V1 + 1.06xV1 + (1.06^2) xV1 + (1.06^3) xV1 + (1.06^4) xV1 + (1.06^5) xV1 = 1.10

פתרון זה עבור 'V1' נותן V1 = 0.158V

לכן המתחים במחיצים האחרים הם: V2 = 0.167V, V3 = 0.177V, V4 = 0.187V, V5 = 0.199V, V6 = 0.211V. עיגלתי את הערכים האלה לעשרונית השנייה: V1 = 0.16V, V2 = 0.17V, V3 = 0.18V, V4 = 0.19V, V5 = 0.20V, V6 = 0.21V.

התאם את הגוזמים המתאימים כדי לקבל ערכים אלה. אם תדר הפלט של ה- VCO אינו תואם לפתק ספציפי, התאם את גוזם R19 של ה- VCO (מבלי לגעת בגוזמי ה- VA!) עד להפקת פתק ספציפי. R19 מאפשר להתאים את תדר הפלט של ה- VCO ללא טווח מסוים מבלי לשנות את Vin. אתה יכול לבדוק את תדרי התווים באמצעות מד תדרים, או לכוון לפתק עם מקלט קול (לדוגמה, ל- Garage Band יש תכונה זו בקטע 'הקלטה קולית').

על פי החישוב שלי, ה- VA יכול לייצר 34 מתח עצמאי; רק שישה מהם תואמים תווים מדויקים, שילובי הלחצנים נותנים צלילים שנמצאים סביב תווים מדויקים בתוך +/- 30 סנט (סנט אחד הוא 1/100 של חצי טון).

תוכלו למצוא כאן טבלה עם פתקים והתדרים שלהם:

web.archive.org/web/20081219095621/https://www.adamsatoms.com/notes/

שלב 3: כתב חומרים

אדר מתח

SW1… SW6 - כפתורי לחיצה

R1, R3, R5, R7, R9, R11 - גוזמים 5K

R2, R4, R6, R8, R10, R12 - 1K

R13 - 330 אוהם

D1… D6 - IN4001

מתנד מבוקר מתח

IC 1 - LM331

Q1 - 2N3904

R14, R16 - 100K

R15 - 47 אוהם

R17 - 6.8K

R18 - 12K

R19 - גוזם 10K

R20 - 10K

R21 - 1K

C1 - 0.1, קרמיקה

C2 - 1.0, מילאר

C3 - 0.01, קרמיקה

LS1 - רמקול קטן עם עכבה של 150 אוהם

SW1 - מתג

שקע עבור IC

סוללה 9V

הערה: דירוג ההספק של כל הנגדים הוא 0.125W, דיוק (הכל למעט R15, R17, R18) - 5%, דיוק של R15, R17, R18 - 1%. רצוי גם להשתמש בגוזמי רב סיבוב דיוק גבוהים להתאמה מדויקת יותר.

שלב 4: מכשירים וכלים

הייתי צריך סכין x-acto כדי להכין את הלוח, ואז מגהץ עם הלחמה וחותך תיל כדי לבנות את המעגל עצמו. יש צורך במברג דק כדי להתאים את הגוזמים לקביעת המתחים הדרושים במחיצות. יש צורך במולטימטר כדי לעקוב אחר המתחים המותאמים ולבדוק את המעגל באופן כללי.

אתה יכול לראות את ההערות שאליהן אתה מכוון את המעגל באמצעות מקלט קול, כמו אחד המוטמע בתוך Garage Band. תוכל גם להשתמש באוסילוסקופ וירטואלי כמו Academo (https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/) כדי לראות את התנודות. צירפתי צילום מסך של אוסצילוסקופ זה המראה את צורת התנודות שנוצרות על ידי המכשיר שלי.

שלב 5: לוח מארז ומעגל

השתמשתי בקופסה זמינה מפלסטיק שקוף ובגודל 125 x 65 x 28 מ מ. צבעתי אותו לבן בפנים וערכתי שינויים נוספים כדי לארח את החלק האלקטרוני של המכשיר שלי. אתה חופשי ללכת בנתיב שלך ביצירת מארז זה. באשר ללוח המעגלים, הכנתי אותו מטקסטוליט מזכוכית עטויה נחושת על ידי חיתוך רפידות מרובעות בנייר הכסף ורכיבי הלחמה לרפידות אלה. אני מוצא את השיטה הזו נוחה יותר מאשר ייצור PCB כאשר מדובר בערך על חלק אחד בלבד.