Theremin: Elektronikus Odüsszeia [az 555 Timer IC -n] *(Tinkercad): 3 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ebben a kísérletben egy 555 -ös időzítő IC segítségével optikai Theremin -t terveztem. Itt megmutatom, hogyan lehet zenét generálni (közel hozzá: P) anélkül, hogy megérintené a hangszert. Ezt a hangszert alapvetően Theremin -nek hívják, eredetileg egy orosz tudós, Léon Theremin készítette. Az eredeti theremin rádiófrekvenciás interferenciát használt, amelyet a játékos mozdulata okozott, hogy megváltoztassa a hangszer hangmagasságát. Ez az optikai minta attól függ, hogy milyen fényerősség esik egy olyan fényellenállásra, amelyet a játékos keze mozgathat. Megpróbálom elmagyarázni az áramkör minden szakaszát is. Remélem, tetszeni fog ez az elektronika gyakorlati megvalósítása, amelyet az egyetemen tanult volna.

Nincsenek elektronikai alkatrészei? VAGY félsz az elektronikai játékokkal játszani? Hé, nem kell aggódni!

Ezt az egész áramkört virtuálisan a Tinkercad -on terveztem (www.tinkercad.com). Nézze meg, és játsszon az elektronikával a tényleges dolgok tervezésével és futtatásával (szimuláció).

1. lépés: Szükséges összetevők

Itt található az áramkör felépítéséhez szükséges összes alapvető összetevő listája:

1) 555 Időzítő IC

2) 10 kOhm ellenállás

3) LDR (fotorezisztor)

4) 100 nF kondenzátor

5) Piezo (zümmögő)

6) +9 V akkumulátor és tápegység DC csatlakozó (5,5 mm x 2,1 mm)

Először is tervezd meg ezt az egész áramkört a Tinkercad -en, hogy ötletet kapj! Ellenőrizheti az alapvető áramkörök kimenetét is a Tinkercad -en. Referenciaként csatoltam a csv fájlt, amely tartalmazza az összes összetevő listáját.

2. lépés: Áramkör tervezése és működése

Alapvetően az 555 időzítő IC egy integrált áramkör (chip), amelyet különféle időzítő, impulzusgeneráló és oszcillátor alkalmazásokban használnak. Az 555 használható késleltetések biztosítására, oszcillátorként és flip-flop elemként.

Az 555 Timer IC különböző módjai alkalmazhatók, attól függően, hogy hogyan konfiguráljuk.

Az 555 Timer IC csatlakoztatható monostabil módba, ezáltal rögzített időtartamú precíziós időzítőt állíthat elő, vagy Bistable módban flip-flop típusú kapcsolási művelethez. De itt összekötjük az 555 időzítő IC -t Astable módban, hogy egy nagyon stabil 555 oszcillátor áramkört állítsunk elő rendkívül pontos szabadon futó hullámformák előállításához, amelyek kimeneti frekvenciája egy kívülről csatlakoztatott RC tartály áramkörrel állítható, amely mindössze két ellenállásból és egy kondenzátor.

A kimeneti áramkörben látható az RC tartály áramköre, ahol az LDR (fényfüggő ellenállás) szintén az RC tartály áramkörének részeként működik a 10 k ohmos ellenállás és kondenzátor mellett.

ALAPMUNKÁZÁS: Egyszerűen a kezünket az LDR fölé mozgatva megváltoztatjuk az LDR -re eső fény mennyiségét, ami megváltoztatja a fényintenzitást és ezáltal az általános ellenállást. Több fény, legkisebb ellenállás és fordítva. Tehát az LDR ellenállásának megváltoztatásával megváltoztatjuk a teljes áramkör RC időállandóját, amely összességében megváltoztatja ennek az áramkörnek a frekvenciáját (az 555 időzítő IC által generált négyzetes impulzusokat) a kondenzátor megváltozott töltési és kisütési ideje által.

Teljes magyarázat:

Amikor az 555 astabil üzemmódban van, a 3 -as érintkező kimenete folyamatos impulzusok (négyzethullámok) áramlása.

A 2 -es érintkező a Trigger -csap (az áramkör elemeinek kiváltására szolgál), kondenzátoron keresztül csatlakozik a földhöz. Ennek a kondenzátornak a töltése és kisütése bekapcsolja a 3. és a 7. érintkezőt. Ebben az áramkörben négyzethullámú jelet ad ki. A 4 -es csap a Reset -pin. Ez a csap az akkumulátor pozitív oldalához van csatlakoztatva. A 6 -os tű a küszöbszeg.

A kondenzátor feltöltődik, és amikor eléri a 2/3 Vcc értéket (az akkumulátor feszültsége), ezt a küszöbszeg érzékeli. Ezzel véget ér az időzítési intervallum, és 0 V (volt) feszültséget küld a 3 -as kimeneti tüskére (kikapcsolja). A 7 -es csap a kisütőcsap. Ezt a csapot a 6 küszöbcsap is kikapcsolja. Ha a 7 -es csap ki van kapcsolva, megszakítja a kondenzátor áramellátását, ami lemerül. A 7 -es csap az időzítést is szabályozza. A 7. érintkező csatlakozik a 100K ohmos ellenálláshoz (LDR), és a 100K ohmos ellenállás (LDR) értékének megváltoztatása megváltoztatja a 7. tüskés időzítését, és ezáltal megváltoztatja a négyzethullámú kimenet frekvenciáját a 3. tűvel. pozitív tápegység (Vcc).

Az 555 -ös chip stabil üzemmódban van, ami azt jelenti, hogy a 3 -as tű 9 és 0 volt közötti folyamatos impulzusokat küld (négyzethullám jel). A következő áramkörben módosítottam a szabványos 555 négyzethullámú generátort úgy, hogy a 100 k ohmos ellenállást fényfüggő ellenállásra (LDR) vagy fotorezisztorra cseréltem. Hozzáadtam egy piezoelektromos hangszórót is, amely a hullámokat hanggá alakítja.

Így jön létre hang az 555 Timer IC & LDR használatával. Remélem értitek a logikát. Ha nem értettétek az astable mód logikáját, akkor olvassatok egy kicsit a különböző módokról, akkor könnyebb lesz megérteni. Még mindig vannak kétségei? Nyugodtan kérdezz

3. lépés: Szimulációs kimenet és eredmény

Kérjük, nézze meg az áramkör szimulációját (oszcilloszkóp kimenet) és annak tényleges működését az általam tervezett áramkörnek a kenyérsütőn a Videón keresztül. Remélem tetszettek a kísérteties hangok: P (Motorkerékpár indítás).

Figyelje meg: Vegye figyelembe, hogy kezdetben nem fáklyát világítok, és majdnem eltakarom a kezemmel, hogy blokkolja a fényt, majd nagyon alacsony frekvenciájú hangot kapok! Miközben a kezét kissé felfelé mozgatja, egyre több fényt kap, és ezért a frekvencia kissé növekszik. De amikor felkapcsolom a fáklyás lámpát, akkor a frekvencia hirtelen a magasabb frekvenciára ugrik a nagy mennyiségű fény miatt !. Nézze meg, hogyan játszhat vele különböző frekvenciájú hangok létrehozásához.

Szoftver alapú áramkör-tervezés a Tinkercad-on:

Látogassa meg a webhelyet, módosítsa az áramkört és végezze el az áramkör szimulációját.

A másik Theremin áramkör a NAND Logic Gates segítségével:

Remélem tetszett ez. Hamarosan megpróbálom továbbfejleszteni további komponensek hozzáadásával a hanghullám javításához és a frekvenciatartomány növeléséhez.

Addig is élvezze az Elektronikával való játékot anélkül, hogy bármitől is tartania kellene. Találd ki? exportálásával az EAGLE CAD NYÁK -elrendezését is elérheti rajta! Ezenkívül 3D modelleket is tervezhet ezen a csodálatos webhelyen: www.tinkercad.com

MINDEN LEGJOBB: D