Створимо разом - Перегляд теми - Завдання 7

Список форумів‹ Апаратка‹ Перші кроки - Завдання
Змінити розмір шрифту
Для друку

FAQ
Реєстрація
Вхід

Завдання 7. "Світлодинамічний пристрій та звук".

У попередніх завданнях темп "вогню, що біжить" не залежав від звуку. Швидкість перемикань визначалася сигналом простого генератора, зібраного на мікросхемі К155ЛА3. У цьому завданні збираються схеми, що зв'язують світлодинамічний пристрій (п'яте-шосте завдання) зі звуком - додається індикація рівня гучності звуку (окремий режим цифрового автомата) і швидкість вогню, що біжить, також буде залежати від звуку. У завданні збираються: індикатор рівня (схема 7-01); мікрофонний підсилювач з випрямлячем (схема 7-02) та керований генератор (схеми 7-03; 7-04).

Схеми та їх опис:

Звук у приміщенні за допомогою мікрофона перетворюється на слабкий електричний сигнал. Підсилювач сигналу мікрофона виконаний на операційному підсилювачі D13 (перша половина мікросхеми LM358). Сигнал мікрофона надходить через розділовий конденсатор C3 та опір R48 на інвертуючий вхід ОУ (висновок 2). Коефіцієнт посилення сигналу визначається значеннями опорів R51, R48 за формулою Ku=-R51/R48. Він показує, у скільки разів напруга вихідного сигналу більша за вхідний. Знак мінус позначає, що фаза вихідного сигналу протилежна вхідному сигналу (тобто інвертируючий підсилювач ). У цій схемі коефіцієнт посилення дорівнює 1000. Це необхідно для значного посилення слабкого сигналу, що видає мікрофон.

Опір R52 і конденсатором C4 утворюють фільтр, який пригнічує перешкоди, що надходять ланцюгом живлення VCC.Фільтр потрібен для того, щоб перешкоди не проникли на вхід підсилювача та не змішалися з корисним сигналом мікрофона.

Опір R47 задає робочий струм через мікрофон, його величина визначається типом мікрофона, що застосовується.

Роздільний конденсатор C3 розділяє точки з різними потенціалами (вихід мікрофона та вхід підсилювача), не даючи їм змішуватися. Проте конденсатор легко пропускає змінний струм, який і є корисним сигналом.

Для нормальної роботи ОУ при однополярному живленні на його вхід 3 подається постійна напруга, що дорівнює половині живлення. Опір R49 і R50 утворюють дільник напруги живлення навпіл.

Елементи C5, C6, VD13, VD14 утворюють амплітудний детектор (випрямляч), який перетворює змінну напругу на постійну. Опір R53 є навантаженням амплітудного детектора. Воно потрібно для того, щоб при відсутності корисного сигналу (змінної напруги) на вході, конденсатор C6 міг розрядитися через опір R53, і вихідна напруга амплітудного детектора також дорівнювала нулю. Сигнал IN з амплітудного детектора подається через опір R54 вхід індикатора рівня.

Індикатор рівня сигналу підсилювача мікрофонного зібраний на спеціалізованій мікросхемі LM3915 (D12). Вона є своєрідним електронним вольтметром. Виходи від LED1 до LED10 підключаються до світлодіодної шкали або до лінійки з 10 світлодіодів, що встановлюються один за одним. Залежно від величини напруги на вході 5 включаються один або кілька світлодіодів відразу, тим самим, утворюючи лінійку, що світиться.

Діапазон "лінійки", що світиться, задається напругами на виведенні 4 (нижній рівень) і виведенні 6 (верхній рівень). Верхній рівень має бути не більше 3.5 вольт (на 1.5вольта менше напруги живлення мікросхеми, 5-1.5 = 3.5). За схемою 7-01 висновок 4 (нижній рівень) підключений до землі (нульова напруга), а висновок 6 підключений до висновку 7 - це вихід опорної напруги 1.25 вольта.

Режим світлодіодів “лінійки”, що світиться, працює при підключенні сигналу MODE (висновок 9) до напруги джерела живлення. Якщо сигнал MODE залишити непідключеним, то в лінійці горітимуть тільки світлодіоди, що показують верхній рівень.

Опір R46 визначає величину струму, що протікає через світлодіоди. Конденсатор C2 у ланцюзі живлення потрібен для зменшення перешкод при перемиканні світлодіодів. Опір R45 (2.2К) і RP (від 4.7К до 10К) служать для перевірки індикатора рівня (вони після складання тимчасово включаються до схеми і при перевірці задають величину напруги на вході 5).

Мультивібратор – генератор коливань прямокутної форми. У схемі 7-04 він реалізується на операційному підсилювачі D13 (друга половинка LM358). Для виникнення прямокутних коливань операційний підсилювач повинен мати ланцюг з опору та конденсатора в ланцюзі входу, що інвертує, як показано за схемою (R57 і C7). Цей ланцюг, головним чином, впливає на частоту генерації. Чим більший резистор і що більше конденсатор, то менше частота коливань.

На інвертуючий вхід операційного підсилювача подаються: 1. сигнал з виходу генератора (через R58) та 2. сигнал від джерела постійного потенціалу (дільник напруги живлення на опорах R55, R56, вони рівні, тому - розподіл напруги навпіл). Сигнали складаються між собою, і їх сумарний сигнал також впливає на частоту генерації. Якщо додатковий сигнал 2 постійний у часі (як у цій схемі він завжди дорівнює половині напруги живлення), то частота генераторатакож буде постійною. При певних значеннях потенціалу на дільнику напруги (близьких до напруги живлення або 0) мультивібратор буде відключатися.

На транзисторі VT17 зібраний підсилювач, який перетворює змінну напругу з виходу операційного підсилювача в ділянку напругу для подачі на неінвертуючий вхід (висновок 5) мультивібратора. Посилення залежить, переважно, від співвідношення (R55+R56+R60)/R62. При цьому положення двигуна змінного опору R60 підбирається так, щоб при відсутності сигналу на виході операційного підсилювача (відсутність звуку) потенціал на двигуні змінного опору відключав роботу мультивібратора (див. опис мультивібратора ).

Завдання може виконуватися:

- на великій макетці WBU-208 (WBU-206, BX-4135N) - як продовження складання шостого завдання (переважно); - або на маленькій макетці WBU-102 (BX-4112N) - окремо від основної схеми (без пункту 5 складання).