Cep Ses Kutusu: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu cihaz sadece cebe sığmakla kalmıyor, aynı zamanda altı basmalı düğmenin çeşitli kombinasyonları sayesinde (bana göre) bir gaydanınkine benzer çeşitli müzik tonları üretiyor. Açıkçası, çocukları eğlendirmek için sadece bir alet; ancak çalışma prensibi (umarım) daha ciddi elektronik müzik eserlerinde kullanılabilir.

Adım 1: Devrenin Tanımı

Voltaj kontrollü osilatör (VCO)

Osilatör bir IC LM331 (burada bir veri sayfası mevcuttur: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm331.pdf), giriş voltajı arasında tam olarak doğrusal orantıya sahip bir voltaj-frekans dönüştürücü ile oluşturulmuştur. (Vin) ve çıkıştaki darbelerin frekansı (Fout). IC'nin (pim 3) çıkışındaki dahili bir transistör, giriş voltajının doğrusal bir fonksiyonu olan frekansla açılır. Besleme gerilimi Vs pin3'e direnç R20 üzerinden bağlanır; sonuç olarak, çıktıda bir darbe dizisi görünür. Bu darbeler, hoparlörü çalıştıran ve böylece bir ses üreten harici transistör Q1'i periyodik olarak açar. Giriş voltajı, butonlarının farklı kombinasyonları aracılığıyla farklı voltajlar sağlayabilen bir voltaj toplayıcıdan gelir. Hem osilatöre hem de toplayıcıya bir adet 9 voltluk pil ile enerji verilir.

Gerilim toplayıcı (VA)

Pasif voltaj toplayıcı, her biri bir potansiyometre düzeltici, bir direnç ve bir diyottan oluşan 6 voltaj bölücüden oluşur. Bir düğmeye basıldığında, aküden gelen voltaj Vs, karşılık gelen voltaj bölücüye uygulanır. Bir bölücünün çıkış voltajı, VCO tarafından üretilen belirli bir frekansa karşılık gelir. Salınımların frekansı, IC'nin giriş voltajıyla doğru orantılı olduğundan, her bölücü, bir önceki bölücü tarafından üretilen voltajdan %6 daha yüksek voltaj üretir. Bunun nedeni, ardışık iki notanın frekanslarının %6 oranında farklılık göstermesidir; bu nedenle, altı bölücü, altı farklı nota karşılık gelen voltaj üretir. Direnç, voltajı, birkaç düğmeye basıldığında diğer bölücülerden gelen akımlara eklenebilecek akıma dönüştürür. Diyot, bir bölücüden gelen akımın diğer bölücülere akmasına izin vermez, akım sadece toplama direnci R13'e doğru akabilir; bu nedenle, tüm bölücüler birbirinden bağımsızdır. Pasif voltaj toplayıcılar hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:

Pasif voltaj toplayıcı

en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Parallel_Voltage_Summer

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

Ses mikserleri

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

Adım 2: Voltajların Ayarlanması

Gerekli voltajları bu şekilde ayarladım:

1) Toprak ile Vin arasına bir voltmetre bağlayın.

2) VA'nın tüm butonlarına basın, voltmetreyi okuyun. Benim durumumda 1.10 Volt okudu. Bu, VA'nın çıkışında mevcut olan maksimum voltajdır. PB'lerin düzeni yukarıdaki resimde gösterilmektedir.

3) 1. bölücünün (buton 1) ürettiği voltajı 'V1' olarak alın. Her voltaj bir öncekinden %6 daha büyük olduğu için bir denklem oluşturun:

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

Bunu 'V1' için çözmek V1 = 0.158V verir

Bu nedenle, diğer bölücülerdeki voltajlar: V2 = 0.167V, V3 = 0.177V, V4 = 0.187V, V5 = 0.199V, V6 = 0.211V. Bu değerleri ikinci ondalık basamağa yuvarladım: V1 = 0.16V, V2 = 0.17V, V3 = 0.18V, V4 = 0.19V, V5 = 0.20V, V6 = 0.21V.

Bu değerleri elde etmek için ilgili düzelticileri ayarlayın. VCO'nun çıkış frekansı belirli bir notaya karşılık gelmiyorsa, belirli bir not oluşturulana kadar VCO'nun R19 düzelticisini (VA!'nın düzelticilerine dokunmadan) ayarlayın. R19, Vin'i değiştirmeden VCO'nun çıkış frekansını belirli bir aralık olmadan ayarlamayı mümkün kılar. Notaların frekanslarını bir frekans ölçer ile kontrol edebilir veya bir ses tuner ile bir nota akort edebilirsiniz (örneğin, Garaj Bandında bu özellik 'ses kaydı' bölümünde vardır).

Hesabıma göre, VA 34 bağımsız voltaj üretebilir; bunlardan sadece altısı tam notalarla eşleşir, basma düğmelerinin kombinasyonları +/- 30 sent içinde kesin notalar civarında tonlar verir (bir sent, yarım tonun 1/100'üdür).

Burada notları ve ilgili frekansları içeren bir tablo bulacaksınız:

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

Adım 3: Malzeme Listesi

Gerilim toplayıcı

SW1… SW6 – butonlar

R1, R3, R5, R7, R9, R11 – 5K düzelticiler

R2, R4, R6, R8, R10, R12 – 1K

R13 – 330 Ohm

D1…D6 – IN4001

Voltaj kontrollü osilatör

IC 1 – LM331

Q1 – 2N3904

R14, R16 – 100K

R15 – 47 Ohm

R17 – 6.8K

R18 – 12K

R19 – düzeltici 10K

R20 – 10K

R21 – 1K

C1 – 0.1, seramik

C2 – 1.0, mylar

C3 – 0.01, seramik

LS1 – 150 Ohm empedansa sahip küçük hoparlör

SW1 – anahtarı

IC için soket

Pil 9V

Not: tüm dirençlerin güç derecesi 0.125W, hassasiyet (R15, R17, R18 hariç tümü) - %5, R15, R17, R18 - %1 hassasiyeti. Daha kesin ayar için yüksek hassasiyetli çok turlu düzelticilerin kullanılması da arzu edilir.

Adım 4: Aletler ve Araçlar

Devre kartını yapmak için bir x-acto bıçağına, ardından devreyi oluşturmak için lehimli bir havyaya ve bir tel kesiciye ihtiyacım vardı. Bölücülerde gerekli voltajları ayarlamak için düzelticileri ayarlamak için ince bir tornavida gereklidir. Ayarlanan voltajları izlemek ve genel olarak devreyi kontrol etmek için bir multimetre gereklidir.

Devreyi akort ettiğiniz notaları Garage Band'a gömülü gibi bir ses tuner ile gözlemleyebilirsiniz. Salınımları görmek için Academo (https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/) gibi sanal bir osiloskop da kullanabilirsiniz. Cihazım tarafından üretilen salınımların şeklini gösteren bu osiloskobun ekran görüntüsünü ekledim.

Adım 5: Muhafaza ve Devre Kartı

Şeffaf plastikten yapılmış ve 125 x 65 x 28 mm boyutlarında mevcut bir kutu kullandım. İçini beyaza boyadım ve cihazımın elektronik kısmını barındırmak için gerekli diğer değişiklikleri yaptım. Bu muhafazayı yaparken kendi yolunuzu takip etmekte özgürsünüz. Devre kartına gelince, folyoda kare pedler kesip bu pedlere bileşenleri lehimleyerek bakır kaplı cam textolite yaptım. Bu yöntemi, sadece tek parça olduğunda bir PCB yapmaktan daha uygun buluyorum.