אנו יכולים להתייחס למד הווליום כאל אקולייזר, המצוי במערכות המוסיקה. בה אנו יכולים לראות את ריקוד האורות (נוריות) על פי המוסיקה, אם המוסיקה חזקה, אקולייזר מגיע לשיאו ובמוזיקה נמוכה הוא נשאר נמוך. בנינו גם מד ווליום או VU, בעזרת MIC, OP-AMP ו- LM3914, שמדליקים את נוריות הנוריות לפי עוצמת הצליל, אם הצליל נמוך, נוריות נמוכות יותר זוהרות, ואם הצליל גבוה יותר נוריות נוריות יזהרו, בדקו את הסרטון בסוף. מד VU משמש גם כמכשיר למדידת נפח.
הקבל MIC או המיקרופון הוא מתמר חישה קול, שבעצם ממיר אנרגיית קול לאנרגיה חשמלית, ולכן עם חיישן זה יש לנו צליל כמתח משתנה. בדרך כלל אנו מקליטים או חשים צליל דרך מכשיר זה. מתמר זה משמש בכל הטלפונים הניידים והמחשבים הניידים. מיקרופון טיפוסי נראה כמו,
קביעת הקוטביות של מיקרופון הקבל:
ל- MIC שני מסופים אחד חיובי ואחר שלילי. ניתן למצוא קוטביות מיקרופון באמצעות רב-מטר. קח את המבחן החיובי של רב-מטר (הכנס את המונה למצב בדיקת DIODE) וחבר אותו לטרמינל אחד של מיקרופון ולמבחן השלילי למסוף השני של מיקרופון. אם אתה מקבל את הקריאות על המסך אז מסוף החיובי (MIC) נמצא במסוף השלילי של Multi-Meter. או שאתה יכול פשוט למצוא את המסופים על ידי הסתכלות עליו, למסוף השלילי יש שניים או שלושה קווי הלחמה, המחוברים למארז המתכת של המיקרופון. קישוריות זו, ממסוף שלילי למארז המתכת שלה, ניתנת לבדיקה גם באמצעות בודק המשכיות, כדי לגלות את המסוף השלילי.
רכיבים נדרשים:
מגבר Op LM358 ו- LM3914 (משווה 10 סיביות) ו- MIC (ראה לעיל)
הנגד 100KΩ (2 חתיכות), הנגד 1K Ω (3 חתיכות), הנגד 10KΩ, סיר 47KΩ,
קבלים 100nF (2 חתיכות), קבלים 1000µF, 10 נוריות,
לוח לחם וכמה חוטי מחבר.
תרשים מעגלים והסבר עבודה:
דיאגרמת מעגל של מטר VU היא להראות להלן דמות,
העבודה של מעגל מד VU היא פשוטה; בהתחלה MIC מרים את הצליל וממיר אותו לרמות מתח ליניאריות לעוצמת הצליל. אז עבור צליל גבוה יותר יהיה לנו ערך גבוה יותר וערך נמוך יותר עבור צליל נמוך יותר. ואז אותות המתח הללו מוזנים למסנן High Pass כדי לסנן את הרעש, ואז לאחר אותות הסינון מוגברים באמצעות מגבר OpM LM358, ולבסוף האותות המסוננים והמוגברים האלה מוזנים ל- LM3914, שעובד כמתח ומדליק נוריות על פי את עוצמת הצליל. כעת נסביר כל צעד אחד אחד:
1. הסרת רעש באמצעות מסנן High Pass:
MIC רגיש מאוד לקול וגם לרעשים סביבתיים. אם לא ננקטים צעדים מסוימים המגבר יגביר את הרעש יחד עם המוסיקה, זה לא רצוי. לכן, לפני שנלך למגבר אנו הולכים לסנן את הרעשים באמצעות פילטר High Pass. המסנן הזה כאן הוא מסנן RC פסיבי (Resistor- Capacitor). זה קל לתכנון ומורכב מנגד יחיד וקבל יחיד.
מכיוון שאנו מודדים את טווח השמע, יש לתכנן את המסנן בצורה מדויקת. יש לזכור את תדירות הניתוק הגבוהה של מסנן המעבר בזמן תכנון המעגל. פילטר מעבר גבוה מאפשר אותות בתדירות גבוהה, המועברים מקלט לפלט, במילים אחרות הוא מאפשר מעבר רק של אותות בעלי תדירות גבוהה יותר מהתדר שנקבע למסנן (תדר מנותק). מסנן מעבר גבוה מוצג במעגל.
אוזן אנושית יכולה לבחור תדרים מ -2-2 קילו-הרץ. אז נתכנן פילטר High Pass עם תדר ניתוק בטווח 10-20Hz.
את תדירות הניתוק של מסנן מעבר גבוה ניתן למצוא לפי הנוסחה, F = 1 / (2πRC)
בנוסחה זו אנו יכולים למצוא את ערך R ו- C עבור תדר ניתוק שנבחר. כאן אנו זקוקים לתדר ניתוק בין 10-20 הרץ.
כעת עבור ערכים או R = 100KΩ, C = 100nF, יהיה לנו תדר Cut off בסביבות 16Hz, שמאפשר רק אות בתדר גבוה מ- 16Hz, להופיע ביציאה. ערכי הנגד והקבל אינם חובה. אפשר לשחק במשוואה לדיוק טוב יותר או להקלת הבחירה.
2. הגברה של אותות קול:
לאחר הסרת אלמנט הרעש, האותות מועברים למגבר OpM LM358 לצורך הגברה. ה- OP_AMP מייצג "מגבר מבצע". זה מיועד על ידי סמל המשולש עם שלוש סיכות IO (קלט פלט). לא נדון בנושא זה בפירוט כאן. תוכל לעבור על מעגלי LM358 לקבלת פרטים נוספים. כאן, אנו נשתמש במגבר המגבר כמגבר משוב שלילי להגביר את האות בעוצמה נמוכה מ- MIC ולהביא אותם לרמה בה ניתן יהיה לבחור באמצעות ה- LM3914.
מגבר אופטי אופייני בחיבור משוב שלילי מוצג באיור להלן.
הנוסחה למתח המוצא היא, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). עם נוסחה זו אנו יכולים לבחור את הרווח של המגבר.
כאשר אותות ה- MIC הם µVolt, איננו יכולים להזין אותו ישירות למד מתח לקריאה, מכיוון שמד המתח לא יהיה אפשרי לבחור את המתחים הנמוכים הללו. כאשר המגבר-על בעל רווח של 100, אנו יכולים להגביר את האותות מ- MIC, ולהאכיל אותו עוד יותר למד מתח.
3. ייצוג חזותי של רמות הקול באמצעות נוריות LED:
אז עכשיו יש לנו את אות השמע המסונן והמוגבר. אות שמע מוגבר מסונן זה ממגבר ה- OPP, ניתן למדוד LED שבב LM3914 למדידת חוזק אות השמע. LM3914 הוא שבב המניע 10 נוריות על בסיס עוצמת הקול / המתח. ה- IC מספק יציאות עשרוניות בצורת תאורת LED בהתבסס על ערך מתח הכניסה. מתח הכניסה המרבי למדידה משתנה בהתאם למתח הייחוס ולמתח האספקה. ניתן לכוונן את מכשיר השבב היחיד הזה, שממנו נוכל לספק ייצוג חזותי לערך האנלוגי של המגבר.
לשבב LM3914 יש תכונות רבות וניתן לשנות אותו למעגל הגנה על הסוללה ולמעגל מד זרם. אך כאן אנו דנים רק בתכונות המסייעות לנו בבניית VOLTMETER.
LM3914 הוא מד מתח 10 שלבים שמשמעותו שהוא מראה שינויים במצב 10 סיביות. השבב חש את מתח הכניסה המדידה כפרמטר ומשווה אותו בהתייחס. נגיד שאנחנו בוחרים התייחסות של "V", עכשיו בכל פעם שמתח הכניסה למדידה עולה ב" V / 10 ", יש לנו נורית LED בעלת ערך גבוה יותר זוהרת. כמו אם נתנו "V / 10", LED1 יאיר, אם נתנו "2V / 10" LED2 יאיר, אם נתנו "8V / 10", LED8 יאיר. אז נפח המוסיקה גדול יותר, ייצוג ה- LED החזותי יותר (יותר נוריות LED).
LM3914 IC במעגל:
במעגל הפנימי של LM3914 מוצג למטה. LM3914 הוא בעצם שילוב של 10 משווים. כל משווה הוא מגבר אופ, עם מתח התייחסות בקבלת המסוף השלילי שלו.
כפי שנדון יש לבחור ערך התייחסות, בהתבסס על ערך מדידה מרבי. התפוקה של OP_AMP תהיה בין 0-4 וולט לכל היותר. אז אנחנו צריכים לבחור את מתח הייחוס של LM3914 כ- 4V.
מתח הייחוס נבחר על ידי שני נגדים המחוברים בסיכת RefADJ של LM3914 כפי שמוצג באיור להלן. הנוסחה לגבי מתח התייחסות ניתנת גם באיור שלהלן (נלקח מגליון הנתונים שלה),
כעת, יש בעיה בהתייחסות למתח מבוסס חלוקת התנגדות, שהיא תלויה במקצת במתח האספקה. אז החלפנו את ההתנגדות הקבועה R2 בסיר 47KΩ כפי שמוצג בתרשים המעגל. עם הסיר במקום, אנו יכולים להתאים את הפניה, בהתאם לנוחות.
בהפניה של 4 וולט, בכל פעם שיש תוספת של 0.4 וולט על פי עוצמת הקול, נורית הנורה בעלת המשמעות הגבוהה זוהרת. רמת המדידה עבור LED עוברת כמו, + 0.4V, + 0.8V, + 1.2V, + 1.6V, + 2.0V, + 2.4V, + 2.8V, + 3.2V, + 3.6V, + 4.0V.
אז בקליפת האגוז, כשיש קול, ה- MIC מייצר מתח המייצג את גודל גלי הקול הללו, אותות אלה מ- MIC מסוננים על ידי מסנן RC. האותות המסוננים מוזנים למגבר ה- LM358 להגברה. אותות MIC מסוננים ומוגברים אלה ניתנים למד מתח LM3914. מד המתח המשווה LM3914 זוהר את נוריות ה- LED בהתאם לחוזק לאות הנתון. לפיכך יש לנו מכשיר למדידת קול, וכך גם VOLUME METER.