روبوت صوتي خفيف: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

في هذا Instructable ، ستصنع جهازًا ضوئيًا صوتيًا. يقوم هذا الجهاز بتشغيل مصابيح LED الساطعة أو المصابيح الكهربائية مع الموسيقى. يأتي إدخال الموسيقى من خرج أو إخراج صوتي من HiFi أو كمبيوتر أو هاتف محمول.

تستطيع أن ترى الدائرة تعمل في الفيديو.

اللوازم

سوف تحتاج:

- لوحة مصفوفة ،

- تقليل الحرارة،

- ترانزستور الطاقة NPN ،

- عدد قليل من الترانزستورات للأغراض العامة NPN BJT ،

- اثنان من الترانزستورات للأغراض العامة PNP BJT ،

- جندى ،

- لحام حديد،

- تغليف (يمكنك استخدام كوب ورقي) ،

- مثقاب كهربائي (اختياري) ،

- معجون نقل الحرارة ،

- شريط ،

- 10 أوم مقاوم للطاقة ،

- 270 أوم المقاوم ،

- 4.7 kohm المقاوم ،

- 2 ميغا أوم المقاوم المتغير ،

- اثنان من المقاومات 1 kohm ،

- اثنان من المقاومات 10 kohm ،

- 100 كيلو أوم المقاوم ،

- مكثفات 470 nF و 100 nF ،

- صامولة ومسمار للمشتت الحراري ،

- عدد قليل من المصابيح الساطعة أو مصباحان 1.5 فولت ،

- مقص أو مفك براغي ،

- صمام ثنائي واحد للأغراض العامة.

الخطوة 1: قم بتوصيل المشتت الحراري

حفر فتحتين في لوحة المصفوفة وإرفاق المشتت الحراري كما هو موضح في الصورة.

الخطوة 2: قم بتوصيل ترانزستور الطاقة

إرفاق ترانزستور الطاقة PNP مع الترباس ومعجون نقل الحرارة.

الخطوة الثالثة: بناء الدائرة

تم اختيار المقاوم Rc1b على أنه 10 kohm بدلاً من 1 kohm لزيادة ثابت وقت الشحن. ثابت وقت التفريغ هو مضاعفة قيمة المكثف (C1) والمقاوم (Rb2). قد يكون البديل هو استخدام قيمة مكثف C1 أعلى ولكن هذا قد يعني استخدام مكثف إلكتروليتي الذي لا يمكن الاعتماد عليه بشكل كبير مقارنة بالوسادة أو المكثفات الخزفية.

يمكنك استبدال المصابيح الكهربائية بمصابيح LED ساطعة. إذا كان LED يستهلك 10 مللي أمبير مع 2 فولت من مصدر الطاقة المطلوب ، فإن سلسلة المقاومة Rc4 المطلوبة هي (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 أوم. يمكنك وضع مصباح LED إضافي بالتوازي وتقليل المقاوم المتسلسل إلى النصف أو يمكنك وضع عدد قليل من مصابيح LED بمقاومات 100 أوم بالتوازي مع ترانزستور الطاقة.

ما عليك سوى ثلاثة ترانزستورات BJT للأغراض العامة. ومع ذلك ، يجب عليك شراء عدد قليل في حالة حرقها عن طريق الاتصال بالدبابيس الخطأ. ترانزستورات الأغراض العامة رخيصة جدًا.

يحتاج Rc4 إلى أن يكون مقاومًا للطاقة فقط إذا كنت تستخدم المصابيح الكهربائية.

يتحكم المقاوم Rb1 في سطوع المصابيح أو المصابيح الساطعة.

كسب تيار ترانزستور نموذجي (مكسب حالي) بيتا (تيار المجمع مقسومًا على تيار القاعدة) هو 100. ومع ذلك ، يمكن أن تكون هذه القيمة منخفضة تصل إلى 20 أو تصل إلى 500. تتأثر قيمة بيتا بتفاوتات الإنتاج ودرجة الحرارة المحيطة والانحياز تيار.

يمكننا الآن حساب الحد الأدنى المفترض لقيم بيتا لترانزستورات Q2 و Q3 و Q4 التي ستسمح بالتشبع الكامل:

Vs - Vbe = 3 فولت - 0.7 فولت = 2.3 فولت

Q2 بيتا: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2.3 فولت / 4 ، 700 أوم) / ((2.3 فولت - 0.7 فولت) / 100 ، 000 أوم) = 30.585106383

Q3 بيتا: Ic3 / Ib3 = ((Vs - Vbe) / Rb4) / ((Vs - Vbe) / Rb3)

= (2.3 فولت / 220 أوم) / (2.3 فولت / 4 ، 700 أوم + 3 فولت / 100 ، 000 أوم) = 20.1296041116

تيار المصباح المحدد هو 0.3 أ. لذلك:

Q4 بيتا: Ic4 / Ib4 = 0.3 أ / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0.3 أمبير / (2.3 فولت / 220 أوم) = 28.6956521739

وبالتالي فإن الترانزستورات ستكون مشبعة على الأرجح.

الآن نحسب تردد قطع مرشح إمداد الطاقة المنخفض RC:

fl = 1 / (2 * pi * Rs * Cs) = 1 / (2 * pi * 100 * (470 * 10 ^ -6)) = 3.38627538493 هرتز

يمكنك أن ترى في الدائرة أنني لم أقم بتطبيق مرشح إمداد طاقة منخفض التمرير RC. ومع ذلك ، قد تحتاج إلى مرشح الترددات المنخفضة هذا إذا كانت البطارية أو مصدر الطاقة لديك يتمتعان بمقاومة داخلية عالية. إذا كانت الدائرة لا تزال تتأرجح حتى مع مرشح RC ، فحاول وضع قيم مكثف أعلى بالتوازي مع مكثفات Cs1 و Cs2 لتقليل تردد قطع التمرير المنخفض.

احسب تردد قطع مرشح الترددات العالية:

fh = 1 / (2 * pi * Ri * Ci) = 1 / (2 * pi * 1000 * (470 * 10 ^ -9)) = 338.627538493 هرتز

يجب ألا يزيد تردد القطع الأقصى للمرور العالي عن 20 هرتز. لتقليل هذا التردد يمكننا إما:

1. زيادة قيمة Ri. ومع ذلك ، سيؤدي ذلك إلى تقليل كسب الدائرة.

2. زيادة قيمة Ci. هذا خيار أفضل. يمكننا وضع مكثف إضافي 470 nF بالتوازي مع Ci أو استبدال Ci بمكثف ثنائي القطب 10 uF (10000 nF). ومع ذلك ، فإن هذا المكثف الجديد أقل موثوقية وسيكلف المزيد من المال. يصعب العثور على المكثفات ثنائية القطب على مواقع المكونات الإلكترونية.

الخطوة 4: ضع الدائرة في كوب أو صندوق ورقي

يمكنك أن ترى أن الدائرة تناسب الكوب الورقي.

المصابيح متصلة بشريط لاصق.

يمكنك عمل ثقب في الكوب باستخدام مفك براغي أو مقص لمقياس الجهد.

سترى الأضواء من خلال الكأس عندما تكون مضاءة.

الخطوة 5: قم بتأمين الأسلاك بالشريط اللاصق

يمكنك استخدام أي شريط لاصق.

الخطوة 6: نعلق الذراعين والساقين

استخدم سلكًا معدنيًا 1 مم لربط الذراعين والساقين بالروبوت.

لقد انتهيت الآن.