Theremin: an Electronic Odyssey [على 555 Timer IC] * (Tinkercad): 3 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

في هذه التجربة ، قمت بتصميم Theremin بصري باستخدام 555 Timer IC. سأوضح لك هنا كيفية إنشاء الموسيقى (بالقرب منها: P) دون حتى لمس الآلة الموسيقية. يُطلق على هذه الأداة في الأساس اسم Theremin ، والتي تم إنشاؤها في الأصل من قبل العالم الروسي Léon Theremin. استخدم الثيرمين الأصلي تداخل التردد اللاسلكي الناجم عن حركة يد اللاعب لتغيير نغمة الآلة. يعتمد هذا الثيرمين البصري على شدة الضوء الذي يسقط على المقاوم الضوئي والذي يمكن التحكم فيه عن طريق حركة يد اللاعب. سأحاول شرح كل مرحلة من مراحل الدائرة أيضًا. أتمنى أن تحب هذا التطبيق العملي للإلكترونيات الذي كنت ستدرسه في كليتك.

ليس لديك مكونات إلكترونيات؟ أو تخشى اللعب بالإلكترونيات؟ مهلا ، لا داعي للقلق!

لقد صممت هذه الدائرة بأكملها تقريبًا على Tinkercad (www.tinkercad.com). تحقق من ذلك والعب بالإلكترونيات من خلال تصميم أشياء فعلية وتشغيلها أيضًا (محاكاة).

الخطوة 1: المكونات المطلوبة

فيما يلي قائمة بجميع المكونات الأساسية اللازمة لبناء هذه الدائرة:

1) 555 المؤقت IC

2) 10 كيلو أوم المقاوم

3) LDR (مقاوم ضوئي)

4) 100 nF مكثف

5) بيزو (الجرس)

6) بطارية 9 فولت + مقبس تيار مستمر للطاقة (5.5 مم × 2.1 مم)

بادئ ذي بدء ، صمم هذه الدائرة بأكملها على tinkercad للحصول على فكرة! يمكنك أيضًا التحقق من إخراج الدوائر الأساسية على tinkercad. لقد أرفقت ملف csv الذي يحتوي على قائمة بجميع المكونات للرجوع إليها.

الخطوة الثانية: تصميم الدارات الكهربائية والعمل

بشكل أساسي 555 timer IC عبارة عن دائرة متكاملة (شريحة) تستخدم في مجموعة متنوعة من تطبيقات المؤقت وتوليد النبضات والمذبذب. يمكن استخدام 555 لتوفير تأخيرات زمنية ، كمذبذب ، وكعنصر فليب فليب.

هناك طرق مختلفة لتطبيق 555 Timer IC ، اعتمادًا على كيفية تكوينه.

يمكن توصيل 555 Timer IC إما في وضع Monostable الخاص به ، مما ينتج عنه مؤقت دقيق لمدة زمنية محددة ، أو في وضع Bistable لإنتاج إجراء تبديل من نوع flip-flop. ولكن ، هنا نقوم بتوصيل مؤقت 555 IC في وضع Astable لإنتاج دائرة 555 Oscillator مستقرة جدًا لتوليد أشكال موجة تشغيل حرة عالية الدقة يمكن ضبط تردد خرجها عن طريق دائرة خزان RC متصلة خارجيًا تتكون من مقاومين فقط و مكثف.

في الدائرة الخارجية ، يمكنك رؤية دائرة خزان RC ، حيث يعمل LDR (مقاوم يعتمد على الضوء) أيضًا كجزء من دائرة خزان RC جنبًا إلى جنب مع 10k أوم المقاوم والمكثف.

العمل الأساسي: ببساطة عن طريق تحريك أيدينا على LDR ، نقوم بتغيير كمية الضوء الساقط على LDR ، مما يؤدي إلى تغيير شدة الضوء وبالتالي المقاومة الشاملة. المزيد من الضوء ، أقل المقاومة والعكس صحيح. لذلك ، من خلال تغيير مقاومة LDR ، نقوم بتغيير ثابت وقت RC للدائرة الكلية التي تغير بشكل عام تردد هذه الدائرة (نبضات مربعة تم إنشاؤها بواسطة 555 Timer IC) عن طريق تغيير وقت الشحن والتفريغ للمكثف.

شرح كامل:

عندما يكون 555 في الوضع المستقر ، يكون الإخراج من السن 3 عبارة عن دفق مستمر من النبضات (موجات مربعة).

الدبوس 2 هو دبوس الزناد (يستخدم لتشغيل مكونات الدائرة) ، وسيتم توصيله بالأرض من خلال مكثف. يتم تشغيل شحن وتفريغ هذا المكثف على السنون 3 و 7. الدبوس 3 هو دبوس الإخراج. في هذه الدائرة تخرج إشارة موجة مربعة. دبوس 4 هو إعادة تعيين دبوس. هذا الدبوس متصل بالجانب الإيجابي للبطارية. رقم 6 هو دبوس الحد.

سيتم شحن المكثف وعندما يصل إلى حوالي 2/3 Vcc (الجهد من البطارية) ، يتم اكتشاف ذلك بواسطة دبوس Threshold. سيؤدي ذلك إلى إنهاء فترة التوقيت وإرسال 0 فولت (فولت) إلى طرف الإخراج 3 (إيقاف تشغيله). دبوس 7 هو دبوس التفريغ. يتم أيضًا إيقاف تشغيل هذا الدبوس بواسطة دبوس Threshold 6. عند إيقاف تشغيل الدبوس 7 ، فإنه يقطع الطاقة عن المكثف مما يؤدي إلى تفريغه. يتحكم Pin 7 أيضًا في التوقيت. يتم توصيل Pin 7 بالمقاوم 100K أوم (LDR) وتغيير قيمة المقاوم 100K أوم (LDR) يغير توقيت السن 7 وبالتالي يغير تردد خرج الموجة المربعة بواسطة الطرف 3. يتم توصيل دبوس 8 بـ مصدر طاقة إيجابي (Vcc).

شريحة 555 في وضع مستقر مما يعني أن Pin 3 يرسل دفقًا مستمرًا من النبضات بين 9 فولت و 0 فولت (إشارة موجة مربعة). في الدائرة التالية ، قمت بتعديل المولد القياسي ذو الموجة المربعة 555 عن طريق استبدال المقاوم 100 كيلو أوم بمقاوم يعتمد على الضوء (LDR) أو المقاوم الضوئي. لقد أضفت أيضًا مكبر صوت كهرضغطية لتحويل الموجات إلى صوت.

هذه هي الطريقة التي يتم بها إنشاء الصوت باستخدام 555 Timer IC & LDR. أتمنى أن تفهموا المنطق يا رفاق. إذا لم تفهموا يا رفاق منطق الوضع المستقر ، فالرجاء قراءة القليل عن جميع الأوضاع المختلفة له ، فسيكون من الأسهل فهمه. لا تزال هناك شكوك؟ اسأل بحرية

الخطوة 3: إخراج المحاكاة والنتيجة

يرجى الاطلاع على محاكاة الدائرة (خرج راسم الذبذبات) وعملها الفعلي للدائرة التي صممتها على اللوح من خلال الفيديو. آمل أن تكون قد أحببت الأصوات المخيفة: P (بدء تشغيل الدراجة النارية).

أشر للمراقبة: لاحظ أنني في البداية لا أضع أي ضوء شعلة وأقوم بتغطيته بيدي تقريبًا لمنع الضوء ، ثم أحصل على صوت منخفض التردد للغاية! أثناء تحريك اليد لأعلى قليلاً ، تحصل على مزيد من الضوء وبالتالي يزيد التردد قليلاً. لكن عندما أضع ضوء الشعلة ، فإن التردد يقفز فجأة إلى تردد أعلى بكثير بسبب كمية الضوء الكبيرة!. انظر ، كيف يمكنك اللعب بها لتوليد أصوات ترددات مختلفة.

تصميم الدوائر المستندة إلى البرامج على Tinkercad:

قم بزيارة الموقع الإلكتروني ، وقم بتعديل الدائرة وقم أيضًا بمحاكاة الدائرة.

دائرة Theremin الأخرى الخاصة بي باستخدام NAND Logic Gates:

أتمنى أن تكون قد أحببت هذا. سأحاول تحسينه قريبًا عن طريق إضافة مكونات إضافية لتحسين الموجة الصوتية ولزيادة نطاق التردد.

حتى ذلك الحين ، استمتع باللعب بالإلكترونيات دون القلق من إتلاف أي شيء. خمين ما؟ يمكنك أيضًا الحصول على تخطيط CAD PCB لـ EAGLE من خلاله عن طريق تصديره! يمكنك أيضًا تصميم نماذج ثلاثية الأبعاد على هذا الموقع المذهل: www.tinkercad.com

كل التوفيق: د