Choinka wrażliwa na poziom dźwięku otoczenia: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Chcesz choinkę, która reaguje na poziom hałasu otoczenia w Twoim salonie? Co powiesz na taki, który zapala się w rytmie Twojej ulubionej piosenki świątecznej bez konieczności uruchamiania wejścia audio do samej choinki? Co powiesz na drzewo, które reaguje w czasie na rozmowy toczące się wokół niego? To jest twoje drzewo!

To drzewo działa jak „miernik VU”, jak te na korektorze graficznym niektórych odbiorników lub jak skrzynka głosowa KITT w serialu Knight Rider. Wykorzystuje zwykły stary mikrofon elektretowy jako wejście sterujące płytą przekaźnika półprzewodnikowego. Istnieje regulacja czułości, która pozwoli Ci dostosować obwód do konkretnego ustawienia, a także przełącznik obejścia, gdy wolisz po prostu całkowicie włączyć światła. Nazywam to "Moja rodzina jest chora na Switch".

Zestawienie materiałów

Płyta przekaźnika półprzewodnikowego (SSR)

• Płyta prototypowa
• MOC3041 (lub odpowiednik) transoptory x 6
• Triaki BT136-600 (lub równoważne) x 6
• Rezystor 150Ω x 6
• Rezystor 330Ω x 6
• 2 terminalowe złącza na płytce drukowanej x 8
• Przedłużacz 6 stóp x 6 (Drzewo Dolarowe miało je po 1 USD za sztukę)
• Nakrętki druciane

Płytka sterownicza VU

• AN6884 Miernik VU IC
• Poczwórny układ scalony LM324 ze wzmacniaczem operacyjnym
• Tranzystor PNP 2N3906 x 5
• Kondensator 2,2 uf
• Kondensator 0,1 uf
• Rezystor 10kΩ x 2
• Rezystor 4,7kΩ
• Rezystor 100kΩ
• Rezystor 330kΩ (i ewentualnie kilka alternatywnych wartości z zakresu 40-500kΩ)
• Potencjometr 10kΩ (rezystor zmienny)

Różne

• Zawiasowa obudowa z tworzywa sztucznego
• Podnośnik do beczek
• Przełącznik suwakowy SPDT
• Zasilanie 9V

Krok 1: Płytka przekaźników półprzewodnikowych

Ta część projektu została zaczerpnięta z tej doskonałej lampki świątecznej Instructable z napędem Arduino. Znajdziesz tam szczegółowe instrukcje i schematy. Użyłem mocnych triaków po prostu dlatego, że miałem je w koszu na części. Z pewnością możesz użyć mniejszych, tańszych triaków, jeśli są one dla Ciebie dostępne. Podobnie z transoptorami. Użyłem transoptorów MOC3041 bo je miałem. Są mocne dla transoptorów i możesz użyć tańszych, jeśli sobie tego życzysz. Po prostu jeździsz nimi do bram triaków.

Ostrzeżenie dotyczące bezpieczeństwa jest w porządku. Używasz tutaj zasilania sieciowego, a to jest śmiertelne. Pamiętaj, że jeśli używasz triaka, takiego jak seria BT136, uchwyt montażowy podwaja się jako główny terminal! Nie dotykaj metalowej zakładki, gdy twoja płyta SSR jest podłączona i uważnie przeczytaj arkusze danych dla wszystkiego na tej płycie. Nie próbuję cię odstraszyć – to bezpieczna, zabawna konstrukcja, ale wymaga zasilania sieciowego.

Jako wskazówka, superglue bardzo ładnie i mocno przymocuje niebieskie bloki zacisków do płyty prototypowej. Umieściłem też swoje rezystory pionowo, aby zaoszczędzić miejsce. Krótko mówiąc, dodatni sygnał do zacisków transoptora uruchomi triaki i aktywuje wszystko, co jest do nich dołączone. Transoptor zawiera diodę LED, a sygnał wejściowy musi mieć napięcie większe niż napięcie przewodzenia diody LED, ale nie tak duże, aby zapewnić zbyt duży prąd. Rezystory 330Ω zakładają, że dostarczysz około 5-9V.

Wreszcie ta płyta jest wielokrotnego użytku. Na przykład będzie ładnie współpracował z Arduino.

Krok 2: Przymocuj płytę SSR do pudełka i dodaj przewody

Przymocuj płytę SSR do dolnej części skrzynki na zawiasach. Użyłem emaliowanego drutu, upewniając się, że nie znajduje się w pobliżu zasilania sieciowego, mimo że jest izolowany. Najpierw wcisnąłem pinezkę przez wygodny otwór w płycie prototypowej i przez spód pudełka. Powtórzyłem to poza płytą prototypową, a następnie wsunąłem kawałek emaliowanego drutu w kształcie litery U przez otwory i skręciłem końce na dnie pudełka. Powtórzyłem ten proces dla czterech rogów tablicy SSR.

Odetnij końcówkę z gniazdem sześciu przedłużaczy, pozostawiając co najmniej stopę drutu. Możesz zostawić więcej, a nawet rozłożyć długość sznurka. Twoje świąteczne lampki zostaną podłączone do tych gniazd, więc możesz teraz zaplanować ich ostateczne umieszczenie na drzewie. Zarezerwuj jeden koniec wtyczki do zasilania.

Zdejmij około 1/4 cala izolacji ze wszystkich sześciu końcówek gniazd i zarezerwowanego końca wtyczki.

Wytnij lub wywierć otwory na przewody z boku skrzynki obok głównych zacisków zasilania SSR. Dla większego spokoju wyciąłem otwory z trzech stron i zostawiłem klapkę pudełka, aby obudowa była, dobrze, zamknięta, jak to możliwe. Zawiąż węzeł na każdym przewodzie, pozostawiając wystarczającą ilość drutu do podłączenia do zacisków. Węzeł zapobiega przeciąganiu przewodów bez naprężania połączenia na zaciskach płytki drukowanej.

Zwróć uwagę, że twoje przedłużacze mają jeden gładki drut i jeden żebrowany. Gładki drut jest drutem „gorącym” lub przewodzącym prąd. To ten, który zmienimy. Możesz zamienić żebrowany przewód neutralny i wszystko będzie nadal działać. Jednak bezpieczniej jest przełączać gorący drut, ponieważ zatrzymuje to przepływ prądu, zanim wejdzie on do obwodu. Dlatego przymocuj gładkie końce sześciu gniazd do sześciu zacisków triakowych, a gładki koniec przewodu wtykowego podłącz do wspólnego zacisku triakowego. Pamiętaj również, że jeśli masz starszy niespolaryzowany przewód (oba ostrza tego samego rozmiaru), nie ma znaczenia, który przewód podłączysz, ponieważ możesz go podłączyć w dowolny sposób!

Połącz wszystkie przewody neutralne razem za pomocą nakrętek drucianych. Odciąłem kilka dodatkowych kawałków drutu z jednej z zapasowych końcówek wtyku i połączyłem je w czwórki i trójki, ponieważ bardzo trudno jest połączyć 7 przewodów jedną nakrętką. Zwróć uwagę, że możesz połączyć przewody neutralne gniazda i podłączyć je do wolnego zacisku na płycie SSR, a następnie podłączyć przewód neutralny końcówki wtyczki do tego samego zacisku. Po to jest ten swobodny terminal. Zdecydowałem się po prostu związać je razem z nakrętkami i pozostawiłem ten terminal nieużywany.

Gratulacje. Wiesz, że masz 6 sterowanych gniazd zasilania. Jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś, gorąco polecam przetestowanie płyty SSR w tym momencie.

Krok 3: Zbuduj obwód sterownika

Sercem tego układu jest układ scalony AN6884. Jeśli spojrzysz na arkusz danych, zobaczysz, że to tylko 5 komparatorów w serii. Ten układ scalony jest przeznaczony do oświetlenia diod LED, a nie do sterowania innym obwodem. Właśnie to robisz, ponieważ transoptor to po prostu dioda LED połączona z fotorezystorem w tym samym plastikowym opakowaniu.

Jedynym zastrzeżeniem jest to, że ustawiliśmy naszą płytę SSR na wyzwalanie przy wysokich sygnałach, ale AN6884 wyprowadza niski sygnał! Jeśli wprowadzimy wyjście AN6884 do baz 5 tranzystorów PNP ustawionych w konfiguracji wspólnego emitera, możemy odwrócić wyjście. Wreszcie, zastosowanie dla wszystkich tych tranzystorów PNP, których nigdy nie używasz do niczego innego.

Wejściem do AN6884 jest mikrofon elektretowy. Mikrofon jest biasowany i filtrowany górnoprzepustowo. Ale jest zbyt słaby, aby sterować AN6884, więc najpierw przepuszczamy go przez jeden ze wzmacniaczy operacyjnych w układzie z czterema wzmacniaczami operacyjnymi LM324. Pamiętaj, że poziom wzmocnienia wzmacniacza odwracającego, takiego jak ten w tym obwodzie, jest określony przez stosunek rezystora sprzężenia zwrotnego do rezystora wejściowego. Nasz rezystor wejściowy to 10kΩ. Trochę tu poeksperymentowałem. Początkowo próbowałem rezystora sprzężenia zwrotnego 47kΩ, ale byłem niezadowolony z czułości obwodu. Ostatecznie zdecydowałem się na rezystor 330kΩ. Wzmacniacz trochę oscyluje, ale mi to nie przeszkadza. Na koniec zauważ, że czułość jest również kontrolowana przez potencjometr 10kΩ podłączony do wejścia AN6884. Daje to pewną kontrolę czułości w locie w przypadku zmiany poziomu hałasu otoczenia. Jeśli nie podoba ci się, jak światła migają na stałym poziomie głośności, możesz umieścić kilka kondensatorów zarówno na opornikach sprzężenia zwrotnego, jak i wejściowych. Musisz się jednak upewnić, że są odpowiednio wyważone.

Inną kluczową cechą jest tutaj przełącznik. Omija mikrofon i podaje 9V bezpośrednio do wejścia AN6884, włączając go w pełni. To fajna funkcja, gdy chcesz po prostu włączyć światła, po tym, jak nowość VU przestanie działać.

Krok 4: Zamontuj wszystko w pudełku

Płytkę sterownika zamontowałem z boku skrzynki za pomocą drutu emaliowanego jak poprzednio. Wyciąłem otwory na gniazdo lufy i przełącznik z przodu pudełka. Podnośnik był wyposażony w nakrętkę, aby go zabezpieczyć. Przykleiłem przełącznik na gorąco. Wyciąłem otwór w górnej części pudełka na mikrofon

Użyłem nagłówków dla wyjścia sterownika, wejść zasilania i przełącznika, aby ułatwić montaż i demontaż. Było to szczególnie pomocne, ponieważ wszystko tworzyłem i dostosowywałem.

Przetestuj wszystko.

Krok 5: Skonfiguruj swoje drzewo

Użyłem krótkich 50 żarówek w kolorze białym. Możesz użyć różnych kolorów, dodatkowych długości itp. Zalecam używanie tradycyjnych minilightów zamiast diod LED, ponieważ tradycyjne światła będą się naturalnie włączać i wyłączać. Diody LED będą się nagle włączać i wyłączać, co samo w sobie może być fajnym efektem.

Owiń drzewo warstwami i podłącz najniższą warstwę do wylotu 1 i tak dalej.

Możesz zawinąć skrzynkę kontrolną w świąteczny papier, aby mniej rzucała się w oczy pod drzewem, a mikrofon możesz schować za dużym łukiem. Musisz tylko wyjaśnić swoim bystrookim gościom, dlaczego jeden z prezentów jest podłączony.

"AHA!" mówisz. - A co z szóstym sznurem? Tak. AN6884 ma tylko 5 wyjść, a nasza płyta SSR ma sześć wejść. Z szóstym możesz robić, co chcesz. Być może podłącz wejście do 9V i miej zestaw, który jest zawsze włączony. Lub zignoruj to. Lub zbuduj swój SSR z tylko 5 przekaźnikami. Uwzględniłem tylko szóstą, aby była spójna z moją płytą wielokrotnego użytku. Pomyślałem, że dostarczenie zdjęć sześciu SSR z instrukcjami kompilacji dla 5 byłoby mylące.