Putem considera Volummetrul ca un Egalizator, care este prezent în sistemele muzicale. În care putem vedea dansul luminilor (LED-uri) în funcție de muzică, dacă muzica este puternică, egalizatorul atinge apogeul și în muzica joasă rămâne scăzut. De asemenea, am construit un contor de volum sau un contor VU, cu ajutorul MIC, OP-AMP și LM3914, care aprinde LED-urile în funcție de intensitatea sunetului, dacă sunetul este scăzut, vor aprinde LED-uri mai mici și dacă sunetul este ridicat mai mult LED-urile se vor aprinde, verificați videoclipul la final. Contorul VU servește și ca dispozitiv de măsurare a volumului.
Condenser MIC sau Microfon este un traductor de detectare a sunetului, care convertește practic energia sonoră în energie electrică, astfel încât cu acest senzor avem sunetul ca tensiune schimbătoare. De obicei, înregistrăm sau percepem sunetul prin acest dispozitiv. Acest traductor este utilizat în toate telefoanele mobile și laptopurile. Un MIC tipic arată,
Determinarea polarității microfonului condensatorului:
MIC are două terminale, unul este pozitiv și altul este negativ. Polaritatea microfonului poate fi găsită folosind un multimetru. Luați sonda pozitivă a Multi-Meter (puneți contorul în modul TESTARE DIODĂ) și conectați-l la un terminal al MIC și sonda negativă la celălalt terminal al MIC. Dacă obțineți citirile pe ecran, atunci terminalul pozitiv (MIC) este la terminalul negativ al Multi-Meter. Sau puteți găsi pur și simplu terminalele privindu-l, terminalul negativ are două sau trei linii de lipit, conectate la carcasa metalică a microfonului. Această conectivitate, de la terminal negativ la carcasa metalică, poate fi testată și cu ajutorul testerului de continuitate, pentru a afla terminalul negativ.
Componente necesare:
Op-amp LM358 și, LM3914 (comparator pe 10 biți) și un MIC (vezi mai sus)
Rezistor de 100KΩ (2 bucăți), rezistor de 1KΩ (3 bucăți), rezistor de 10KΩ, oală de 47KΩ,
Condensator 100nF (2 bucăți), condensator 1000µF, 10 LED-uri,
Placă de panificatie și câteva fire de conector.
Diagrama circuitului și explicația de lucru:
Diagrama de circuit al contorului UV este spectacol în figura de mai jos,
Funcționarea circuitului contorului VU este simplă; la început MIC preia sunetul și îl convertește în niveluri de tensiune liniare la intensitatea sunetului. Deci, pentru un sunet mai mare vom avea o valoare mai mare și o valoare mai mică pentru un sunet mai mic. Apoi, aceste semnale de tensiune sunt alimentate la filtrul High Pass pentru a filtra zgomotul, apoi după filtrare, semnalele sunt amplificate de amplificatorul opțional LM358 și, în cele din urmă, aceste semnale filtrate și amplificate sunt alimentate către LM3914, care funcționează ca un voltmetru și aprinde LED-uri conform intensitatea sunetului. Acum vom explica fiecare pas unul câte unul:
1. Îndepărtarea zgomotului cu ajutorul filtrului High Pass:
MIC este foarte sensibil la sunet și, de asemenea, la zgomotele din mediu. Dacă nu se iau anumite măsuri, amplificatorul va amplifica zgomotul împreună cu muzica, acest lucru nu este de dorit. Deci, înainte de a merge la amplificator, vom filtra zgomotele folosind High Pass Filter. Acest filtru aici este aici este un filtru RC pasiv (rezistor-condensator). Este ușor de proiectat și constă dintr-un singur rezistor și un singur condensator.
Deoarece măsurăm gama audio, filtrul trebuie să fie proiectat cu precizie. Frecvența de întrerupere a filtrului de trecere înaltă trebuie avut în vedere la proiectarea circuitului. Un filtru de trecere înaltă permite semnale de înaltă frecvență, trecute de la intrare la ieșire, cu alte cuvinte permite doar trecerea semnalelor care au o frecvență mai mare decât frecvența prescrisă de filtru (frecvența de întrerupere). Un circuit de trecere înaltă este prezentat în circuit.
Urechea umană poate alege frecvențe de la 2-2Khz. Deci vom proiecta un filtru High Pass cu frecvență de tăiere în intervalul 10-20Hz.
Frecvența Cut Off unui filtru trece sus poate fi găsit prin formula, F = 1 / (2πRC)
Cu această formulă putem găsi valoarea R și C pentru o frecvență de întrerupere aleasă. Aici avem nevoie de o frecvență de întrerupere între 10-20 Hz.
Acum, pentru valori sau R = 100KΩ, C = 100nF, vom avea frecvența de întrerupere în jurul valorii de 16Hz, care permite doar semnalul de frecvență mai mare de 16Hz, să apară la ieșire. Aceste valori ale rezistorului și ale condensatorului nu sunt obligatorii, se poate juca cu ecuația pentru o precizie mai bună sau pentru o selecție mai ușoară.
2. Amplificarea semnalelor sonore:
După îndepărtarea elementului de zgomot, semnalele sunt alimentate către amplificatorul Op LM358 pentru amplificare. OP_AMP înseamnă „Operation Amplifier”. Aceasta este desemnată prin simbolul triunghiului cu trei pini IO (Input Output). Nu vom discuta despre acest lucru în detaliu aici. Puteți parcurge circuitele LM358 pentru mai multe detalii. Aici, vom folosi op-amp- ul ca amplificator cu feedback negativ pentru a amplifica semnalul de magnitudine mică de la MIC și pentru a le aduce la un nivel în care pot fi preluate de LM3914.
Un amplificator operațional tipic în conexiune cu feedback negativ este prezentat în figura de mai jos.
Formula tensiunii de ieșire este, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Cu această formulă putem alege câștigul amplificatorului.
Cu semnalele MIC la µVolți, nu îl putem alimenta direct la voltmetru pentru citire, deoarece nu va fi practic posibil ca voltmetrul să aleagă aceste tensiuni joase. Cu op-amp-ul care are un câștig de 100, putem amplifica semnalele de la MIC și le putem alimenta în continuare la voltmetru.
3. Reprezentarea vizuală a nivelurilor sonore folosind LED-uri:
Deci, acum avem semnalul audio filtrat și amplificat. Acest semnal audio amplificat filtrat de la amplificator op, este dat voltmetrului LED cu cip LM3914 pentru măsurarea puterii semnalului audio. LM3914 este un cip care acționează 10 LED-uri pe baza intensității sunetului / tensiunii. IC oferă ieșiri zecimale sub formă de iluminare cu LED-uri pe baza valorii tensiunii de intrare. Tensiunea maximă de intrare de măsurare variază în funcție de tensiunea de referință și tensiunea de alimentare. Acest dispozitiv cu un singur cip poate fi ajustat într-un fel, din care putem oferi reprezentare vizuală la valoarea analogică a amplificatorului op.
Cipul LM3914 are multe caracteristici și poate fi modificat la un circuit de protecție a bateriei și la un circuit de ampermetru. Dar aici discutăm doar despre caracteristicile care ne ajută în construcția VOLTMETER.
LM3914 este un voltmetru cu 10 etape, ceea ce înseamnă că arată variații în modul de 10 biți. Cipul detectează tensiunea de intrare de măsurare ca parametru și o compară cu referința. Să presupunem că alegem o referință de „V”, acum ori de câte ori tensiunea de intrare de măsurare crește cu „V / 10”, avem un LED de o valoare mai mare luminos. Ca și dacă am da „V / 10”, LED1 va străluci, dacă am dat „2V / 10” LED2 va străluci, dacă am dat „8V / 10”, LED8 va străluci. Deci, volumul muzicii este mai mare, cu atât este mai mare reprezentarea vizuală a LED-ului (mai multe LED-uri strălucesc).
LM3914 IC în circuit:
Circuitul intern al LM3914 este prezentat mai jos. LM3914 este practic o combinație de 10 comparatoare. Fiecare comparator este un amplificator op, cu câștig de tensiune de referință la terminalul său negativ.
După cum sa discutat, trebuie aleasă valoarea de referință, pe baza valorii maxime de măsurare. Ieșirea OP_AMP va fi de la 0-4V la max. Deci, trebuie să alegem tensiunea de referință a LM3914 ca 4V.
Tensiunea de referință este aleasă de două rezistențe care sunt conectate la pinul RefADJ al LM3914 așa cum se arată în figura de mai jos. Formula privind tensiunea de referință este, de asemenea, dată în figura de mai jos (preluată din foaia sa tehnică),
Acum, există o problemă cu referința de tensiune bazată pe divizarea rezistenței, că este oarecum dependentă de tensiunea de alimentare. Deci, am înlocuit rezistența constantă R2 cu un pot de 47KΩ așa cum se arată în schema de circuit. Cu ghiveciul în poziție, putem ajusta referința, în funcție de comoditate.
Cu o referință de 4V, de fiecare dată când există o creștere de 0,4V în funcție de intensitatea sunetului, LED-ul cu semnificație ridicată luminează. Nivelul de măsurare pentru LED-uri merge ca, + 0,4V, + 0,8V, + 1,2V, + 1,6V, + 2,0V, + 2,4V, + 2,8V, + 3,2V, + 3,6V, + 4,0V.
Deci, în Nutshell, atunci când există sunet, MIC generează tensiuni reprezentând magnitudinea acestor unde sonore, aceste semnale de la MIC sunt filtrate prin filtrul RC. Semnalele filtrate sunt alimentate la op-amp LM358 pentru amplificare. Aceste semnale MIC filtrate și amplificate sunt date voltmetrului LM3914. Voltmetrul comparator LM3914 aprinde LED-urile în funcție de puterea semnalului dat. Prin urmare, avem un instrument de măsurare a sunetului și deci VOLUME METER.