Да го направим заедно - Вижте темата - Дейност 7

Списък на борда‹ Хардуер‹ Първи стъпки - мисии
Промяна на размера на шрифта
За печат

ЧЗВ
Регистрация
Вход

Задача 7. "Светлодинамично устройство и звук".

В предишните задачи темпото на "бягащия огън" не зависеше от звука. Скоростта на превключване се определя от сигнала на прост генератор, сглобен на чип K155LA3. В тази задача се сглобяват схеми, които свързват светлинно-динамично устройство (пета-шеста задача) със звук - добавя се индикация за нивото на силата на звука (отделен режим на цифрова машина) и скоростта на „течащия огън“ също ще зависи от звука. Задачата събира: индикатор за ниво (схема 7-01); микрофонен усилвател с токоизправител (схема 7-02) и управляван осцилатор (схеми 7-03; 7-04).

Схеми и тяхното описание:

Звукът в стаята се преобразува в слаб електрически сигнал от микрофона. Усилвателят на микрофонния сигнал е направен на операционния усилвател D13 (първата половина на чипа LM358). Микрофонният сигнал се подава през разделителен кондензатор C3 и съпротивление R48 към инвертиращия вход на операционния усилвател (щифт 2). Усилването на сигнала се определя от стойностите на съпротивленията R51, R48 по формулата: Ku=-R51/R48. Показва колко пъти изходното напрежение е по-голямо от входното. Знакът минус означава, че фазата на изходния сигнал е противоположна на входния сигнал (т.е. инвертиращ усилвател). В тази схема усилването е 1000. Това е необходимо за значително усилване на слабия сигнал, който микрофонът произвежда.

Резистор R52 и кондензатор C4 образуват филтър, който потиска смущенията, идващи през захранващата верига VCC.Филтърът е необходим, така че смущенията да не проникват през входа на усилвателя и да не се смесват с полезния сигнал на микрофона.

Съпротивлението R47 задава работния ток през микрофона, стойността му се определя от вида на използвания микрофон.

Свързващият кондензатор C3 разделя точки с различни потенциали (изход на микрофон и вход на усилвател), предотвратявайки тяхното смесване. Но от друга страна, кондензаторът лесно пропуска променлив ток, което е полезен сигнал.

За нормална работа на операционния усилвател с еднополярно захранване към неговия вход 3 се прилага постоянно напрежение, равно на половината от захранването. Резисторите R49 и R50 образуват разделител на напрежението на мощността наполовина.

Елементите C5, C6, VD13, VD14 образуват амплитуден детектор (токоизправител), който преобразува променливо напрежение в постоянен ток. Съпротивлението R53 е натоварването на амплитудния детектор. Необходимо е, така че при липса на полезен сигнал (променливо напрежение) на входа, кондензаторът C6 да може да се разреди през съпротивлението R53 и изходното напрежение на амплитудния детектор също става нула. Сигналът IN от амплитудния детектор се подава през съпротивление R54 към входа на индикатора за ниво.

Индикаторът за нивото на сигнала на микрофонния усилвател е сглобен на специализирана микросхема LM3915 (D12). Това е вид електронен волтметър. Изходите от LED1 до LED10 са свързани към LED лентата или към линия от 10 светодиода, инсталирани един след друг. В зависимост от напрежението на вход 5, един или повече светодиоди се включват наведнъж, като по този начин образуват светеща „линия“.

Диапазонът на светещата "линийка" се задава от напреженията на пин 4 (ниско ниво) и пин 6 (високо ниво). Горното ниво трябва да бъде не повече от 3,5 волта (при 1,5волта е по-малко от захранващото напрежение на микросхемата, 5-1,5=3,5). В Диаграма 7-01 щифт 4 (ниско ниво) е свързан към земята (нулево напрежение), а щифт 6 е свързан към щифт 7 - това е изход за референтно напрежение от 1,25 волта.

Светещият светодиоден режим „лента“ работи, когато сигналът MODE (пин 9) е свързан към захранващото напрежение. Ако сигналът MODE остане несвързан, тогава само светодиодите, показващи високото ниво, ще светят в „линията“.

Съпротивлението R46 определя количеството ток, протичащ през светодиодите. Кондензаторът C2 в захранващата верига е необходим за намаляване на смущенията при превключване на светодиодите. Съпротивленията R45 (2.2K) и RP (от 4.7K до 10K) се използват за тестване на индикатора за ниво (след монтажа те временно се включват във веригата и при тестване задават стойността на напрежението на вход 5).

Мултивибраторът е правоъгълен осцилатор. Във верига 7-04 той е реализиран на операционния усилвател D13 (втората половина на LM358). За да възникне правоъгълна вълна, операционният усилвател трябва да има верига на съпротивление и кондензатор в инвертиращата входна верига, както е показано на диаграмата (R57 и C7). Тази схема засяга главно честотата на генериране. Колкото по-голям е резисторът и колкото по-голям е кондензаторът, толкова по-ниска е честотата на трептене.

На неинвертиращия вход на операционния усилвател са: 1. изходен сигнал на генератора (чрез R58) и 2. сигнал от източник на постоянен потенциал (делител на захранващото напрежение на съпротивления R55, R56, те са равни, следователно - разделяне на напрежението наполовина) Сигналите се сумират и общият им сигнал също влияе върху честотата на генериране. Ако допълнителният сигнал 2 е постоянен във времето (както в тази схема - винаги е равен на половината от захранващото напрежение), тогава честотата на генераторасъщо ще бъде постоянна. При определени стойности на потенциала на делителя на напрежението (близки до захранващото напрежение или до 0), мултивибраторът ще се изключи.

На транзистора VT17 е монтиран усилвател, който преобразува променливото напрежение от изхода на операционния усилвател в разделително напрежение за подаване към неинвертиращия вход (щифт 5) на мултивибратора. Печалбата зависи главно от съотношението (R55+R56+R60)/R62. В същото време позицията на плъзгача с променливо съпротивление R60 е избрана така, че при липса на сигнал на изхода на операционния усилвател (липса на звук), потенциалът на плъзгача с променливо съпротивление изключва работата на мултивибратора (вижте описанието на мултивибратора).

Задачата може да се изпълни:

- на голяма макетна платка WBU-208 (WBU-206, BX-4135N) - като продължение на сглобяването на шеста задача (за предпочитане); - или на малка макетна платка WBU-102 (BX-4112N) - отделно от основната верига (без т. 5 на сглобката).