Аудио визуалдаштыруу, экилик саат жана FM кабыл алгыч менен иштөө столунун күчөткүчү: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Мен күчөткүчтөрдү жакшы көрөм жана бүгүн, мен жакында эле жасаган аз кубаттуу стол күчөткүчүм менен бөлүшөм. Мен иштеп чыккан күчөткүч кызыктуу өзгөчөлүктөргө ээ. Ал бирдиктүү бинардык саатка ээ жана убакытты жана датаны бере алат жана аудио спектр анализатору деп аталган аудиону элестете алат. Сиз FM кабылдагыч же MP3 ойноткуч катары колдоно аласыз. Эгерде сизге менин саат күчөткүчүм жакса, анда өзүңүздүн көчүрмөсүн жасоо үчүн төмөнкү кадамдарды аткарыңыз.

1 -кадам: Жакшы күчөткүч дизайн боюнча кеңештер

Үнсүз сапаттуу аудио схемасын иштеп чыгуу тажрыйбалуу дизайнер үчүн да кыйын. Ошентип, сиз дизайныңызды жакшыртуу үчүн кээ бир кеңештерге баш ийишиңиз керек.

Күч

Катуу сүйлөткүчтүн күчөткүчтөрү адатта түз системанын негизги чыңалуусунан иштейт жана салыштырмалуу жогорку токту талап кылат. Издин каршылыгы системанын күчөткүчүнүн жана боштуктун кубаттуулугун азайтуучу чыңалуунун төмөндөшүнө алып келет. Из каршылыгы, ошондой эле, токтун нормалдуу олку -чыңалуусун чыңалуунун өзгөрүүсүнө айландырат. Өндүрүмдүүлүктү жогорулатуу үчүн, бардык күчөткүчтөр үчүн кыска кең издерди колдонуңуз.

Жерге коюу

Жерге туташуу түзмөктүн потенциалына жетээрин аныктоодо эң маанилүү ролду ойнойт. Начар негизделген система, кыязы, жогорку бурмалоого, ызы -чууга, кроссталкка жана RF сезгичтигине ээ болот. Системаны жерге туташтырууга канча убакыт бөлүү керектигин сураса да, кылдат иштелип чыккан жерге отургузуу схемасы көптөгөн көйгөйлөрдүн пайда болушуна жол бербейт.

Ар бир системада жер эки максатка кызмат кылышы керек. Биринчиден, бул түзмөккө агып жаткан бардык агымдардын кайтуу жолу. Экинчиден, бул санариптик жана аналогдук микросхемалардын чыңалуусу. Жердин бардык чекиттериндеги чыңалуу бирдей болсо, жерге туташтыруу жөнөкөй көнүгүү болмок. Чынында, бул мүмкүн эмес. Бардык зымдар жана издер чектүү каршылыкка ээ. Бул жер аркылуу агып турганда, тиешелүү чыңалуунун төмөндөшү болот дегенди билдирет. Зымдын ар кандай укуругу да индукторду түзөт. Бул аккумулятордон жүккө жана батареяга кайра агып баратканда, учурдагы жолдун индуктивдүүлүгү бар экенин билдирет. Индуктивдүүлүк жогорку жыштыктарда жерге импедансты жогорулатат.

Белгилүү бир колдонмо үчүн эң мыкты жер системасын иштеп чыгуу жөнөкөй иш эмес, бирок кээ бир жалпы көрсөтмөлөр бардык системаларга тиешелүү.

1. Санариптик микросхемалар үчүн үзгүлтүксүз жердеги учакты орнотуу: Жердин тегиздигиндеги санариптик ток баштапкы сигнал алган жолду карманат. Бул жол антенна эффектилерин жана индуктивдүүлүгүн минималдаштырып, токтун эң кичине айлануу аймагын түзөт. Бардык санарип сигнал издеринин тийиштүү жер жолуна ээ болушун камсыз кылуунун эң жакшы жолу - бул сигнал катмарына дароо чектеш катмарда үзгүлтүксүз жер учагын орнотуу. Бул катмар санарип сигналдын изи менен бир аймакты камтышы жана үзгүлтүксүздүгүндө мүмкүн болушунча аз болушу керек. Жердин тегиздигиндеги бардык үзгүлтүктөр, анын ичинде виас, жердин агымы идеалдуу болгондон чоңураак циклде агып кетишине алып келет, ошону менен радиацияны жана ызы -чууну күчөтөт.
2. Жердик токторду бөлөк кармаңыз: санариптик агымдардын аналогдук микросхемаларга ызы -чуу киргизбеши үчүн санариптик жана аналогдук микросхемалардын жердик токторун ажыратуу керек. Муну аткаруунун эң жакшы жолу - компоненттерди туура жайгаштыруу. Эгерде бардык аналогдук жана санариптик микросхемалар ПХБнын айрым бөлүктөрүнө жайгаштырылса, анда жер токтору табигый түрдө обочолонот. Бул жакшы иштеши үчүн аналогдук бөлүмдө ПХБнын бардык катмарларында аналогдук схемалар гана болушу керек.
3. Аналогдук микросхемалар үчүн Star Grounding техникасын колдонуңуз: Аудио күчөткүчтөр системанын өздүк жана башка жердик шилтемелерине терс таасирин тийгизе турган салыштырмалуу чоң агымдарды тартууга жакын. Бул көйгөйдү болтурбоо үчүн, көпүрөлүү күчөткүчтөрдүн жана гарнитуранын уячасынын жерге кайтарылышы үчүн атайын кайтаруу жолдорун бериңиз. Изоляция бул агымдардын жерге тегиздиктин башка бөлүктөрүнүн чыңалуусуна таасир этпестен батареяга кайра агып кетүүсүнө мүмкүндүк берет. Эсиңизде болсун, бул кайтарылган жолдор санариптик сигналдын изине түшпөшү керек, анткени алар санарип кайтаруу агымдарын бөгөп коюшу мүмкүн.
4. Айлануу конденсаторлорунун эффективдүүлүгүн максималдаштыруу: Дээрлик бардык түзмөктөр заматта ток берүү үчүн айланып өтүүчү конденсаторлорду талап кылат. Конденсатор менен түзмөктүн камсыздоо пининин ортосундагы индуктивдүүлүктү азайтуу үчүн, бул конденсаторлорду айланып өтүүчү камсыздоо пинине мүмкүн болушунча жакыныраак жайгашкыла. Ар кандай индуктивдүүлүк айланып өтүүчү конденсатордун эффективдүүлүгүн төмөндөтөт. Ошо сыяктуу эле, конденсатор конденсатордун жогорку жыштыктагы импедансын азайтуу үчүн жерге аз импеданстуу байланышты камсыз кылуусу керек. Түздөн -түз конденсатордун биринчи тарабын жерге тегиздикке туташтырыңыз, тескерисинче, аны из аркылуу багыттабаңыз.
5. Жер үстүндөгү бардык колдонулбаган ПХБ аймагын сел каптайт: эки бөлүк жез бири -бирине жакын келгенде, алардын ортосунда кичинекей сыйымдуу кошкуч пайда болот. Сигнал издерине жакын жердеги топон суу менен чуркап, сигналдык линиядагы керексиз жогорку жыштыктагы энергия сыйымдуу кошкуч аркылуу жерге түшүшү мүмкүн.

Электр энергиясын, трансформаторду жана ызы -чуу санариптик микросхемаларды аудио схемаңыздан алыс кармоо үчүн аракет кылыңыз. Аудио схемасы үчүн өзүнчө жерге туташууну колдонуңуз жана аудио схемасы үчүн жер учактарын колдонбоо жакшы. Аудио күчөткүчтүн жерге (GND) туташуусу башка транзисторлор менен салыштырганда абдан маанилүү, IC ж.

Маанилүү ICлерди жана сезгич нерселерди алар менен +V ортосундагы 100R каршылыгын колдонуп карап көрүңүз. Резистордун IC жагына татыктуу өлчөмдөгү (мисалы, 220uF) шайланган конденсаторду кошуңуз. Эгерде IC көп күчтү тарта турган болсо, анда резистор аны көтөрө алат (жетиштүү кубаттуулукту тандап, эгер зарыл болсо ПХБнын жез жылуулугун чөктүрүүнү камсыз кылыңыз) жана резистордо чыңалуу түшүп кетерин унутпаңыз.

Трансформаторго негизделген конструкциялар үчүн сиз түзөткүч конденсаторлорунун мүмкүн болушунча түзөткүч казыктарга жакын болушун жана оңдолгон күнөө толкунунун эң чоң заряддоо токторунун эсебинен өз калың жолдору аркылуу туташуусун каалайсыз. Түзөткүчтүн чыгыш чыңалуусу конденсатордун чыңалуу чыңалуусунан ашып кеткендиктен, заряддоо схемасында импульстук ызы -чуу пайда болот, эгерде алар электр линияларынын биринде жездин бир бөлүгүн бөлүшсө, аудио схемага өткөрүлүп берилиши мүмкүн. Сиз импульстук заряддагы токтон арыла албайсыз, андыктан конденсатордун энергиясын ушул жогорку импульстарды азайтуу үчүн көпүрөнү түзөткүчкө чейин жергиликтүү деңгээлде кармоо жакшы. Эгерде аудио күчөткүч түзөткүчкө жакын болсо, анда бул конденсаторго жол бербөө үчүн күчөткүчтүн жанына чоң конденсаторду таппаңыз, бирок бир аз аралык бар болсо, анда күчөткүчтү берүү үчүн анын айыптуучу болуп калат, анткени ал калкып чыгат электр энергиясынан заряддалат жана жездин узундугуна байланыштуу салыштырмалуу жогорку импеданска ээ болот.

Түзөткүчтөргө / PSU киришине жакын аудио схемасы тарабынан колдонулган жана чыңалуу жөндөгүчтөрү, ошондой эле өздөрүнүн туташуулары менен туташат.

Сигналдар

Мүмкүн болгон жерде, ПКБда параллель иштеп жаткан ICнин киришине жана чыгышына жол бербеңиз, анткени бул термелүүдөн кайра киришке чейин пайда болгон термелүүлөрдү пайда кылышы мүмкүн. Эсиңизде болсун, 5мВ көп үндү алып келиши мүмкүн!

Санариптик жер учактарын аудио GNDден жана аудио схемадан алыс кармаңыз. Хумду аудиого санариптик учактарга өтө жакын жайгашкандыктан киргизсе болот.

Башка жабдуулар менен иштөөдө, эгер аудио схеманы камтыган башка бир тактаны иштетип жатсаңыз (аудио сигналын берүү же алуу), GND 2 тактанын ортосунда туташкан бир гана чекит бар экенин текшериңиз жана бул идеалдуу түрдө аудио аналогдук сигнал туташуусунда болушу керек. чекит.

Башка түзмөктөргө / тышкы дүйнөгө IO сигналы үчүн, GND менен тышкы дүйнөнүн GND чынжырларынын ортосундагы 100R каршылыгын колдонуу үчүн, анын айлануусун токтотуу үчүн жакшы схема (схеманын санарип бөлүктөрүн кошкондо).

Конденсаторлор

Бөлүмдөрдү бири -биринен бөлүп салгыңыз келген жерде аларды колдонуңуз. Колдонулуучу баалуулуктар:- 220nF типтүү, 100nF жакшы, эгерде сиз өлчөмүн / баасын төмөндөткүңүз келсе, эң жакшысы 100nFтен төмөн болбоңуз.

Керамикалык конденсаторлорду колдонбоңуз. Себеби, керамикалык конденсаторлор ызы -чууну жаратуучу AC сигналына пьезоэлектрдик эффект берет. Кайсы бир типтеги полицияны колдонуңуз - Полипропилен эң жакшы, бирок каалаганын жасайт. Чыныгы аудио башчылар ошондой эле электролитиканы сапта колдонбоңуз дешет, бирок көптөгөн дизайнерлер эч кандай көйгөйсүз иштешет-бул жалпы стандарттык аудио дизайны эмес, жогорку тазалыктагы колдонмолор үчүн.

Танталдык конденсаторлорду аудио сигнал жолдорунда эч жерде колдонбоңуз (кээ бир дизайнерлер каршы болушу мүмкүн, бирок алар коркунучтуу көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн)

Поликарбонаттын жалпы кабыл алынган алмаштыргычы PPS (Polyphenylene Sulphide).

Жогорку сапаттагы поликарбонат пленкасы жана полистирол пленкасы менен тефлон конденсаторлору жана NPO/COG керамикалык конденсаторлорунун сыйымдуулугунун өтө төмөн чыңалуу коэффициенттери бар, демек өтө төмөн бурмалоо жана натыйжалар спектр анализаторлорун жана кулактарды колдонуу менен абдан ачык.

Жогорку K керамикалык диэлектриктерден алыс болуңуз, алар жогорку чыңалуу коэффициентине ээ, менимче, эгер алар тон башкаруу стадиясында колдонулган болсо, кандайдыр бир бурмалоолорго алып келиши мүмкүн.

Компоненттерди жайгаштыруу

Бардык PCB дизайнынын биринчи кадамы компоненттерди кайда жайгаштыруу керек экенин тандоо. Бул тапшырма "пол пландаштыруу" деп аталат. Компоненттерди кылдаттык менен жайгаштыруу сигналдын багытталышын жана жерди бөлүүнү жеңилдетет. Бул ызы -чууну жана тактайдын аянтын азайтат.

Аналогдук бөлүмдүн ичинде компоненттердин жайгашуусу тандалышы керек. Аудио сигналдар өтүүчү аралыкты азайтуу үчүн компоненттерди жайгаштыруу керек. Аудио күчөткүчтү гарнитуранын уячасына жана үн күчөткүчкө мүмкүн болушунча жакыныраак жайгаштырыңыз. Бул позициялоо класстын динамигинин күчөткүчтөрүнүн EMI нурлануусун минимумга жеткирет жана төмөн амплитудалуу гарнитуранын сигналдарынын ызы-чуусун азайтат. Күчөткүчтүн киришине ызы -чууну азайтуу үчүн аналогдук аудиону камсыз кылган түзмөктөрдү күчөткүчкө мүмкүн болушунча жакын коюңуз. Бардык кирүүчү сигнал издери RF сигналдарынын антеннасы катары иштейт, бирок издерди кыскартуу антеннанын эффективдүүлүгүн азайтууга жардам берет.

2 -кадам: Сизге керек…

1. TEA2025B аудио күчөткүч IC (ebay.com)

2. 6 даана 100uF Электролиттик Конденсатор (ebay.com)

3. 2 даана 470uF Электролиттик Конденсатор (ebay.com)

4. 2 даана 0.22uF Конденсатор

5. 2 даана 0.15uF керамикалык конденсатор

6. Dual Volume Control потенциометр (50 - 100K) (ebay.com)

7. 2 даана 4 Ом 2.5W Динамик

8. MP3 + FM алуучу модулу (ebay.com)

9. LED Matrix Driver IC менен (Adafruit.com)

10. Vero Board & Кээ бир зымдар.

11. Arduino UNO (Adafruit.com)

12. DS1307 RTC модулу (Adafruit.com)

3 -кадам: Күчөткүч схемасын жасоо

Тиркелген схемага ылайык, бардык компоненттер ПХБга салынат. Конденсаторлор үчүн так маанини колдонуңуз. Электролиттик конденсаторлордун полярдуулугуна этият болуңуз. Ызы -чууну азайтуу үчүн бардык конденсаторду ICге мүмкүн болушунча жакыныраак сактоого аракет кылыңыз. IC базасын колдонбостон, IC түздөн -түз ширетет. Күчөткүчтүн эки тарабынын ортосундагы издерди кескениңизди текшериңиз. Бардык ширетүүчү кемчиликсиз болушу керек. Бул аудио күчөткүч схемасы, андыктан өзгөчө жерге (GND) байланыштуу ширетүү байланышы жөнүндө кесипкөй болуңуз.

4 -кадам: Спикер менен микросхеманы тестирлөө

Бардык туташууну жана ширетүүнү аяктагандан кийин, күчөткүч схемасына 4 Ом 2.5W эки динамикти туташтырыңыз. Аудио булагын чынжырга туташтырып, аны күйгүзүңүз. Эгер баары ойдогудай болсо, бул жерде ызы -чуусуз үн чыгат.

Мен аудиону күчөтүү үчүн TEA2025B IC аудио күчөткүчүн колдондум. Бул кеңири чыңалуу диапазонунда иштеген жакшы аудио күчөткүч чип (3 Втон 9 В чейин). Ошентип, сиз аны каалаган чыңалуу менен текшере аласыз. Мен 9V адаптерин колдоном жана жакшы иштеп жатат. IC кош же көпүрө байланыш режимин иштете алат. Күчөткүч чипи жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн маалымат барагын текшериңиз.

5 -кадам: Dot Matrix алдыңкы панелин даярдоо

Аудио сигналды визуалдаштыруу жана датаны жана убакытты көрсөтүү үчүн мен күчөткүч кутучасынын маңдайына чекиттүү матрицанын дисплейин койдум. Жумушту жакшы аткаруу үчүн мен айлануучу куралды колдонуп, матрицанын чоңдугуна жараша кадрды кесип алдым. Эгерде дисплейиңизде интеграцияланган драйвер чипи жок болсо, аны өзүнчө колдонуңуз. Мен Adafruitтен эки түстүү матрицаны жактырам. Мыкты матрицалык дисплейди тандагандан кийин дисплейди ысык клей менен базага тууралаңыз.

Аны кийин Arduino тактасына туташтырабыз. Adafruitтен келген эки түстүү дисплей микроконтроллер менен байланышуу үчүн i2c протоколун колдонот. Ошентип, биз IC айдоочунун SCL жана SDA пинин Arduino тактасына туташтырабыз.

6 -кадам: Arduino менен программалоо

Adafruit Smart Bi түстүү чекит матрицасын төмөнкүдөй туташтырыңыз:

1. Arduino 5V пинди LED матрицасына + пинге туташтырыңыз.
2. Arduino GND пинин микрофонддун GND пинине жана LED матрицасына туташтырыңыз.
3. Сиз панелдик электр темир жолун колдонсоңуз болот, же Arduino бир нече GND төөнөгүчтөрү бар.
4. SDU жана SCL Arduino казыктарын D матрицалык рюкзакка D (маалымат) жана C (саат) казыктарына туташтырыңыз.
5. Буга чейин Arduino такталарында SDA жана SCL төөнөгүчтөрү жок - анын ордуна 4 жана 5 аналогдук казыктарды колдонуңуз.
6. Тиркелген программаны жүктөп, анын иштээрин же иштебей турганын текшериңиз:

Githubдан Piccolo репозиторийин жүктөп алуу менен баштаңыз. "ZIP жүктөө" баскычын тандаңыз. Бул аяктагандан кийин, катуу дискиңиздеги ZIP файлын ачыңыз. Ичинде эки папка болот: "Piccolo" кадимки Arduino эскиз папкасына жылдырылышы керек. "Ffft" Arduino "Китепканалары" папкасына жылдырылышы керек (эскиздер папкасынын ичинде - эгер ал жок болсо, анда аны түзүңүз). Ардуино китепканаларын орнотуу менен тааныш эмес болсоңуз, бул окуу куралын аткарыңыз. Жана эч качан Arduino тиркемесинин жанындагы Китепкана папкасына орнотпоңуз … туура жайгашкан жер дайыма сиздин үй папкаңыздын каталогу! Эгерде сиз Adafruit LED рюкзак китепканасын (LED матрицасын колдонуу үчүн) орното элек болсоңуз, жүктөп алып, орнотуңуз Папкалар жана китепканалар жайгашкандан кийин, Arduino IDEди кайра баштаңыз жана "Piccolo" эскизи File-> Sketchbook менюсунда болушу керек.

Piccolo эскизи ачык болгондо, Tools менюсунан Arduino тактаңыздын түрүн жана сериялык портун тандаңыз. Андан кийин Жүктөө баскычын чыкылдатыңыз. Бир аздан кийин, баары ойдогудай болсо, "Жүктөө бүттү" деген билдирүүнү көрөсүз. Эгерде баары ойдогудай болсо, сиз каалаган аудио киргизүү үчүн аудио спектрин көрөсүз.

Эгерде сиздин система жакшы иштесе, анда аудио визуалдаштыруу менен бинардык саатты кошуу кадамы менен коштолгон complete.ino эскизин жүктөңүз. Ар кандай аудио киргизүү үчүн спикер аудио спектрин көрсөтөт, антпесе ал убакыт менен күндү көрсөтөт.

7 -кадам: Бардыгын бирге оңдоо

Эми, мурунку этапта курулган күчөткүч схемасын ысык клей менен кутуга тиркеңиз. Бул кадам менен тиркелген сүрөттөрдү ээрчиңиз.

Күчөткүч схемасын туташтыргандан кийин, азыр MP3 + FM алуучу модулун кутуга туташтырыңыз. Аны клей менен бекитүүдөн мурун, анын иштеп жатканына ынануу үчүн тест жасаңыз. Эгерде ал жакшы иштесе, аны клей менен оңдоңуз. MP3 модулунун аудио чыгарылышы күчөткүч схемасынын кириши менен туташтырылышы керек.

8 -кадам: Ички байланыштар жана акыркы продукт

Эгерде спикер кабыл алса жана аудио сигнал болсо, анда ал аудио спектрди көрсөтөт, антпесе BCD бинардык форматында күн жана убакыт көрсөтүлөт. Эгерде сиз программалоону жана санарип технологияны жактырсаңыз, анда сиз экиликти жакшы көрөсүз деп ишенем. Мага бинардык жана бинардык саат жагат. Буга чейин мен экилик билек саатын жасадым жана убакыттын форматы мурунку саатыма окшош. Ошентип, убакыт форматы жөнүндө мисал үчүн мен саатымдын башка сүрөтүн кошпой мурунку сүрөтүн коштум.

Рахмат.

2016 -жылдагы Конкурстун төртүнчү сыйлыгы

2016 -жылы күчөткүчтөр жана спикерлер сынагынын биринчи сыйлыгы