Mēs varam uzskatīt, ka skaļuma mērītājs ir ekvalaizers, kas atrodas mūzikas sistēmās. Kurā mēs varam redzēt gaismas (LED) dejas atbilstoši mūzikai, ja mūzika ir skaļa, ekvalaizers sasniedz maksimumu un zemā mūzikā tas paliek zems. Mēs ar MIC, OP-AMP un LM3914 palīdzību esam uzbūvējuši arī skaļuma mērītāju vai VU mērītāju, kas gaismas diodes spīd pēc skaņas stipruma, ja skaņa ir zema, mirgos mazākas gaismas diodes un ja skaņa ir augsta vairāk Gaismas diodes spīdēs, beigās pārbaudiet Video. VU mērītājs kalpo arī kā tilpuma mērīšanas ierīce.
Kondensatora MIC vai mikrofons ir skaņas uztvērējs, kas skaņas enerģiju galvenokārt pārveido par elektrisko enerģiju, tāpēc ar šo sensoru mums skaņa ir kā mainīgs spriegums. Caur šo ierīci mēs parasti ierakstām vai uztveram skaņu. Šo pārveidotāju izmanto visos mobilajos tālruņos un klēpjdatoros. Tipisks MIC izskatās,
Kondensatora mikrofona polaritātes noteikšana:
MIC ir divi termināli, viens ir pozitīvs, bet otrs - negatīvs. Mikrofona polaritāti var atrast, izmantojot daudzmetru. Paņemiet pozitīvo Multi-Meter zondi (ievietojiet skaitītāju DIODE TESTING režīmā) un pievienojiet to vienai MIC spailei un negatīvo zondi citai MIC spailei. Ja ekrānā tiek rādīti rādījumi, pozitīvā (MIC) spaile atrodas daudzmetru negatīvajā spailē. Vai arī jūs varat vienkārši atrast spailes, to aplūkojot, negatīvajā spailē ir divas vai trīs lodēšanas līnijas, kas savienotas ar mikrofona metāla korpusu. Šo savienojamību, sākot no negatīvā termināla līdz metāla korpusam, var pārbaudīt arī, izmantojot nepārtrauktības testeri, lai uzzinātu negatīvo terminālu.
Nepieciešamās sastāvdaļas:
Op-amp LM358 un, LM3914 (10 bitu salīdzinātājs) un MIC (skatīt iepriekš)
100KΩ rezistors (2 gab.), 1K Ω rezistors (3 gab.), 10KΩ rezistors, 47KΩ katls,
100nF kondensators (2 gab.), 1000µF kondensators, 10 gaismas diodes,
Maizes dēlis un daži savienotāju vadi.
Shēmas shēma un darba skaidrojums:
Circuit diagramma VU metrs ir parādīt zemāk attēlā,
VU skaitītāja ķēdes darbība ir vienkārša; sākumā MIC uztver skaņu un pārveido to par sprieguma līmeni, kas ir lineārs skaņas intensitātei. Tātad, lai iegūtu augstāku skaņu, mums būs lielāka vērtība un zemāka vērtība zemākai skaņai. Tad šie sprieguma signāli tiek ievadīti augstfrekvences filtrā, lai filtrētu troksni, pēc tam, kad filtru signālus pastiprina Op-amp LM358, un visbeidzot šie filtrētie un pastiprinātie signāli tiek piegādāti LM3914, kas darbojas kā voltmetrs un spīd gaismas diodes atbilstoši skaņas intensitāte. Tagad mēs paskaidrosim katru soli pa vienam:
1. Trokšņa noņemšana, izmantojot augstfrekvences filtru:
MIC ir ļoti jutīga pret skaņu un arī vides trokšņiem. Ja netiek veikti noteikti pasākumi, pastiprinātājs pastiprinās troksni kopā ar mūziku, tas ir nevēlami. Tātad, pirms dodamies uz pastiprinātāju, mēs filtrēsim trokšņus, izmantojot augstfrekvences filtru. Šis filtrs šeit ir pasīvs RC filtrs (rezistors-kondensators). To ir viegli projektēt, un tas sastāv no viena rezistora un viena kondensatora.
Tā kā mēs mērām audio diapazonu, filtram jābūt projektētam precīzi. Veidojot ķēdi, jāpatur prātā augstfrekvences filtra izslēgšanas frekvence. Augstas caurlaidības filtrs ļauj augstas frekvences signālus, kas tiek nodoti no ieejas uz izeju, citiem vārdiem sakot, tas ļauj tikai raidīt signālus, kuriem ir augstāka frekvence nekā filtram paredzētajai frekvencei (izslēgtā frekvence). Ķēdē ir parādīts augstfrekvences filtrs.
Cilvēka auss var izvēlēties frekvences no 2-2Khz. Tāpēc mēs izstrādāsim High Pass filtru ar izslēgšanas frekvenci diapazonā 10-20Hz.
Cut Off biežums augsta caurlaides filtru var atrast pēc formulas, F = 1 / (2πRC)
Izmantojot šo formulu, mēs varam atrast R un C vērtību izvēlētajai izslēgšanas frekvencei. Šeit mums ir nepieciešama robežfrekvence starp 10-20 Hz.
Tagad attiecībā uz vērtībām vai R = 100KΩ, C = 100nF mums būs izslēgšanas frekvence ap 16Hz, kas ļauj izejā parādīties tikai signālam, kura frekvence pārsniedz 16Hz. Šīs rezistora un kondensatora vērtības nav obligātas, lai spēlētu ar vienādojumu labākai precizitātei vai ērtākai izvēlei.
2. Skaņas signālu pastiprināšana:
Pēc trokšņa elementa noņemšanas signāli tiek padoti Op-amp LM358 pastiprināšanai. OP_AMP apzīmē operācijas pastiprinātāju. To apzīmē ar trijstūra simbolu ar trim IO (Input Output) tapām. Mēs šeit par to sīkāk neapspriedīsim. Lai iegūtu sīkāku informāciju, varat iet cauri LM358 ķēdēm. Šeit mēs izmantosim op-amp kā negatīvu atgriezeniskās saites pastiprinātāju, lai pastiprinātu maza stipruma signālu no MIC un novestu tos līdz līmenim, kurā tos var izvēlēties LM3914.
Tipisks op-amp negatīvās atgriezeniskās saites savienojumā ir parādīts zemāk redzamajā attēlā.
Izejas sprieguma formula ir
Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Izmantojot šo formulu, mēs varam izvēlēties pastiprinātāja pastiprinājumu.
Izmantojot MIC signālus µVolts, mēs to nevaram tieši ievadīt voltmetrā lasīšanai, jo voltmetram nebūs praktiski iespējams izvēlēties šos zemos spriegumus. Ar op-amp, kura pastiprinājums ir 100, mēs varam pastiprināt MIC signālus un turpināt tos ievadīt voltmetrā.
3. Vizuāls skaņas līmeņu attēlojums, izmantojot gaismas diodes:
Tātad tagad mums ir filtrēts un pastiprināts audio signāls. Šis filtrētais pastiprinātais audio signāls no op-amp tiek piešķirts LM3914 mikroshēmas LED voltmetram, lai mērītu audio signāla stiprumu. LM3914 ir mikroshēma, kas vada 10 LED, pamatojoties uz skaņas / sprieguma intensitāti. IC nodrošina decimālo izvadi LED apgaismojuma veidā, pamatojoties uz ieejas sprieguma vērtību. Maksimālais mērīšanas ieejas spriegums mainās atkarībā no standartsprieguma un barošanas sprieguma. Šo vienas mikroshēmas ierīci var pielāgot tādā veidā, no kura mēs varam nodrošināt vizuālu attēlojumu līdz op-amp analogajai vērtībai.
LM3914 mikroshēmai ir daudz funkciju, un to var pārveidot par akumulatora aizsardzības ķēdi un Ammetera ķēdi. Bet šeit mēs apspriežam tikai tās funkcijas, kas mums palīdz veidot VOLTMETER.
LM3914 ir 10 pakāpju voltmetrs, kas nozīmē, ka tas parāda variācijas 10 bitu režīmā. Mikroshēma uztver mērīšanas ieejas spriegumu kā parametru un salīdzina to ar atsauci. Pieņemsim, ka mēs izvēlamies atsauci “V”, tagad, kad mērīšanas ieejas spriegums palielinās par “V / 10”, mums ir kvēlojošs lielākas gaismas diode. Tāpat kā tad, ja mēs piešķirtu “V / 10”, LED1 spīdēs, ja mēs iedosim “2V / 10”, LED2 kvēlos, ja mēs iedosim “8V / 10”, LED8 mirgos. Tātad lielāks mūzikas skaļums, vairāk vizuālā LED attēlojuma (vairāk gaismas diode spīd).
LM3914 IC ķēdē:
Iekšējās ķēde LM3914 ir parādīts zemāk. LM3914 būtībā ir 10 salīdzinājumu kombinācija. Katrs salīdzinātājs ir op-amp, kura negatīvajā spailē iegūst atsauces spriegumu.
Kā apspriests, atsauces vērtība jāizvēlas, pamatojoties uz maksimālo mērījumu vērtību. OP_AMP izeja būs no 0–4 V pie maks. Tāpēc mums jāizvēlas LM3914 atsauces spriegums kā 4V.
Atskaites spriegumu izvēlas divi rezistori, kas savienoti ar LM3914 RefADJ tapu, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā. Formula attiecībā uz standartspriegumu ir sniegta arī attēlā (ņemts no tā datu lapas),
Tagad ir problēma ar sprieguma atskaites balstītu pretestības sadalījumu, ka tā ir nedaudz atkarīga no barošanas sprieguma. Tātad mēs esam nomainījuši pastāvīgo pretestību R2 ar 47KΩ trauku, kā parādīts shēmā. Ar podu vietā mēs varam pielāgot atsauci atkarībā no ērtības.
Atsaucoties uz 4V, katru reizi, kad tiek palielināts 0,4 V atbilstoši skaņas intensitātei, deg augstas nozīmes gaismas diode. LED mērīšanas līmenis ir šāds:
+ 0,4 V, + 0,8 V, + 1,2 V, + 1,6 V, + 2,0 V, + 2,4 V, + 2,8 V, + 3,2 V, + 3,6 V, + 4,0 V.
Tātad īsumā, ja ir skaņa, MIC ģenerē spriegumus, kas atspoguļo šo skaņas viļņu lielumu, šie MIC signāli tiek filtrēti ar RC filtru. Filtrētie signāli tiek padoti op-amp LM358 pastiprināšanai. Šie filtrētie un pastiprinātie MIC signāli tiek ievadīti voltmetram LM3914. LM3914 salīdzinātāja voltmetrs spīd gaismas diodes atbilstoši dotajam signālam. Līdz ar to mums ir skaņas mērinstruments, un tāpēc VOLUME METER.