Vi kan overveje volumenmåleren som en equalizer, som findes i musiksystemerne. I hvilken vi kan se lysdansen (LED'er) i henhold til musikken, hvis musikken er høj, når equalizeren til sit højdepunkt, og i lav musik forbliver den lav. Vi har også bygget en Volume Meter eller VU meter ved hjælp af MIC, OP-AMP og LM3914, som lyser lysdioderne i henhold til lydstyrken, hvis lyden er lav, lyser mindre lysdioder, og hvis lyden er høj mere Lysdioder lyser, tjek videoen i slutningen. VU-måler fungerer også som en volumenmåleenhed.
Kondensator MIC eller mikrofon er en lydfølende transducer, som grundlæggende konverterer lydenergi til elektrisk energi, så med denne sensor har vi lyd som skiftende spænding. Vi optager eller fornemmer normalt lyd gennem denne enhed. Denne transducer bruges i alle mobiltelefoner og bærbare computere. En typisk MIC ser ud,
Bestemmelse af polariteten på kondensatormikrofon:
MIC har to terminaler, den ene er positiv og den anden er negativ. Mikrofonens polaritet kan findes ved hjælp af et Multi-Meter. Tag den positive sonde fra Multi-Meter (sæt måleren i DIODE TESTING-tilstand) og tilslut den til en terminal på MIC og den negative sonde til den anden terminal på MIC. Hvis du får aflæsningerne på skærmen, er terminalen for positiv (MIC) ved negativ terminal på Multi-Meter. Eller du kan simpelthen finde terminalerne ved at se på den, den negative terminal har to eller tre lodningslinjer, der er forbundet til mikrofonens metalhus. Denne forbindelse, fra negativ terminal til metalkasse, kan også testes ved hjælp af kontinuitetstester for at finde ud af den negative terminal.
Nødvendige komponenter:
Op-amp LM358 og, LM3914 (10 bit komparator) og en MIC (se ovenfor)
100KΩ modstand (2 stykker), 1K Ω modstand (3 stykker), 10KΩ modstand, 47KΩ pot,
100nF kondensator (2 stk.), 1000µF kondensator, 10 lysdioder,
Brødbræt og nogle stikledninger.
Kredsløbsdiagram og arbejdsforklaring:
Den kredsløbsdiagram over VU-meter er show i nedenstående figur,
Arbejdet med VU meter Circuit er enkelt; i første omgang henter MIC lyden og konverterer den til spændingsniveauer lineært til lydens intensitet. Så for en højere lyd vil vi have højere værdi og lavere værdi for en lavere lyd. Derefter føres disse spændingssignaler til High Pass-filter for at filtrere støj ud, derefter efter filtreringssignaler forstærkes af Op-amp LM358, og til sidst tilføres disse filtrerede og forstærkede signaler til LM3914, som fungerer som et voltmeter og lyser lysdioder i henhold til lydens intensitet. Nu forklarer vi hvert trin en efter en:
1. Fjernelse af støj ved hjælp af højpasfilter:
MIC er meget følsom over for lyd og også for miljøstøj. Hvis visse foranstaltninger ikke træffes, forstærker forstærkeren støj sammen med musikken, det er uønsket. Så før de går til forstærkeren vi kommer til at filtrere de lyde ved hjælp af højpasfilter. Dette filter her er her er et passivt RC-filter (Resistor- Kondensator). Det er let at designe og består af en enkelt modstand og en enkelt kondensator.
Da vi måler lydområdet, skal filteret designes nøjagtigt. Højpasfilterets afskæringsfrekvens skal huskes, mens kredsløbet designes. Et højpasfilter tillader signaler med høj frekvens, der sendes fra input til output, med andre ord tillader det kun transmission af signaler, der har højere frekvens end filterets foreskrevne frekvens (afskæringsfrekvens). Et højpasfilter er vist i kredsløbet.
Det menneskelige øre kan vælge frekvenser fra 2-2KHz. Så vi designer et High Pass-filter med afskæringsfrekvens i området 10-20Hz.
The Cut Off frekvens af et højpasfilter kan findes ved formel, F = 1 / (2πRC)
Med denne formel kan vi finde R- og C-værdien for en valgt afskæringsfrekvens. Her har vi brug for en afskæringsfrekvens mellem 10-20 Hz.
Nu for værdier eller R = 100KΩ, C = 100nF vil vi have Afskæringsfrekvens omkring 16Hz, som kun tillader signal med frekvens højere end 16Hz, at blive vist ved udgangen. Disse modstands- og kondensatorværdier er ikke obligatoriske, man kan lege med ligningen for bedre nøjagtighed eller for lettere valg.
2. Forstærkning af lydsignaler:
Efter fjernelse af støjelementet føres signaler til Op-amp LM358 til forstærkning. OP_AMP står for “Operation Amplifier”. Dette er betegnet med symbolet for trekant med tre IO-stifter (Input Output). Vi vil ikke diskutere dette detaljeret her. Du kan gennemgå LM358 kredsløb for at få flere detaljer. Her skal vi bruge op-amp som en negativ feedbackforstærker til at forstærke signalet med lav styrke fra MIC og bringe dem til et niveau, hvor de kan vælges af LM3914.
En typisk op-amp i negativ feedback-forbindelse er vist i nedenstående figur.
Formlen for udgangsspænding er, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Med denne formel kan vi vælge forstærkerens forstærkning.
Med MIC-signalerne på µVolt kan vi ikke føre det direkte til voltmeteret til aflæsning, da det ikke er praktisk muligt for voltmeteret at vælge disse lave spændinger. Når op-forstærkeren har en forstærkning på 100, kan vi forstærke signalerne fra MIC og føje den yderligere til voltmeteret.
3. Visuel gengivelse af lydniveauer ved hjælp af lysdioder:
Så nu har vi det filtrerede og forstærkede lydsignal. Dette filtrerede forstærkede lydsignal fra op-amp gives til LM3914 chip LED voltmeter til måling af lydsignalets styrke. LM3914 er en chip, der driver 10 LED baseret på lyd / spændingsintensitet. IC giver decimaludgange i form af LED-belysning baseret på værdien af indgangsspænding. Den maksimale måleindgangsspænding varierer afhængigt af referencespænding og forsyningsspænding. Denne single-chip enhed kan justeres på en måde, hvorfra vi kan give visuel repræsentation til den analoge værdi af op-amp.
LM3914-chip har mange funktioner, og den kan modificeres til et batteribeskyttelseskredsløb og et amperemeterkredsløb. Men her diskuterer vi kun de funktioner, der hjælper os med konstruktionen af VOLTMETER.
LM3914 er et 10-trins voltmeter, der betyder, at det viser variationer i 10 bit-tilstand. Chippen registrerer måleindgangsspændingen som en parameter og sammenligner den med reference. Sig, at vi vælger en reference til "V", hver gang måleindgangsspændingen stiger med "V / 10", har vi en LED med højere værdi, der lyser. Ligesom hvis vi gav “V / 10”, lyser LED1, hvis vi giver “2V / 10” lyser LED2, hvis vi giver “8V / 10”, lyser LED8. Så større musikvolumen, mere visuel LED-repræsentation (mere LED lyser).
LM3914 IC i kredsløbet:
Det interne kredsløb i LM3914 er vist nedenfor. LM3914 er dybest set en kombination af 10 komparatorer. Hver komparator er en op-forstærker med en stigende referencespænding ved sin negative terminal.
Som omtalt skal der vælges referenceværdi baseret på maksimal måleværdi. Outputtet fra OP_AMP vil være fra 0-4V ved maks. Så vi er nødt til at vælge referencespænding på LM3914 som 4V.
Referencespændingen vælges af to modstande, der er forbundet med RefADJ-stift på LM3914 som vist i nedenstående figur. Formlen vedrørende reference spænding er også angivet i nedenstående figur (taget fra databladet),
Nu er der et problem med modstandsdelingsbaseret spændingsreference, at den er noget afhængig af forsyningsspænding. Så vi har erstattet den konstante modstand R2 med en 47KΩ pot som vist i kredsløbsdiagrammet. Med gryden på plads kan vi justere referencen afhængigt af bekvemmelighed.
Med en reference på 4V, hver gang der er en stigning på 0,4 V i henhold til lydintensiteten, lyser LED'en med høj betydning. Målingsniveauet for LED går som, + 0,4V, + 0,8V, + 1,2V, + 1,6V, + 2,0V, + 2,4V, + 2,8V, + 3,2V, + 3,6V, + 4,0V.
Så i nøddeskal, når der er lyd, genererer MIC spændinger, der repræsenterer størrelsen af disse lydbølger, disse signaler fra MIC filtreres af RC-filter. De filtrerede signaler føres til op-amp LM358 til forstærkning. Disse filtrerede og forstærkede MIC-signaler gives til voltmeteret LM3914. LM3914-komparator voltmeteret lyser LED'erne i henhold til styrken til det givne signal. Derfor har vi lydmåleinstrument, og så VOLUME METER.