Digital Theremin: Instrumenti muzikor pa prekje: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Në këtë eksperiment me Digital Electronics, unë do t'ju tregoj se si të krijoni muzikë (afër saj: P) pa prekur instrumentin muzikor, duke përdorur Oscillators & Op-amp. Në thelb ky instrument quhet Theremin, i ndërtuar fillimisht duke përdorur pajisje analoge nga një shkencëtar rus Léon Theremin. Por ne do ta dizajnojmë këtë duke përdorur IC -të që gjenerojnë sinjale dixhitale dhe më vonë do t'i konvertojmë në analoge për muzikë. Do të përpiqem të shpjegoj gjithashtu çdo fazë të qarkut. Shpresoj se do t'ju pëlqejë ky zbatim praktik i asaj që keni studiuar në kolegjin tuaj.

Unë gjithashtu kam projektuar këtë qark në www.tinkercad.com dhe kam kryer simulimin e përbërësve të tij. Mund ta shihni ta provoni dhe manipuloni si të doni, sepse nuk ka asgjë për të humbur atje, vetëm Mësim dhe Argëtim!

Hapi 1: Përbërësit

Këtu është lista e të gjithë përbërësve thelbësorë të nevojshëm për të ndërtuar këtë qark:

1) MCP602 OpAmp (Përforcues Diferencial) x1

2) CD4093 IC (4 NAND Gates IC) x1

3) Rezistenca: 6x 10k, 1x 5.1k, 1x6.8k & 1x 1.5k

4) Potenciometër: Tenxhere 2x 10k

5) Kondensatorët: 2x 100pF, 1x 1nF & 1x 4.7µF Kondensator (elektrolitik)

6) Bordi i bukës/bordit PCB

7) Antena teleskopike (Kërkesa minimale: diametër 6mm dhe 40cm+ gjatësi) OSE është më mirë të përdorni tub bakri me dimensionet e dhëna për ndjeshmëri më të mirë

8) Fuqia DC Jack (5.5mmx2.1mm) & Audio Jack (3.5mm)

9) Komponentë të tjerë si tela dhe pjesë bashkimi

Shënim: Të gjithë këta përbërës mund t'i gjeni lehtësisht në një kasolle Radio ose Online në amazon/ebay. Gjithashtu vini re se në qarkun tinkercad, portat op-amp & Nand janë të ndryshme, por ato gjithashtu do të funksionojnë. Ende Nëse gjeni ndonjë vështirësi në marrjen e ndonjë komponenti, më tregoni.

Hapi 2: Le të Kuptojmë Punimin e Qarkut

Më sipër mund të gjeni imazhin e paraqitjes së qarkut për referencë.

Puna: Në thelb toremina punon në parimin që ne gjenerojmë dy sinjale oshilator (vala sinusale në analog) nga dy oshilatorë të ndryshëm- 1) Një është oshilator fiks 2) i dyti është oshilator i ndryshueshëm. Dhe ne në thelb marrim ndryshimin e atyre dy sinjaleve të frekuencës për të marrë sinjalet e daljes në intervalin e frekuencës së dëgjueshme (2Hz-20kHz).

* Si jemi?

Siç mund ta shihni, qarku i portës NAND (U2B) është një oshilator fiks dhe qarku i portës së sipërme NAND (U1B) është një qark oshilator i ndryshueshëm, frekuenca e përgjithshme e të cilit ndryshon pak me lëvizjen e dorës rreth Antenës të lidhur me të! (Si?)

* Si e ndryshon lëvizja e dorës rreth antenës frekuencën e oshilatorit?

Shpjegim: Në fakt, Antena është e lidhur paralelisht me C1 Capacitor këtu. Antena vepron si Një nga pllakat e Kondensatorit dhe dora jonë vepron si ana tjetër e pllakës së kondensatorit (e cila është e bazuar në trupin tonë). Pra, në thelb ne jemi duke përfunduar qarkun shtesë (paralel) Kapacitiv dhe kështu duke shtuar kapacitetin e përgjithshëm në qark. (Sepse shtohen kondensatorët paralelisht).

* Si gjenerohen lëkundjet duke përdorur NAND Gate?

Shpjegim: Fillimisht, Një nga hyrjet e portës NAND (merrni U2B për shembull) është në nivelin e LART (1) dhe hyrjet e tjera bazohen përmes C2 (dmth. 0). Dhe për (1 & 0) kombinim në NAND GATE, marrim daljen LART (1).

Tani kur dalja merr LART, atëherë përmes rrjetit feedback nga dalja (përmes R3 & R10) marrim vlerë të Lartë në portën hyrëse të bazuar më parë. Pra, këtu është gjëja aktuale. Pas sinjalit të reagimit, Kondensatori C2 ngarkohet përmes R3 dhe pas kësaj ne po marrim të dy hyrjet e NAND Gate në LEVEL të Lartë (1 & 1), dhe dalja për të dy hyrjet logjike të LARTA është LOW (0). Pra, Tani Kondensatori C2 shkarkon përsëri dhe përsëri ai i hyrjes së NAND Gate merr LOW. Prandaj ky cikël përsëritet dhe marrim Lëkundjet. Ne mund të kontrollojmë frekuencën e oshilatorit duke ndryshuar vlerën e rezistencës dhe kondensatorit (C2) sepse koha e ngarkimit të kondensatorit do të ndryshojë me kapacitete të ndryshme dhe kështu frekuenca e lëkundjeve do të ndryshojë. Kështu po marrim oshilator.

* Si e marrim frekuencën muzikore (të dëgjueshme) nga sinjalet me frekuencë të lartë?

Për të marrë gamën e frekuencës së dëgjueshme, ne zbresim dy sinjalet e frekuencës nga njëri -tjetri për të marrë sinjale të frekuencës më të ulët, e cila është brenda intervalit të dëgjueshëm. Këtu ne po përdorim Op-amp si në fazën e amplifikatorit diferencial. Në thelb në këtë fazë, ai zbret dy sinjalet e hyrjes për të dhënë sinjalin e Diferencës së Amplifikuar (f1 - f2). Kështu e marrim frekuencën e dëgjueshme. Ende për të filtruar sinjalet e padëshiruara, ne po përdorim filtrin LOW për të filtruar zhurmën.

Shënim: Sinjali i daljes që marrim këtu është shumë i dobët, prandaj kemi nevojë për Amplifikator shtesë për të amplifikuar sinjalin. Ju mund të krijoni qarkun tuaj të amplifikatorit ose thjesht të ushqeni sinjalin e këtij qarku në çdo përforcues.

Shpresoj, e kuptuat funksionimin e këtij qarku. Ende keni dyshime? Mos ngurroni të pyesni në çdo kohë.

Hapi 3: Hartoni qarkun

Ju lutemi së pari hartoni të gjithë qarkun në tabelën e bukës dhe kontrolloni atë. Pastaj dizajnoni atë vetëm në PCB me bashkim të duhur.

Shënim 1: Ky është një qark me frekuencë të lartë, prandaj është e këshillueshme që të mbani përbërësit sa më afër që të jetë e mundur.

Shënim2: Përdorni vetëm furnizimin me energji +5V DC (Jo më të lartë), për shkak të kufizimeve të tensionit IC.

Shënim 3: Antena është shumë e rëndësishme në këtë qark, prandaj ju lutemi ndiqni të gjitha udhëzimet e dhëna në mënyrë rigoroze.

Hapi 4: Puna e Qarkut dhe Simulimi i Softuerit

Ju lutemi shikoni simulimin e qarkut dhe videon e tij.

Unë kam shtuar Skedarin e Qarkut Multisim, ju mund të drejtoni drejtpërdrejt qarkun duke e përdorur atë dhe të krijoni tuajin dhe të bëni manipulime.

Hej, unë gjithashtu kam shtuar lidhjen e qarkut Tinkercad (www.tinkercad.com/), aty mund të krijoni qarkun tuaj OSE të manipuloni qarkun tim gjithashtu dhe të bëni simulime qarku gjithashtu. Të gjitha më të mirat me mësimin dhe lojën me të.

Lidhja e Qarkut Tinkercad:

Shpresoj se ju ka pëlqyer kjo. Do të përpiqem ta përmirësoj më tej dhe të shtoj së shpejti versionin e tij analog & Mikrokontrollues (duke përdorur VCO) i cili do të ketë përgjigje më të mirë lineare ndaj lëvizjeve të gjesteve të dorës në lidhje me antenën. Deri atëherë, kënaquni duke luajtur me këtë theremin.

Përditësim: Djema, unë gjithashtu kam projektuar këtë një tjetër theremin duke përdorur LDR & 555