Theremin: an Electronic Odyssey [در 555 Timer IC] *(Tinkercad): 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

در این آزمایش ، من یک ترمین نوری با استفاده از IC 555 Timer IC طراحی کرده ام. در اینجا نحوه تولید موسیقی (نزدیک به آن: P) را حتی بدون دست زدن به ساز موسیقی به شما نشان خواهم داد. اصولاً این ساز به نام ترمین نامیده می شود که در اصل توسط دانشمند روسی لئون ترمین ساخته شده است. ترمین اصلی از تداخل فرکانس رادیویی ناشی از حرکت دست نوازنده برای تغییر سطح ساز استفاده می کرد. این ترمینت نوری به شدت نوری که بر روی مقاومت نوری می افتد بستگی دارد که با حرکت دست بازیکن قابل کنترل است. من سعی می کنم هر مرحله از مدار را نیز توضیح دهم. امیدوارم از این پیاده سازی کاربردی الکترونیک که در کالج خود خوانده اید لذت ببرید.

آیا قطعات الکترونیکی ندارید؟ یا از بازی با لوازم الکترونیکی می ترسید؟ سلام ، نیازی به نگرانی نیست!

من کل این مدار را عملاً در Tinkercad (www.tinkercad.com) طراحی کرده ام. آن را بررسی کنید و با طراحی وسایل واقعی با وسایل الکترونیکی بازی کنید و همچنین آنها را اجرا کنید (شبیه سازی).

مرحله 1: اجزای مورد نیاز

در اینجا لیستی از تمام اجزای ضروری مورد نیاز برای ساخت این مدار آمده است:

1) IC 555 تایمر

2) مقاومت 10 کیلو اهم

3) LDR (مقاومت در برابر نور)

4) خازن 100 nF

5) Piezo (Buzzer)

6) باتری +9 ولت و جک DC (5.5 میلی متر در 2.1 میلی متر)

اول از همه ، کل این مدار را در tinkercad طراحی کنید تا ایده بگیرید! همچنین می توانید مدارهای اصلی خروجی را در tinkercad بررسی کنید. من فایل csv حاوی لیست همه اجزا را برای مرجع ضمیمه کرده ام.

مرحله 2: طراحی مدار و کار

اساسا 555 تایمر IC یک مدار مجتمع (تراشه) است که در انواع برنامه های تایمر ، تولید پالس و نوسان ساز استفاده می شود. 555 را می توان برای تأخیر زمان ، به عنوان یک نوسان ساز و به عنوان یک عنصر فلیپ فلاپ استفاده کرد.

بسته به نحوه پیکربندی آن ، 555 Timer IC حالت های مختلفی دارد.

IC 555 Timer IC را می توان یا در حالت Monostable خود متصل کرد و در نتیجه یک زمان سنج دقیق با مدت زمان ثابت تولید کرد ، یا در حالت Bistable آن برای ایجاد یک عملکرد سوئیچینگ از نوع فلیپ فلاپ. اما ، در اینجا ما IC 555 تایمر را در حالت Astable وصل می کنیم تا یک مدار اسیلاتور 555 بسیار پایدار برای تولید شکل موج های آزاد بسیار دقیق ایجاد کنیم که فرکانس خروجی را می توان با استفاده از یک مدار مخزن RC متصل به خارج متشکل از دو مقاومت و یک خازن

در مدار خارج می توانید مدار مخزن RC را مشاهده کنید ، جایی که LDR (مقاومت وابسته به نور) نیز به عنوان بخشی از مدار مخزن RC همراه با مقاومت و خازن 10k اهم عمل می کند.

کار اساسی: با حرکت دادن دست خود بر روی LDR ، میزان نوری که بر روی LDR قرار می گیرد را تغییر می دهیم ، که شدت نور و در نتیجه مقاومت کلی آن را تغییر می دهد. نور بیشتر ، حداقل مقاومت و برعکس. بنابراین ، با تغییر مقاومت LDR ، ما ثابت زمان RC مدار کلی را تغییر می دهیم که به طور کلی فرکانس این مدار را تغییر می دهد (پالس های مربعی تولید شده توسط IC 555 Timer IC) با تغییر زمان شارژ و تخلیه خازن.

توضیح کامل:

وقتی 555 در حالت ناپایدار است ، خروجی از پایه 3 یک جریان پیوسته از پالس ها (امواج مربع) است.

پین 2 پین Trigger است (برای فعال کردن اجزای مدار استفاده می شود) ، از طریق یک خازن به زمین متصل می شود. شارژ و تخلیه این خازن پین های 3 و 7 را روشن می کند. پین 3 پین خروجی است. در این مدار سیگنال موج مربعی را خروجی می دهد. پین 4 پین Reset است. این پین به قسمت مثبت باتری متصل است. پین 6 پین Threshold است.

خازن شارژ می شود و هنگامی که به حدود 2/3 Vcc (ولتاژ باتری) برسد ، این توسط پین Threshold تشخیص داده می شود. با این کار فاصله زمانی پایان می یابد و 0 ولت (ولت) به پین خروجی 3 ارسال می شود (آن را خاموش می کند). پین 7 پین تخلیه است. این پین نیز توسط پین Threshold 6 خاموش می شود. هنگامی که پین 7 خاموش می شود ، برق را به خازن قطع می کند که باعث تخلیه آن می شود. پین 7 زمان بندی را نیز کنترل می کند. پین 7 به مقاومت 100K اهم (LDR) متصل است و تغییر مقدار مقاومت 100K اهم (LDR) زمان پین 7 را تغییر می دهد و بنابراین فرکانس خروجی موج مربعی را توسط پین 3 تغییر می دهد. پین 8 به منبع تغذیه مثبت (Vcc)

تراشه 555 در حالت ایستا قرار دارد به این معنی که پین 3 جریان پیوسته ای از پالس ها را بین 9 ولت تا 0 ولت (سیگنال موج مربع) ارسال می کند. در مدار زیر من ژنراتور استاندارد 555 موج مربع را با جایگزینی مقاومت 100k اهم با مقاومت وابسته به نور (LDR) یا مقاومت در برابر نور تغییر داده ام. من همچنین یک بلندگوی پیزوالکتریک برای تبدیل امواج به صدا اضافه کرده ام.

اینگونه است که صدا با استفاده از 555 Timer IC & LDR تولید می شود. امیدوارم منطق را متوجه شده باشید. اگر شما منطق حالت ناپایدار را درک نکرده اید ، لطفاً کمی درباره همه حالت های مختلف آن بخوانید ، بنابراین درک آن آسان تر خواهد بود. هنوز شک دارید؟ راحت باش و بپرس

مرحله 3: خروجی و نتیجه شبیه سازی

لطفاً شبیه سازی مدار (خروجی اسیلوسکوپ) و عملکرد واقعی آن مدار را که روی تخته نان از طریق ویدئو طراحی کرده ام ، مشاهده کنید. امیدوارم صداهای ترسناک را دوست داشته باشید: P (شروع موتور).

نکته ای که باید رعایت شود: توجه داشته باشید که در ابتدا من هیچ چراغ مشعلی نمی گذارم و تقریباً آن را با دستم می پوشانم تا نور را مسدود کند ، سپس صدای فرکانس بسیار پایینی دریافت می کنم! در حالی که دست کمی به سمت بالا حرکت می کند ، نور آن بیشتر می شود و بنابراین فرکانس کمی افزایش می یابد. اما وقتی چراغ مشعل را قرار می دهم ، فرکانس ناگهانی به دلیل مقدار زیاد نور به فرکانس بسیار بالاتر می رود! ببینید ، چگونه می توانید با آن برای تولید صداهای فرکانسی مختلف بازی کنید.

طراحی مدار مبتنی بر نرم افزار در Tinkercad:

از وب سایت دیدن کنید ، مدار را اصلاح کنید و همچنین شبیه سازی مدار را انجام دهید.

مدار دیگر ترمین من با استفاده از NAND Logic Gates:

امیدوارم این مورد را دوست داشته باشید من سعی می کنم به زودی با افزودن اجزای اضافی برای بهبود موج صوتی و افزایش محدوده فرکانس ، آن را بیشتر بهبود دهم.

تا آن زمان ، از بازی با الکترونیک لذت ببرید بدون اینکه نگران آسیب رساندن به چیزی باشید. حدس بزن چی شده؟ شما همچنین می توانید طرح CAD PCB EAGLE را از طریق آن با صادر کردن آن دریافت کنید! همچنین ، می توانید مدلهای سه بعدی را در این وب سایت شگفت انگیز طراحی کنید: www.tinkercad.com

همه بهترینها: D