Robot Cahaya Suara: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam Instruksi ini Anda akan membuat perangkat cahaya suara. Perangkat ini menyalakan LED terang atau bola lampu dengan musik. Input musik berasal dari output line out atau suara dari HiFi, komputer, atau ponsel.

Anda dapat melihat sirkuit bekerja di video.

Perlengkapan

Anda akan perlu:

- papan matriks, - penyerap panas, - transistor daya NPN, - beberapa transistor tujuan umum NPN BJT, - dua transistor tujuan umum PNP BJT, - solder, - besi solder, - bungkus (Anda bisa menggunakan cangkir kertas), - bor listrik (opsional), - pasta perpindahan panas, - pita, - Resistor daya 10 ohm, - resistor 270 ohm, - Resistor 4,7 kohm, - Resistor variabel 2 Megaohm, - dua resistor 1 kohm, - dua resistor 10 kohm, - Resistor 100 kohm, - Kapasitor 470 nF dan 100 nF, - mur dan baut untuk heat sink, - beberapa LED terang atau dua bola lampu 1,5 V, - gunting atau obeng, - satu dioda tujuan umum.

Langkah 1: Pasang Heat Sink

Bor dua lubang di papan matriks dan pasang unit pendingin seperti yang ditunjukkan pada foto.

Langkah 2: Pasang Transistor Daya

Pasang transistor daya PNP dengan baut dan pasta perpindahan panas.

Langkah 3: Bangun Sirkuit

Resistor Rc1b dipilih sebagai 10 kohm, bukan 1 kohm untuk meningkatkan konstanta waktu pengisian. Konstanta waktu pengosongan adalah perkalian nilai kapasitor (C1) dan resistor (Rb2). Alternatifnya adalah menggunakan nilai kapasitor C1 yang lebih tinggi tetapi ini berarti menggunakan kapasitor elektrolitik yang tidak terlalu andal dibandingkan dengan kapasitor bantal atau keramik.

Anda dapat mengganti bola lampu dengan LED terang. Jika sebuah LED mengkonsumsi 10 mA dengan catu daya yang dibutuhkan 2 V maka resistor seri Rc4 yang dibutuhkan adalah (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohm. Anda dapat menempatkan LED tambahan secara paralel dan mengurangi resistor seri menjadi dua atau Anda dapat menempatkan beberapa LED dengan resistor 100 ohm secara paralel dengan transistor daya.

Anda hanya membutuhkan tiga transistor BJT untuk keperluan umum. Namun, Anda harus membeli beberapa jika Anda membakarnya dengan menghubungkan ke pin yang salah. Transistor serba guna sangat murah.

Rc4 hanya perlu menjadi resistor daya jika Anda menggunakan bola lampu.

Resistor Rb1 mengontrol kecerahan bola lampu atau LED terang.

Penguatan arus transistor tipikal (penguatan arus) Beta (arus kolektor dibagi dengan arus basis) adalah 100. Namun, nilai ini bisa serendah 20 atau setinggi 500. Nilai Beta dipengaruhi oleh toleransi produksi dan suhu serta bias sekitar saat ini.

Kita sekarang dapat menghitung asumsi nilai Beta minimum dari transistor Q2, Q3 dan Q4 yang memungkinkan saturasi penuh:

Vs - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V

Q2 Beta: Ic2 / Ib2 = ((Vs - Vbe) / Rb3) / ((Vs - Vbe - Vd) / Rb2)

= (2,3 V / 4, 700 ohm) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100.000 ohm) = 30.585106383

Q3 Beta: Ic3 / Ib3 = ((Vs - Vbe) / Rb4) / ((Vs - Vbe) / Rb3)

= (2,3 V / 220 ohm) / (2,3 V / 4, 700 ohm + 3 V / 100, 000 ohm) = 20,1296041116

Arus bola lampu yang ditentukan adalah 0,3 A. Oleh karena itu:

Q4 Beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 ohm) = 28.6956521739

Dengan demikian transistor kemungkinan besar akan jenuh.

Sekarang kita menghitung frekuensi cut-off filter catu daya RC low pass:

fl = 1/(2*pi*Rs*Cs) = 1/(2*pi*100*(470*10^-6)) = 3.38627538493 Hz

Anda dapat melihat di rangkaian bahwa saya tidak menerapkan filter catu daya RC low pass. Namun, Anda mungkin memerlukan filter lolos rendah ini jika baterai atau sumber daya Anda memiliki resistansi internal yang tinggi. Jika rangkaian masih berosilasi bahkan dengan filter RC maka coba letakkan nilai kapasitor yang lebih tinggi secara paralel dengan kapasitor Cs1 dan Cs2 untuk mengurangi frekuensi cut-off pass rendah.

Hitung frekuensi cut-off filter lolos tinggi masukan:

fh = 1/(2*pi*Ri*Ci) = 1/(2*pi*1000*(470*10^-9)) = 338.627538493 Hz

Frekuensi cut-off maksimum high pass tidak boleh lebih dari 20 Hz. Untuk mengurangi frekuensi ini kita dapat:

1. Tingkatkan nilai Ri. Namun, ini akan mengurangi penguatan sirkuit.

2. Meningkatkan nilai Ci. Ini adalah pilihan yang lebih baik. Kita dapat menempatkan kapasitor 470 nF tambahan secara paralel dengan Ci atau mengganti Ci dengan kapasitor bipolar 10 uF (10.000 nF). Namun, kapasitor baru ini kurang dapat diandalkan dan akan menghabiskan lebih banyak uang. Kapasitor bipolar lebih sulit ditemukan di situs web komponen elektronik.

Langkah 4: Masukkan Sirkuit ke dalam Piala atau Kotak Kertas

Anda dapat melihat bahwa sirkuit ini cocok dengan cangkir kertas.

Bola lampu direkatkan dengan selotip.

Anda dapat membuat lubang di cangkir dengan obeng atau gunting untuk potensiometer.

Lampu akan terlihat melalui cangkir saat menyala.

Langkah 5: Amankan Kabel Dengan Pita

Anda bisa menggunakan selotip apa saja.

Langkah 6: Pasang Lengan dan Kaki

Gunakan kawat logam 1 mm untuk memasang lengan dan Kaki ke robot.

Anda sekarang selesai.