Robô de luz sonora: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Neste Instructable, você fará um dispositivo de luz sonora. Este dispositivo liga os LEDs brilhantes ou lâmpadas com música. A entrada de música vem de saída de linha ou saída de voz de um HiFi, computador ou telefone celular.

Você pode ver o circuito funcionando no vídeo.

Suprimentos

Você vai precisar de:

- placa de matriz, - dissipador de calor, - Transistor de potência NPN, - alguns transistores NPN BJT de uso geral, - dois transistores de propósito geral PNP BJT, - solda, - ferro de solda, - invólucro (você pode usar um copo de papel), - furadeira elétrica (opcional), - pasta de transferência de calor, - fita, - resistor de potência de 10 ohms, - resistor de 270 ohms, - resistor de 4,7 kohm, - resistor variável de 2 Megohm, - dois resistores de 1 kohm, - dois resistores de 10 kohm, - resistor de 100 kohm, - capacitores 470 nF e 100 nF, - porca e parafuso para o dissipador de calor, - alguns LEDs brilhantes ou duas lâmpadas de 1,5 V, - tesoura ou chave de fenda, - um diodo de uso geral.

Etapa 1: conecte o dissipador de calor

Faça dois furos na placa da matriz e prenda o dissipador de calor conforme mostrado na foto.

Etapa 2: conecte o transistor de potência

Conecte o transistor de potência PNP com parafuso e pasta de transferência de calor.

Etapa 3: construir o circuito

O resistor Rc1b foi escolhido como 10 kohm em vez de 1 kohm para aumentar a constante de tempo de carregamento. A constante de tempo de descarga é uma multiplicação do valor do capacitor (C1) e do resistor (Rb2). Uma alternativa seria usar um valor de capacitor C1 mais alto, mas isso significaria usar um capacitor eletrolítico que não é muito confiável em comparação com os capacitores de almofada ou de cerâmica.

Você pode substituir as lâmpadas por LEDs brilhantes. Se um LED consome 10 mA com 2 V de alimentação necessária, o resistor Rc4 da série necessária é (Vs - Vled) / Iled = (3 V - 2 V) / 10 mA = 100 ohms. Você pode colocar um LED adicional em paralelo e reduzir o resistor em série pela metade ou pode colocar alguns LEDs com resistores de 100 ohms em paralelo ao transistor de potência.

Você só precisa de três transistores BJT de uso geral. No entanto, você precisa comprar alguns para o caso de queimá-los conectando-os aos pinos errados. Os transistores de uso geral são muito baratos.

Rc4 só precisa ser um resistor de potência se você estiver usando lâmpadas.

O resistor Rb1 controla o brilho das lâmpadas ou LEDs brilhantes.

Um ganho de corrente de transistor típico (ganho de corrente) Beta (corrente de coletor dividida pela corrente de base) é 100. No entanto, este valor pode ser tão baixo quanto 20 ou tão alto quanto 500. O valor Beta é influenciado pelas tolerâncias de produção e temperatura ambiente e polarização atual.

Podemos agora calcular os valores beta mínimos assumidos dos transistores Q2, Q3 e Q4 que permitirão a saturação total:

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 ohms) / ((2,3 V - 0,7 V) / 100, 000 ohms) = 30,585106383

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

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

A corrente da lâmpada especificada é 0,3 A. Portanto:

Q4 Beta: Ic4 / Ib4 = 0,3 A / ((Vs - Vbe) / Rb4) = 0,3 A / (2,3 V / 220 ohms) = 28,6956521739

Assim, os transistores provavelmente ficarão saturados.

Agora calculamos a frequência de corte do filtro de passagem baixa da fonte de alimentação RC:

fl = 1 / (2 * pi * Rs * Cs) = 1 / (2 * pi * 100 * (470 * 10 ^ -6)) = 3,38627538493 Hz

Você pode ver no circuito que eu não implementei o filtro RC passa-baixo da fonte de alimentação. No entanto, você pode precisar desse filtro de passagem baixa se sua bateria ou fonte de alimentação tiver uma resistência interna alta. Se o circuito ainda oscilar mesmo com o filtro RC, tente colocar valores de capacitores mais altos em paralelo com os capacitores Cs1 e Cs2 para reduzir a frequência de corte da passagem baixa.

Calcule a frequência de corte do filtro passa-alta de entrada:

fh = 1 / (2 * pi * Ri * Ci) = 1 / (2 * pi * 1000 * (470 * 10 ^ -9)) = 338,627538493 Hz

A frequência máxima de corte do passa-alto não deve ser superior a 20 Hz. Para reduzir essa frequência, podemos:

1. Aumente o valor de Ri. No entanto, isso reduzirá o ganho do circuito.

2. Aumente o valor Ci. Esta é a melhor opção. Podemos colocar um capacitor adicional de 470 nF em paralelo com Ci ou substituir Ci por um capacitor bipolar de 10 uF (10.000 nF). No entanto, esse novo capacitor é menos confiável e custará mais dinheiro. Capacitores bipolares são mais difíceis de encontrar em sites de componentes eletrônicos.

Etapa 4: coloque o circuito em um copo ou caixa de papel

Você pode ver que o circuito cabe em um copo de papel.

As lâmpadas são fixadas com fita adesiva.

Você pode fazer um furo no copo com uma chave de fenda ou tesoura para o potenciômetro.

As luzes serão vistas através da xícara quando acesas.

Etapa 5: prenda os fios com fita adesiva

Você pode usar qualquer fita adesiva.

Etapa 6: prenda os braços e pernas

Use um fio de metal de 1 mm para prender os braços e pernas ao robô.

Agora você está pronto.