Theremin: an Electronic Odyssey [em 555 Timer IC] * (Tinkercad): 3 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Neste experimento, projetei um Optical Theremin usando um 555 Timer IC. Aqui vou mostrar como gerar música (perto disso: P) sem nem mesmo tocar no instrumento musical. Basicamente, esse instrumento é chamado de Theremin, originalmente construído por um cientista russo Léon Theremin. O theremin original usava interferência de radiofrequência causada pelo movimento da mão do músico para alterar o tom do instrumento. Este theremin óptico depende da intensidade da luz que incide sobre um fotorresistor que pode ser controlado pelo movimento da mão do jogador. Vou tentar explicar todas as etapas do circuito também. Espero que você ame esta implementação prática de Eletrônica que você teria estudado em sua faculdade.

Não tem componentes eletrônicos? OU Você tem medo de brincar com produtos eletrônicos? Ei, não precisa se preocupar!

Projetei todo este circuito virtualmente no Tinkercad (www.tinkercad.com). Verifique e brinque com a eletrônica, projetando coisas reais e também execute-as (simulação).

Etapa 1: Componentes necessários

Aqui está a lista de todos os componentes essenciais necessários para construir este circuito:

1) 555 Timer IC

2) Resistor de 10 kOhm

3) LDR (fotorresistor)

4) Capacitor 100 nF

5) Piezo (Buzzer)

6) Bateria de +9 V e conector de alimentação DC (5,5 mm x 2,1 mm)

Em primeiro lugar, desenhe todo este circuito no tinkercad para ter uma ideia! Você também pode verificar a saída dos circuitos básicos no tinkercad. Anexei o arquivo csv contendo a lista de todos os componentes para referência.

Etapa 2: Projeto e funcionamento do circuito

Basicamente, o CI 555 temporizador é um circuito integrado (chip) usado em uma variedade de aplicações de temporizador, geração de pulso e oscilador. O 555 pode ser usado para fornecer atrasos de tempo, como um oscilador e como um elemento flip-flop.

Existem vários modos de aplicação do 555 Timer IC, dependendo de como o configuramos.

O 555 Timer IC pode ser conectado em seu modo monoestável, produzindo assim um temporizador de precisão de uma duração de tempo fixa, ou em seu modo biestável, para produzir uma ação de comutação do tipo flip-flop. Mas, aqui estamos conectando o IC do temporizador 555 em um modo Astable para produzir um circuito oscilador 555 muito estável para gerar formas de onda de execução livre altamente precisas, cuja frequência de saída pode ser ajustada por meio de um circuito de tanque RC conectado externamente que consiste em apenas dois resistores e um capacitor.

No circuito externo você pode ver o circuito do tanque RC, onde o LDR (Light Dependent Resistor) também está atuando como parte do circuito do tanque RC junto com o Resistor e Capacitor de 10k Ohm.

TRABALHO BÁSICO: Simplesmente movendo nossa mão sobre o LDR, estamos mudando a quantidade de Luz que incide sobre o LDR, que está mudando a intensidade da luz e, portanto, sua resistência geral. Mais a luz, menos a resistência e vice-versa. Portanto, ao alterar a resistência do LDR, estamos alterando a constante de tempo RC do circuito geral, que está alterando a frequência desse circuito (pulsos quadrados gerados por 555 Timer IC) pela alteração do tempo de carga e descarga do capacitor.

Explicação completa:

Quando o 555 está no modo astável, a saída do pino 3 é um fluxo contínuo de pulsos (ondas quadradas).

O pino 2 é o pino Trigger (usado para acionar os componentes do circuito), ele será conectado ao terra através de um capacitor. O carregamento e o descarregamento deste capacitor são alternados nos pinos 3 e 7. O pino 3 é o pino de saída. Neste circuito, ele emite um sinal de onda quadrada. O pino 4 é o pino de reinicialização. Este pino é conectado ao lado positivo da bateria. O pino 6 é o pino do limiar.

O capacitor irá carregar e quando atingir cerca de 2/3 Vcc (voltagem da bateria), isso é detectado pelo pino Threshold. Isso encerrará o intervalo de tempo e enviará 0 V (Volt) para o pino 3 de saída (desliga). O pino 7 é o pino de descarga. Este pino também é desligado pelo pino 6 do Limiar. Quando o pino 7 é desligado, ele corta a energia para o capacitor, fazendo com que ele descarregue. O pino 7 também controla o tempo. O pino 7 está conectado ao resistor de 100K ohm (LDR) e alterar o valor do resistor de 100K ohm (LDR) muda o tempo do pino 7 e, portanto, muda a frequência da saída de onda quadrada pelo pino 3. O pino 8 é conectado ao fonte de alimentação positiva (Vcc).

O chip 555 está no modo astável, o que significa que o pino 3 está enviando um fluxo contínuo de pulsos entre 9 volts e 0 volts (sinal de onda quadrada). No circuito a seguir, modifiquei o gerador de onda quadrada 555 padrão, substituindo o resistor de 100k ohm por um resistor dependente de luz (LDR) ou fotorresistor. Também adicionei um alto-falante piezoelétrico para converter as ondas em som.

É assim que o som é gerado usando 555 Timer IC e LDR. Espero que vocês tenham entendido a lógica. Se vocês não entenderam a lógica do modo astável, por favor, leiam um pouco sobre todos os diferentes modos dela, então seria mais fácil de entender. Ainda tem dúvidas? Sinta-se a vontade para perguntar

Etapa 3: Saída e resultado da simulação

Por favor, veja a simulação do circuito (saída do osciloscópio) e seu funcionamento real do circuito que projetei na placa de ensaio através do vídeo. Espero que você tenha gostado dos sons assustadores: P (Motorbike Starting).

Ponto a Observar: Observe que inicialmente não estou colocando nenhuma lanterna e quase cobrindo com a mão para bloquear a luz, então estou obtendo um som de BAIXA FREQÜÊNCIA! Enquanto move a mão ligeiramente para cima, ela está ficando mais leve e, portanto, a frequência está aumentando ligeiramente. Mas quando eu coloco a luz da tocha, a frequência pula para uma frequência muito mais alta repentinamente devido à grande quantidade de luz !. Veja como você pode brincar com ele para gerar sons de diferentes frequências.

Projeto de circuito baseado em software no Tinkercad:

Visite o site, modifique o circuito e também faça a simulação do circuito.

Meu outro circuito Theremin usando portas lógicas NAND:

Espero que você tenha gostado disso. Vou tentar melhorá-lo ainda mais em breve, adicionando componentes adicionais para melhorar a onda sonora e para aumentar a faixa de frequência.

Até então, divirta-se brincando com a eletrônica sem nunca se preocupar em danificar nada. Adivinha? você também pode obter o layout do CAD PCB do EAGLE exportando-o! Além disso, você pode até projetar modelos 3D neste incrível site: www.tinkercad.com

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