Medidor de intensidade de áudio ambiental: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Meu projeto é um medidor de som mostrado por LEDs. Ele faz uso de um microfone de eletreto, amplificador operacional e IC Driver de LED LM3914. Quanto mais barulhento é o ambiente ao redor do sensor, mais LEDs são ligados pelo LM3914. É um projeto bastante simples e interessante, ideal para iniciantes em eletrônica.

Materiais:

· Breadboard (Lee's # 10516)

· Jumpers OR (Wire Stripper AND Breadboard Wire) (Lee's # 10325 + vários)

· LEDs de furo passante 10 × (Lee's # 549 + vários)

· Microfone de eletreto (Lee's # 2272)

· Amplificador operacional (Lee's # 7292 / # 7293)

· LM3914 (Lee's # 7034)

· Capacitor de 1 μF (Lee's # 8962 / # 82)

· 3 × 2,2 kΩ resistores (Lee's # 9223 / # 9548)

· Resistores 2 × 1 kΩ (Lee's # 9190)

· Resistor de 330 kΩ (Lee's # 9427)

· Potenciômetro E chave de fenda (Lee's # 71044 + vários)

· Conjuntos de bateria 2 × AA × 3 (Lee's # 21079)

Etapa 1: Conectando o microfone

Conecte o microfone de eletreto usando jumpers para aterramento. Conecte também o outro pino conforme mostrado no esquema. Consulte a folha de dados para descobrir qual pino é qual. O condutor do capacitor não conectado diretamente ao microfone pode ser considerado a saída bruta do sensor. No entanto, esta tensão terá uma polarização DC. Para corrigir isso, podemos puxar a saída para o solo com um resistor de 1 kΩ. Isso cria o que é conhecido como filtro passa-alta, neste caso, o que significa que a parte CC do sinal não passa na saída, mas o sinal CA de pico a pico <15 mV passa. Assim que o microfone estiver ligado corretamente, verifique se a tensão de saída (CA) aparece corretamente.

Etapa 2: Ligando o circuito

Usei duas fontes separadas de 4,5 V DC, mas se você já tiver algo semelhante, também funcionará bem. Isso é necessário para que o sinal do microfone AC oscile totalmente, mesmo quando amplificado. Os fios vermelho e preto devem ser conectados aos trilhos de forma que + Vcc, -Vcc e trilhos de aterramento estejam presentes.

Etapa 3: amplificação da saída do microfone

Como é o caso da maioria dos transdutores, o sinal é muito pequeno para ser útil para nós. Os sinais AC podem ser amplificados com amplificadores operacionais, transistores ou transformadores. No entanto, acho que os amplificadores operacionais são os mais simples de se trabalhar, então vamos nos concentrar nos amplificadores operacionais. É necessário apenas um amplificador operacional duplo (usei o TL084, mas você pode usar o que quiser). Todos os ICs op amp devem ter pelo menos 5 pinos que são Vs + (tensão de alimentação positiva), Vs- (tensão de alimentação negativa), V + (entrada não inversora), V- (entrada inversora) e Vo (saída). Há muita teoria por trás dos amplificadores operacionais, mas o importante para nós é que Vo nunca pode ir além de V + e V- (na realidade, o intervalo real é conhecido como + Vsat e -Vsat), os terminais de entrada não consomem corrente (teoricamente não na prática), e as entradas não inversoras e inversoras são mantidas na mesma tensão quando o amplificador operacional está em feedback negativo (Vo conectado a V-).

Veja o esquema para as conexões. Nossa configuração é conhecida como amplificador não inversor, o que significa que o ganho é positivo. O ganho é genericamente Av = Vo / Vi. Para um amplificador não inversor, Av = Vo / Vi = 1 + Rf / Ri. Estamos usando valores de resistor de 1 kΩ e 330 kΩ para obter um ganho de 331. Depois que tudo estiver conectado, deve haver um sinal AC amplificado puro em Vo.

Etapa 4: Conectando o LM3914

O LM3914 é a melhor opção para criarmos um medidor de LED analógico sem o uso de um microcontrolador e ADC. É um driver de LED IC. Não precisamos saber todas as especificações de seus componentes internos, mas precisamos saber como usá-lo. Possui 10 saídas baixas ativas principais que são basicamente fontes de corrente. Este IC também tem um V- e V + que são as tensões de alimentação. RLO e RHI são os intervalos entre os quais o sinal deve estar. Para nossos propósitos, RLO é aterrado e RHI é ajustado para usar um potenciômetro entre Vref e aterrado. RLO não deve exceder Vref. O pino de seleção de modo deve ser mantido alto para que tenhamos um efeito de barra completa com os LEDs. Qualquer cor de LED pode ser usada, mas eu uso LEDs verdes, laranja, vermelhos e azuis. Consulte o esquema para todas as conexões. Parabéns! Você Terminou.

Etapa 5: Notas

Um voltímetro seria uma ferramenta útil para este projeto para solução de problemas. Um osciloscópio é ainda mais útil para este projeto, considerando que envolve uma boa quantidade de CA. Embora não fosse necessário para o nosso projeto, poderíamos ter retificado Vo do amplificador operacional para um sinal DC mais limpo para uso com o LM3914. Consulte as respectivas fichas técnicas para obter mais informações sobre eletreto, amplificador operacional ou LM3914.