Transmitindo música através de LEDs: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Você provavelmente sabe que as ondas de rádio podem transmitir áudio, mas sabia que a luz visível pode fazer a mesma coisa? Usando um projeto de circuito muito simples e algumas peças comumente disponíveis, podemos construir facilmente um dispositivo que nos permite transmitir música sem fio por meio de luzes LED!

Etapa 1: as primeiras coisas primeiro: o circuito

A foto acima é o esboço do circuito que construiremos em breve. Observe que é muito simples; apenas meia dúzia ou mais de componentes são realmente necessários para construir este dispositivo.

Etapa 2: Lista de peças

As peças necessárias podem ser compradas por algo em torno de $ 15 a $ 50. Eles são os seguintes:

1. LEDs brancos de alto brilho. Você vai querer ter pelo menos 2 deles. Quanto maior a potência, melhor! (Desde que sejam classificados para 3 - 3,5 volts)

2. Um diodo. Você não precisa de nenhum tipo específico; Eu tirei este de um retificador de ponte de tiro.

3. (Opcional) um resistor de 10 ohms. Se seus LEDs são do tipo de alta corrente e você tem vários deles, provavelmente não terá um resistor. Mas se você tiver apenas alguns LEDs e / ou se eles forem tradicionais de baixa amperagem, certifique-se de ter um resistor que esteja entre 10 e 100 ohms. Resistências mais altas são necessárias para lâmpadas de corrente mais baixa.

4. Placa de ensaio / placa PCB. Isso é apenas para ter uma estrutura sobre a qual construir o circuito.

5. MP3 Player e cabo de áudio

6. Fones de ouvido ou alto-falante com conector de áudio padrão

7. Um painel solar. Geralmente, você obterá melhores resultados com painéis de alta tensão. O mostrado nesta imagem é classificado para 6 volts, embora eu tenha um maior classificado para 12 (e funciona um pouco melhor).

8. Bateria de lanterna de 6V. Tentar usar tensões mais baixas ou mais altas não funcionará. Vou explicar porque mais tarde.

8. Fiação de cobre sobressalente. Muitos componentes, preciso conectá-los!

Etapa 3: Construindo o Painel de Luz

A parte mais importante deste projeto é o painel de luz. É o coração (e o MP3 player é a alma) sobre o qual o resto do "transmissor" é construído.

Como estamos trabalhando com uma fonte de alimentação de 6 volts e usando LEDs de 3,3 volts, precisaremos começar conectando os LEDs em série de 2. Depois de conectar alguns pares de LEDs, transformando-os efetivamente em 6,6 lâmpadas de voltagem, você pode empilhar tantos desses pares em paralelo quanto desejar. Geralmente, porém, eu diria que 5 ou 6 pares em paralelo (10-12 luzes individuais) é suficiente. Não estamos tentando conduzi-los com brilho total; a natureza do circuito não permite que eles se tornem muito mais brilhantes do que talvez cinco ou dez por cento de sua capacidade nominal.

Depois de concluir seu conjunto de luzes, conecte-o à bateria para testá-lo (de preferência com um resistor pequeno, especialmente se você tiver LEDs de baixa potência).

Etapa 4: a interface do MP3 Player

Deixando a barra de luz de lado, a próxima ordem do dia é descobrir uma maneira de conectar nosso MP3 player ao conjunto. Isso pode ser feito usando um conector de fone de ouvido pré-fabricado de 3,5 mm ou (mais barato e mais rápido) alguns pedaços de fio de cobre.

De imediato, ao examinar a extremidade do cabo de áudio, você perceberá que ele está dividido em três partes. Nosso objetivo é conectar duas dessas três partes ao circuito. Para fazer isso, pegue um pequeno pedaço de fio de cobre nu - talvez 4 ou 5 polegadas de comprimento - e enrole-o firmemente em torno da ponta externa. Você pode torcer o fio depois de enrolá-lo três ou quatro vezes ao redor do plugue, prendendo ainda mais a alça. Certifique-se de deixar pelo menos duas ou três polegadas de cobre de sobra para que possa conectá-lo ao circuito posteriormente.

Em seguida, encontre outro pedaço de fio de cobre nu e torça-o firmemente em torno do segmento mais interno (a parte da tomada oposta à ponta externa). Se tudo correr bem, depois de garantir as duas conexões, você deve colocar o fio de cobre em volta do primeiro e do terceiro segmentos da tomada, com o segmento do meio sendo deixado completamente intocado pelo fio. Neste ponto, se desejar, você pode enrolar fita isolante em torno dele para prender os fios firmemente no lugar.

Ao concluir esta etapa, sua montagem deve ser semelhante à foto acima.

Etapa 5: Fiação do circuito junto

Acredite ou não, estamos quase terminando o circuito principal!

Tudo o que resta fazer é conectar o resistor (se houver) e o diodo ao conjunto. Sendo que o diodo é a parte mais importante dos dois, vamos começar com ele.

Ao observar o diodo, você notará que ele tem uma faixa em uma das extremidades. Esta banda mostra a direção em que a corrente passará. Para fazer um circuito completo, certifique-se de que a banda do diodo está "apontada" para o lado negativo do circuito. Isso é difícil de explicar e é melhor visualizado olhando o diagrama de circuito no início deste Instructable.

Qualquer forma…

Um lado do conector de áudio será conectado a um resistor (ou falta de um resistor), que por sua vez será conectado ao terminal positivo da bateria. A conexão oposta da tomada será unida ao diodo (o lado sem faixa).

Conectado à extremidade com faixa do diodo, estará o terminal positivo do painel de LED. A extremidade negativa do painel de LED é então conectada ao terminal negativo da bateria e voila! O circuito agora está completo. Tudo o que resta fazer é conectar a extremidade livre do cabo de áudio em um MP3 player e selecionar sua música favorita. Mas antes de fazer isso …

Etapa 6: o "receptor"

Para ouvir sua música favorita, você precisará de um par de fones de ouvido e um painel solar. O que precisamos realizar nesta etapa é essencialmente a mesma coisa que fizemos para conectar o MP3 player ao circuito de transmissão.

Comece conectando um fio de cobre à extremidade do conector do fone de ouvido, certificando-se de deixar dois ou três centímetros livres do fio. Conecte outro fio ao terceiro segmento do seu conector, oposto à primeira conexão que você fez. Para solidificar suas conexões, enrole um pouco de fita isolante ao redor da tomada, garantindo que os fios não se cruzem. Isso só permitirá que você ouça o som em um ouvido, mas a qualidade desse som deve ser próxima ao que você esperaria se conectasse seus fones de ouvido diretamente no MP3 player.

Então, parabéns! Você acabou de fazer um conversor de luz visível em áudio. Uma coisa interessante a tentar neste momento é segurar o painel solar próximo a uma luminária em sua casa. Se você tiver lâmpadas LED, ouvirá um zumbido fraco nos fones de ouvido, pois as luzes na verdade estão piscando 60 vezes por segundo devido à frequência da fonte de alimentação! Se você ainda não comprou nenhuma lâmpada LED, ligue a TV e segure o painel próximo à tela. Esteja preparado para ouvir muitos estalos, zumbidos e estalos conforme o painel solar capta a luz que sai do monitor.

Etapa 7: Ouvir

Agora que concluímos as duas partes deste projeto, tudo o que resta a fazer é ligá-lo e ouvir. Conecte o circuito à bateria, conecte e ligue o MP3 player e segure o painel solar a alguns centímetros dos LEDs. Se tudo correr bem, você ouvirá sua música favorita tocando sobre as 'ondas de luz!' Além disso, certifique-se de observar as luzes durante as partes mais rápidas ou agressivas da música, pois elas podem piscar e escurecer levemente com a variação da intensidade do áudio.

Etapa 8: como funciona

Essencialmente, esse circuito nos permite 'codificar' informações de áudio em ondas de luz.

Para uma configuração típica, os LEDs seriam alimentados exclusivamente pela bateria. Como a corrente fornecida pela bateria é DC (corrente contínua), não haveria absolutamente nenhuma variação na luz dos LEDs. Mas se colocarmos o conector de áudio entre as luzes e a bateria, tudo muda.

Quando o cabo de áudio é conectado ao MP3 player, o MP3 passa uma pequena corrente elétrica por ele. Normalmente, essa corrente seria usada para alimentar seus fones de ouvido, já que os fones de ouvido são pouco mais do que eletroímãs superavançados que consomem muito pouca eletricidade para funcionar. Mas, neste projeto, estamos forçando esse minúsculo sinal a "interromper" o fluxo de eletricidade para os LEDs.

Agora, o legal a se notar (e o pouco de ciência que torna este projeto possível) é que a interrupção na eletricidade faz com que esses LEDs 'pisquem'. Além disso, esse piscar ocorre exatamente no mesmo padrão da interrupção. E como a chamada interrupção é, na verdade, um sinal portador de música, isso significa que as luzes agora estão 'transmitindo' a informação que o MP3 player está cuspindo.

De maneira semelhante à forma como uma antena de rádio recebe transmissões, usamos um painel solar para converter a frequência da luz pulsante de volta em eletricidade, que os fones de ouvido podem converter em energia sonora. Ka-boom! Agora você está ouvindo música.

Etapa 9: algumas notas aleatórias

Sobre o "equilíbrio de poder"

Anteriormente neste Instructable, mencionei que precisaríamos que a fonte de alimentação tivesse exatamente 6 volts. Mas por que isso? Basicamente, é porque precisamos 'equilibrar' a potência no circuito com o sinal do MP3 player. Colocando muita energia nos LEDs, alguém acabaria sobrecarregando o circuito, abafando o sinal e distorcendo o áudio.

Na verdade, tentei uma variação neste projeto há várias semanas, na qual liguei um painel de LED com uma fonte de alimentação de 12 volts. Mas como a voltagem estava bem acima do que os LEDs eram tecnicamente classificados, isso deixou toda aquela corrente extra para viajar direto para o conector do jack, embaralhando o sinal e tornando a música impossível de ouvir. É muito possível aumentar este design, mas você sempre deseja garantir que a tensão nominal do painel de LED seja um pouco mais alta do que a saída da fonte de alimentação. Em nosso caso, estamos alimentando LEDs de 3,3 volts (6,6 volts quando dois são colocados em série) com uma bateria que pode enviar - no máximo - 6,5 volts. Assim, todo o excesso de tensão é eliminado pelos LEDs, deixando o sinal puro e limpo.

A imagem acima

Tirei a fotografia mostrada acima no meu quarto. Vários anos atrás, recebi a sorte de receber um painel solar de 100 watts de presente. Bem, o primeiro painel solar que usei para este projeto foi uma pequena configuração de 6 volts que caberia na parte de trás de uma caixa de telefone celular. Mas, sendo a alma curiosa que sou, decidi aumentar um pouco as coisas e conectar um alto-falante MP3 em meu painel de 100 watts.

Na verdade, acabou funcionando muito melhor do que eu esperava. Ao desligar as luzes e simplesmente definir o circuito de música no centro da sala, eu podia ouvir claramente a música vindo do alto-falante, que estava sendo acionado pelo painel solar localizado a vários metros dos LEDs! Eu só posso imaginar a que alturas este projeto poderia ser escalado. E isso me faz pensar … será que o sol pode ser usado para transmitir música? Bem, o mundo pode nunca saber.

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