Световые и звуковые приборы своими руками
Bis-auto.ru

Автомобильный портал

Световые и звуковые приборы своими руками

Простые имитаторы звуков, световые эффекты, игрушки (11 схем)

Схемы простейших электронных устройств для начинающих радиолюбителей. Простые электронные игрушки и устройства которые могут быть полезны для дома. Схемы построены на основе транзисторов и не содержат деффицитных компонентов. Имитаторы голосов птиц, музыкальные инструменты, светомузыка на светодиодах и другие.

Генератор трелей соловья

Генератор трелей соловья, выполненный на асимметричном мультивибраторе, собран по схеме, приведенной на рис. 1. Низкочастотный колебательный контур, образованный телефонным капсюлем и конденсатором СЗ, периодически возбуждается импульсами, вырабатываемыми мультивибратором. В итоге формируются звуковые сигналы, напоминающие соловьиные трели. В отличие от предыдущей схемы звучание этого имитатора не управляемое и, следовательно, более однообраз ное. Тембр звучания можно подбирать, меняя емкость конденса тора СЗ.

Рис. 1. Генератор-иммитатор трелей соловья, схема устройства.

Электронный подражатель пения канарейки

Рис. 2. Схема электронного подражателя пения канарейки.

Электронный подражатель пения канарейки описан в книге Б.С. Иванова (рис. 2). В его основе также асимметричный мультивибратор. Основное отличие от предыдущей схемы — это RC-цепочка, включенная между базами транзисторов мультивибратора. Однако это несложное нововведение позволяет радикально изменить характер генерируемых звуков.

Имитатор кряканья утки

Имитатор кряканья утки (рис. 3), предложенный Е. Бри-гиневичем, как и другие схемы имитаторов, реализован на асимметричном мультивибраторе [Р 6/88-36]. В одно плечо мультивибратора включен телефонный капсюль BF1, а в другое — последовательно соединенные светодиоды HL1 и HL2.

Обе нагрузки работают поочередно: то издается звук, то вспыхивают светодиоды — глаза «утки». Тональность звука подбирается резистором R1. Выключатель устройства желательно выполнить на основе магнитоуправляемого контакта, можно самодельного.

Тогда игрушка будет включаться при поднесении к ней замаскированного магнита.

Рис. 3. Схема имитатора кряканья утки.

Генератор «шума дождя»

Рис. 4. Принципиальная схема генератора «шума дождя» на транзисторах.

Генератор «шума дождя», описанный в монографии В.В. Мацкевича (рис. 4), вырабатывает звуковые импульсы, поочередно воспроизводимые в каждом из телефонных капсюлей. Эти щелчки отдаленно напоминают падение капель дождя на подоконник.

Для того чтобы придать случайность характеру падения капель, схему (рис. 4) можно усовершенствовать, введя, например, последовательно с одним из резисторов канал полевого транзистора. Затвор полевого транзистора будет представлять собой антенну, а сам транзистор будет являться управляемым переменным резистором, сопротивление которого будет зависеть от напряженности электрического поля вблизи антенны.

Электронный барабан-приставка

Электронный барабан — схема, генерирующая звуковой сигнал соответствующего звучания при прикосновении к сенсорному контакту (рис. 5) [МК 4/82-7]. Рабочая частота генерации находится в пределах 50. 400 Гц и определяется параметрами RC-элементов устройства. Подобные генераторы могут быть использованы для создания простейшего электромузыкального инструмента с сенсорным управлением.

Рис. 5. Принципиальная схема электронного барабана.

Электронная скрипка с сенсорным управлением

Рис. 6. Схема электронной скрипки на транзисторах.

Электронная «скрипка» сенсорного типа представлена схемой, приведенной в книге Б.С. Иванова (рис. 6). Если к сенсорным контактам «скрипки» приложить палец, включается генератор импульсов, выполненный на транзисторах VT1 и VT2. В телефонном капсюле раздастся звук, высота которого определяется величиной электрического сопротивления участка пальца, приложенного к сенсорным пластинкам.

Если сильнее прижать палец, его сопротивление понизится, соответственно возрастет высота звукового тона. Сопротивление пальца зависит также от его влажности. Изменяя степень прижатия пальца к контактам, можно исполнять незамысловатую мелодию. Начальную частоту генератора устанавливают потенциометром R2.

Электромузыкальный инструмент

Рис. 7. Схема простого самодельного электромузыкального инструмента.

Электромузыкальный инструмент на основе мультивибратора [В.В. Мацкевич] вырабатывает электрические импульсы прямоугольной формы, частота которых зависит от величины сопротивления Ra — Rn (рис. 7). При помощи подобного генератора можно синтезировать звуковую гамму в пределах одной-двух октав.

Звучание сигналов прямоугольной формы очень напоминает органную музыку. На основе этого устройства может быть создана музыкальная шкатулка или шарманка. Для этого на диск, вращаемый ручкой или электродвигателем, наносят по окружности контакты различной длины.

К этим контактам напаивают предварительно подобранные резисторы Ra — Rn, которые определяют частоту импульсов. Длина контактной полоски задает длительность звучания той или иной ноты при скольжении общего подвижного контакта.

Простая цветомузыка на светодиодах

Устройство цветомузыкального сопровождения с разноцветными светодиодами, так называемая «мигалка», украсит музыкальное звучание дополнительным эффектом (рис. 8).

Входной сигнал звуковой частоты простейшими частотными фильтрами разделяется на три канала, условно называемые низкочастотным (светодиод красного свечения); среднечастотным (светодиод зеленого. свечения) и высокочастотным (желтый светодиод).

Высокочастотная составляющая выделяется цепочкой С1 и R2. «Среднечастотная» компонента сигнала выделяется LC-фильтром последовательного типа (L1, С2). В качестве катушки индуктивности фильтра можно использовать старую универсальную головку от магнитофона, либо обмотку малогабаритного трансформатора или дросселя.

В любом случае при настройке устройства потребуется индивидуальный подбор емкости конденсаторов С1 — СЗ. Низкочастотная составляющая звукового сигнала беспрепятственно проходит через цепь R4, СЗ на базу транзистора VT3, управляющего свечением «красного» светодиода. Токи «высокой» частоты закорачиваются конденсатором СЗ, т.к. он имеет для них крайне малое сопротивление.

Рис. 8. Простая цветомузыкальная установка на транзисторах и светодиодах.

Электронная игрушка «угадай цвет» на светодиодах

Электронный автомат предназначен для отгадывания цвета включившегося светодиода (рис. 9) [Б.С. Иванов]. Устройство содержит генератор импульсов — мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2, связанный с триггером на транзисторах VT3, VT4. Триггер, или устройство с двумя устойчивыми состояниями, поочередно переключается после каждого из пришедших на его вход импульсов.

Соответственно, поочередно высвечиваются и разноцветные светодиоды, включенные в каждое из плеч триггера в качестве нагрузки. Поскольку частота генерации достаточно высока, мигание светодиодов при включении генератора импульсов (нажатии на кнопку SB1) сливается в непрерывное свечение. Если отпустить кнопку SB1, генерация прекращается. Триггер устанавливается в одно из двух возможных устойчивых состояний.

Поскольку частота переключений триггера была достаточно велика, заранее предсказать, в каком состоянии окажется триггер, невозможно. Хотя из каждого правила есть исключения. Играющим предлагается определить (предсказать), какой именно цвет появится после очередного запуска генератора.

Либо предлагается угадать, какой цвет загорится после отпускания кнопки. При большом наборе статистики вероятность равновесного, равновероятного высвечивания светодиодов должна приблизиться к значению 50:50. Для малого числа попыток это соотношение может не выполняться.

Рис. 9. Принципиальная схема электронной игрушки на светодиодах.

Электронная игрушка «у кого лучше реакция»

Электронное устройство, позволяющее сопоставить скорость реакции двух испытуемых [Б.С. Иванов], может быть собрано по схеме, приведенной на рис. 10. Первым высвечивается индикатор — светодиод того, кто первый нажмет «свою» кнопку.

В основе устройства триггер на транзисторах VT1 и VT2. Для повторного тестирования скорости реакции питание устройства следует кратковременно отключить дополнительной кнопкой.

Рис. 10. Принципиальная схема игрушки «у кого лучше реакция».

Самодельный фототир

Рис. 11. Принципиальная схема фототира.

Светотир С. Гордеева (рис. 11) позволяет не только играть, но и тренироваться [Р 6/83-36]. Фотоэлемент (фотосопротивление, фотодиод — R3) направляют на светящуюся точку или солнечный зайчик и нажимают спусковой крючок (SA1). Конденсатор С1 разряжается через фотоэлемент на вход генератора импульсов, работающего в ждущем режиме. В телефонном капсюле раздается звук.

Если наводка неточна, и сопротивление резистора R3 велико, то энергии разряда недостаточно для запуска генератора. Для фокусировки света необходима линза.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Схемы световой и звуковой сигнализации КИП и А

Здесь представлены и рассматриваются простые схемы световой и звуковой сигнализации для устройств и приборов КИП и А.

Внимание! Так как все схемы работают под напряжением 220 Вольт, опробование и наладка должна производиться квалифицированным персоналом с соответствующей группой допуска по электробезопасности.

Простая схема световой и звуковой сигнализации

Схема общей сигнализации, показанная на рисунке 1 содержит минимальное количество коммутационных элементов.


Рисунок 1. Простая схема световой и звуковой сигнализации КИП и А

S1. Si – нормально разомкнутые контакты реле приборов, замыкающиеся при достижении уставок приборов значений, при которых должна срабатывать сигнализация.
SB1 – Кнопка «Опробование». Имитирует срабатывание сигнализации. При нажатии загорается лампочка E1 и слышен звук сирены / звонка B1.
SB2 – Кнопка «Съем звука». Служит для отключения звука сигнализации. Световая сигнализация при этом продолжает работать.
K1.1 – нормально разомкнутый контакт реле K1.
K1.2 – нормально замкнутый контакт реле K1.
K1 – электромагнитное реле / пускатель, с рабочим напряжением 220 вольт переменного тока на катушке, с одним нормально замкнутым и одним нормально разомкнутым контактами.
E1 – лампа накаливания 220 вольт – световая сигнализация.
B1 – сирена / звонок, с рабочим напряжением 220 вольт переменного тока – звуковая сигнализация.

Принцип действия сигнализации

Читать еще:  Замена задних тормозных колодок на лада гранта

Контакты реле приборов S1. Si ( их может быть неограниченное количество), запараллелены между собой и с кнопкой «Опробование» сигнализации.

При замыкании любого из них загорается лампочка «E1» световой сигнализации, а также через нормально замкнутый контакт K1.2 реле K1, напряжение 220 вольт подается на сирену / звонок звуковой сигнализации.

Если сигнализация включена, а нужно отключить звук, — нажатием кнопки «Съем звука», напряжение подается на катушку реле K1. При его срабатывании размыкается цепь питания сирены (контакт K1.2), звук отключается. Само же реле подхватывается через контакт K1.1.

Если контакт прибора, вызвавший включение сигнализации размыкается, то соответственно выключается сигнализация – и световая, и звуковая. Реле K1 приводится в исходное состояние.

При использовании лампочки и сирены большой мощности, через коммутационные контакты S1. Si реле приборов может проходить большой ток, что может привести к их подгоранию и выходу из строя. Поэтому, при реализации данной схемы необходимо следить за тем, чтобы суммарный ток лампочки и сирены не превышал предельно допустимый паспортный ток для выходных устройств (реле) приборов.

Буферизированная схема световой и звуковой сигнализации

Схема общей сигнализации, представленная на рисунке 2 по принципу действия соответствует схеме сигнализации представленной выше.


Рисунок 2. Буферизированная схема световой и звуковой сигнализации

Но здесь добавлено промежуточное буферное реле K1 (

220 вольт), исключающее выход из строя контактов реле выходных устройств приборов.

При замыкании контакта реле выходных устройств приборов, через катушку реле / пускателя K1 проходит сравнительно небольшой ток, в большинстве случаев не превышающий предельно-допустимый паспортный. В то же время замыкающий, силовой контакт этого реле / пускателя, может коммутировать достаточно большую мощность для подключения лампочки и сирены свето-звуковой сигнализации.

Триггерная схема световой и звуковой сигнализации

Предыдущие две схемы сигнализации работают таким образом, что при превышении каких либо уставок загорается лампочка и включается звук, а при переходе в нормальный режим, — и свет и сирена отключаются.

В некоторых случаях может быть необходимо включении сигнализации на длительное время даже при кратковременном превышении уставок технологических параметров.

Схема такой сигнализации изображена на рисунке 3.


Рисунок 3. Триггерная схема световой и звуковой сигнализации

Принцип действия аналогичен предыдущей схеме, за исключением того, что в реле K1 добавлен нормально разомкнутый контакт самоподхвата K1.1 и кнопка сброса (выключения) сигнализации SB2.

Даже при кратковременном превышении параметра уставок приборов (замыкании контактов S1. Si), реле K1 сработает и заблокируется контактом K1.1.

Сбросить его в исходное состояние (выключить сигнализацию) можно разорвав цепь питания его катушки вручную кнопкой SB2.

Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

Схема звуковой сигнализации на реле РТД12 показана на рисунке 4.

Если предыдущие схемы идеально подходят реализации для одноканальной сигнализации, то при подключении нескольких приборов не всегда может быть удобно определять каким именно прибором вызвано включение сигнализации. Схема, приведенная ниже работает таким образом, что при срабатывании сигнализации от неограниченного числа приборов включается общая звуковая сигнализация – сирена и загорается одна или несколько лампочек, указывающая на канал (прибор, устройство) от которого сработала сигнализация.


Рисунок 4. Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12

K1 – реле опробования сигнализации . Напряжение катушки =

220 вольт.
K2 – реле включения / отключения звуковой сигнализации. Напряжение катушки =

220 вольт.
B1 – звонок / сирена

220 вольт.
S1. Si – контакты реле уставок приборов (может быть неограниченное количество)
E1. E2 – лампочки накаливания

220 вольт, 10 Вт
VD1. VDi — диоды типа Д226Г или более современные, на напряжение не менее 400 вольт.
SB1, SB2 – кнопки «опробование сигнализации» и «съем звука».
R1 – резистор 2.2 кОм, мощностью не менее 10 Вт.

Особенность схемы заключается в том, что при замыкании одного из контактов реле выходных устройств приборов, фаза

220 Вольт подается через соответствующую лампочку канала на вход реле РТД12, вызывая его включение. При этом лампочка горит и включается звуковая сигнализация.

Если лампочка неисправна, то не происходит включение реле, и соответственно не сработает ни звуковая, ни световая сигнализация. Чтобы избежать этого, требуется периодически проверять работу сигнализации, исправность лампочек. Для этих целей предназначена кнопка SB1 — «опробование сигнализации». При ее нажатии срабатывает реле K1, загораются все исправные лампы сигнализации, а также включается сирена / звонок звуковой сигнализации.

Отключение звука производится кнопкой SB2 — «съем звука».

СВЕТОВОЙ ПРИБОР ДЛЯ ДИСКОТЕК СВОИМИ РУКАМИ

Данный прибор предназначен для светового оформления концертных программ, шоу и дискотек. Схема «светового ежа» показана на рисунке. Основа узла управления шаговым двигателем М2, вращающим рефлектор, — микроконтроллер PIC12C508A, в память программ которого с помощью программатора следует записать коды из таблицы. Все прошивки для МК вы можете скачать на форуме.

Сформированные контроллером сигналы поступают на обмотки шагового двигателя М2 через транзисторные ключи микросхемы ULN2004. Каждый ее выход снабжен защитным диодом, причем общий катод диодов соединен с выводом 9. Таким образом, обмотки двигателя зашунтированы диодами, подавляющими коммутационные выбросы напряжения. Программой предусмотрено пять различных скоростей и два направления вращения рефлектора. Различные сочетания этих параметров и создают световые эффекты. Если контакты выключателя SA1 замкнуты, смена сочетаний скорость/направление происходит периодически по программе. В противном случае (выключатель разомкнут) смена синхронизирована импульсами, поступающими на вывод 4 микросхемы DD1.

Формирователь импульсов в такт с ритмом музыкального произведения собран на микросхеме DA1. Каскад на ОУ DA1.1 усиливает принятый микрофоном BM1 звуковой сигнал музыкального сопровождения. Резистор R3 — регулятор усиления. Далее через фильтр R7C6R8C7 сигнал поступает на вход усилителя на ОУ DA1.2, охваченного АРУ (автоматической регулировкой усиления), поддерживающей амплитуду сигнала на выходе DA1.2 постоянной независимо от громкости музыки. Детектор АРУ собран на диоде VD5, фильтр — R12C8, исполнительный элемент — транзистор VT1. Амплитудным детектор на диоде VD6 с фильтром R16R17C14 и повторителем DA1.3 выделяют огибающую музыкального сигнала. Пороговое устройство на ОУ DA1.4 с узлом задержки повторного срабатывания превращает огибающую в прямоугольные импульсы, поступающие на вход GP3 микроконтроллера DD1.

Мощность трансформатора Т1 должна быть больше мощности лампы ЕL1 не менее чем на 20 Вт. Напряжение на вторичной обмотке этого трансформатора при подключенной лампе должно составлять 10-12 B. В качестве основной лампы EL1 пригодна любая осветительная мощностью до 100 Вт. Кроме мощности, лампы классифицируют по цветовой температуре, чем она ниже, тем «краснее” свет. Обычные лампы накаливания характеризуются сравнительно низкой цветовой температурой, поэтому лучи цветов, лежащих в синей области спектра, покажутся тусклыми. У галогенных ламп этот показатель выше, но срок службы меньше. Рекомендуется использовать галогенную лампу КГМ12-100-2 мощностью 100 Вт. Возможные замены — лампы КГМ12-100 или FSR12-100. В крайнем случае можно взять автомобильные лампы для противотуманных фар. Устанавливая лампу, следует учитывать, что ее спираль должна быть обращена к рефлектору светящейся поверхностью наибольшей площади, а центр этой поверхности — находиться на оптической оси прибора, обозначенной на рис. 1 штрих пунктирной линией. Ширина защитного экрана на 5 мм больше диаметра колбы лампы. Так как рабочая температура колбы галогенной лампы EL1 превышает 250 °С, без принудительной вентиляции в замкнутом внутреннем пространстве «ежа» лампа может перегреться вплоть до размягчения и деформации колбы. Под воздействием высокой температуры нередко разрушается панель лампы, отказывают электронные компоненты блока управления двигателем. Для охлаждения прибора применен вентилятор от блока питания компьютера.

Приводом рефлектора служит шаговый двигатель ДШР-39. Возможная замена — ПБМГ-200, применявшийся в приводах пятидюймовых гибких магнитных дисков для компьютеров. Линза-объектив прибора — двукратная лупа с фокусным расстоянием 192 мм. Подойдет и другая диаметром не менее 100 мм и с фокусным расстоянием 150. 300 мм. Приблизительно определить последнее можно, сфокусировав на какой-либо негорючей поверхности изображение солнечного диска. Расстояние от линзы до поверхности и есть фокусное. На фото ниже вы видите используемую мной для светового прибора лупу.

Читать еще:  Подходящие масла для автомобиля mitsubishi asx: какое же выбрать

Корпус «светового ежа» делают из любого листового металла. Пластмассу, фанеру и другие материалы с плохой теплопроводностью и термостойкостью применять не рекомендуется. Диаметр отверстия под линзу на 5 мм меньше ее диаметра. Линзу крепят по периметру несколькими зажимами.

Налаживание узла управления начинают с проверки напряжения на выходах интегральных стабилизаторов DA2 (9 В) и DA3 (5 В). Замкнув выключатель SA1, с помощью осциллографа проверяют наличие прямоугольных импульсов периодически изменяющейся частоты на выводах 2, 3, 5 и 6 микроконтроллера DD1. Если их нет, микроконтроллер неисправен или неправильно запрограммирован. Аналогичные импульсы, но амплитудой приблизительно 12 В, должны быть на выводах 14,13,11,10 микросхемы DD2. Если на одном из них импульсов нет, а напряжение равно нулю, причиной может быть обрыв обмотки двигателя М2. Затем включают музыку с басами — барабанами. На экране осциллографа, подключенного к выходу ОУ DD1.1 (вывод 6), должна быть видна осциллограмма музыкального сигнала, амплитуду которого регулируют с помощью подстроечного резистора R3. При ее десятикратном изменении амплитуда сигнала на выходе DD1.2 (вывод 14) должна оставаться приблизительно равной 3 В. В противном случае необходимо проверить исправность транзистора VT1 и связанных с ним элементов. Постоянный уровень пару вольт на выходе DA1.3 во время звучания музыки должен сопровождаться всплесками в такт сильной доле произведения. Напряжение на выводе 6 DA1.4 — приблизительно 4 В — немного изменяется в зависимости от характера музыки.

Остается проверить наличие прямоугольных положительных импульсов на выходе DA1.4 (вывод 7). Их длительность зависит от параметров цепи C16 R23 и должна составлять 100 мс. Устранить пропуски или несвоевременную выдачу импульсов удается подборкой номинала резистора R19. Не буду точно утверждать, что использовал контроллер PIC12C508, не вспомню уже, но что использовал PIC12C508A и PIC12C509A — это 100%. Использовал программатор EXTRA PIC — схема на форуме. Прошивал в ICProg. Никаких изменений в исходник не вносил. Указывал в программе именно тот контроллер, который стоит в постельке. Приборы работают в обоих режимах. Видеоролик работы самодельного дискотечного прибора смотрите тут:

От встроенной программы — отрабатывают прошитую программу. А от музыки — просто без музыки останавливается, а при музыке запускается та-же встроенная программа. Конструкцию собрал и испытал: Romick_Калуга

Динамика света и управление

Для получения динамики в световом оформлении помимо источника питания необходим управляющий сигнал, под воздействием которого будет происходить изменение световой картины.

Существует два основных способа управления динамикой света: независимое и зависимое управление от звукового сигнала. Управление динамикой света можно осуществить с помощью следующих устройств:

  1. Цветомузыкальные устройства (цветомузыка)
  2. Приборы с функцией звуковой активации
  3. Музыкально-управляемые автоматы световых эффектов

Цветомузыкальные устройства (цветомузыка). Управление от звукового сигнала в них осуществляется следующим образом. С помощью электрических фильтров общий звуковой сигнал разделяется на несколько частотных диапазонов, уровень сигнала в каждом из которых в конечном счете управляет яркостью свечения соответствующих этим каналам источников света – ламп или светодиодов. Чем выше уровень сигнала в канале, тем ярче горят источники света, соответствующие этому каналу. Таким образом, световые картины изменяются в зависимости от характера музыкальных композиций. С помощью цветомузыки можно реализовать один из самых впечатляющих эффектов – синхронизация по ритму, если один канал цветомузыки настроить на частоту звучания бас-бочки, а вторую — на ведущий.

Приборы с функцией звуковой активации. Функцию звуковой активации могут иметь как сами световые приборы (дискотечные приборы эффектов, проекторы, лазеры и др.), так и пульты управления световым оборудованием и приборами. Первое подразумевается чаще. Работа световых приборов в режиме звуковой активации заключается в том, что из поступающего звука с помощью фильтра производится выделение сигнала управления, который затем управляет режимом работы прибора. Реализаций схем управления может быть много, например, из низкочастотного спектра (например, от бас-бочки) формируются импульсы. Эти импульсы поступают на счетчик. После поступления n-го импульса счетчик формирует управляющий сигнал, который изменяет режим работы светового прибора – происходит изменение движения луча, изменяется программа работы, изменяется направления вращения прибора и др. То есть, звуковой сигнал управляет режимом работы светового прибора. Поэтому цветомузыка и прибор с функцией звуковой активации это принципиально разные устройства, с принципиально разным управлением динамикой света и принципиально разным световым эффектом. В цветомузыке световые картины зависят от характера музыки (темп, спектр частот сигнала, динамика композиции), в то время как работа многих световых приборов от звуковой активации будет выглядеть как беспорядочное включение и движение лучей, никак не синхронизированных с музыкой.

Музыкально-управляемые автоматы световых эффектов. Идея работы данного типа приборов аналогична тому, как это реализовано в приборах с функцией звуковой активации – из звукового сигнала выделяются импульсы, которые управляют режимом работы автомата световых эффектов или скоростью эффекта. Последнее как раз и позволяет получить синхронизацию между ритмом музыкальной композиции и скоростью работы эффекта. Достоинства данного типа приборов – невысокая стоимость стоимость и простота в обслуживании. Если в таком приборе хорошо отстроена синхронизация по ритму, то можно получить весьма динамичный эффект, когда группы ламп переключаются точно в доли ритма. В конце прошлого века подобное управление являлось основой для светового оформления выступлений многих известных музыкальных групп.

Устройства с независимым управлением от звукового сигнала. Это могут быть всё те же автоматы световых эффектов, в которых управление производится не от звукового сигнала, а от задающего генератора. Другим примером подобного рода устройств являются проекторы световых эффектов, например, пламени, воды, звездного неба, большая часть моторизированных приборов – шары, полусферы, грибы и др. Вращающийся зеркальный шар и стробоскоп – это также устройства с независимым от звукового сигнала управлением.

Характер управления будет зависеть не только от того, какой вариант Вы выберите, но и от того, какой эффект Вы хотите получить. Преимущество цветомузыки перед всеми остальными устройствами заключается в возможности автономного управления от музыки, при котором нет необходимости постоянно ей управлять. А вот корректировать цветомузыку придется, поскольку, если частоты ритм-секции композиций отличаются друг от друга. Если автомат световых эффектов с независимым управлением от звука используется для получения динамичного света, то он потребует управления со стороны человека, поскольку для быстрых музыкальных композиций нужно увеличивать скорость эффекта, а для медленных – уменьшить. Если же автомат световых эффектов используется в качестве декоративного эффекта, то данную коррекцию можно не проводить – автомат будет циклически воспроизводить запрограммированный набор эффектов. Если же требуется синхронизировать музыкальный материал с работой световых приборов, то потребуется либо оперативное управление ими, либо предварительное программирование. В противном случае работа световых приборов, как Вы увидите дальше, будет весьма отдаленно соответствовать музыкальным композициям.

Простые схемы цветомузыки на светодиодах и светодиодных лентах для сборки своими руками

Неисчерпаемый потенциал светодиодов в очередной раз раскрылся в конструировании новых и модернизации уже имеющихся цветомузыкальных приставок. 30 лет назад пиком моды считалась цветомузыка, собранная из разноцветных лампочек на 220 вольт, подключенных к кассетному магнитофону. Сейчас ситуация изменилась и функцию магнитофона теперь выполняет любое мультимедийное устройство, а вместо ламп накаливания устанавливают сверхъяркие светодиоды или светодиодные ленты.

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы:

  • широкая цветовая гамма и более насыщенный свет;
  • различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки);
  • высокая скорость срабатывания;
  • низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт. Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Читать еще:  Снятие и очистка дроссельной заслонки на renault logan

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Схема с одноцветной светодиодной лентой

Простейшая вышеприведенная цветомузыка на транзисторе может быть собрана с использованием светодиодной ленты в нагрузке. Для этого нужно увеличить напряжение питания до 12В, подобрать транзистор с наибольшим током коллектора превышающим ток нагрузки и пересчитать номинал резистора. Такая простейшая цветомузыка из светодиодной ленты прекрасно подойдёт начинающим радиолюбителям для сборки своими руками даже дома.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке. Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем. Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке. В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Цветомузыка с RGB светодиодной лентой

Следующая схема цветомузыкальной приставки работает от 12 вольт и может устанавливаться в автомобиле. Она совместила в себе основные функции ранее рассмотренных схемотехнических решений и способна работать в режиме цветомузыки и светильника.

Первый режим достигается за счёт бесконтактного управления RGB-лентой при помощи микрофона, а второй – за счёт одновременного свечения красного, зелёного и синего светодиодов на полную мощность. Выбор режима осуществляется при помощи переключателя, размещенного на плате. Теперь остановимся подробно на том, как сделать цветомузыку, которая отлично подойдет даже для установки в авто, и какие детали для этого потребуются.

Структурная схема

Чтобы понять, как работает данная цветомузыкальная приставка, сначала рассмотрим её структурную схему. Она поможет проследить полный путь прохождения сигнала. Источником электрического сигнала является микрофон, который преобразует звуковые колебания от фонограммы. Т.к. этот сигнал чрезмерно мал, его необходимо усилить при помощи транзистора или операционного усилителя. Далее следует автоматический регулятор уровня (АРУ), который удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к дальнейшей обработке. Фильтры разделяют сигнал на три составляющие, каждая из которых работает только в одном частотном диапазоне. В конце остаётся только усилить подготовленный токовый сигнал, для чего используют транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Принципиальная схема

На основании структурных блоков, можно перейти к рассмотрению принципиальной схемы. Её общий вид представлен на рисунке. Для ограничения тока потребления и стабилизации питающего напряжения установлен резистор R12 и конденсатор С9. Для задания напряжения смещения микрофона установлены R1, R2, C1. Конденсатор Cfc подбирается индивидуально к конкретной модели микрофона в процессе наладки. Он нужен для того, чтобы немного приглушить сигнал той частоты, которая превалирует в работе микрофона. Обычно снижают влияние высокочастотной составляющей.

Нестабильное напряжение автомобильной сети может оказывать влияние на работу цветомузыки. Поэтому наиболее правильно подключать самодельные электронные устройства через стабилизатор на 12В.

Звуковые колебания в микрофоне преобразуются в электрический сигнал и через С2 поступают на прямой вход операционного усилителя DA1.1. с его выхода сигнал следует на вход операционного усилителя DA1.2, снабженного цепью обратной связи. Сопротивления резисторов R5, R6 и R10, R11 задают коэффициент усиления DA1.1, DA1.2 равный 11. Элементы цепи ОС: VD1, VD2, C4, C5, R8, R9 и VT1 вместе с DA1.2 входят в состав АРУ. В момент возникновения на выходе DA1.2 сигнала слишком большой амплитуды транзистор VT1 открывается и через С4 замыкает входной сигнал на общий провод. Это приводит к мгновенному снижению напряжения на выходе.

Затем стабилизированный переменный ток звуковой частоты проходит через отсекающий конденсатор С8, после чего разделяется на три RC-фильтра: R13, C10 (НЧ), R14, C11, C12 (СЧ), R15, C13 (ВЧ). Чтобы цветомузыка на светодиодах светила достаточно ярко, нужно усилить выходной ток до соответствующего значения. Для ленты с потреблением до 0,5А на каждый канал подойдут транзисторы средней мощности типа КТ817 или импортный BD139 без монтажа на радиатор. Если собираемая светомузыка своими руками предполагает нагрузку около 1А, то транзисторам потребуется принудительное охлаждение.

В коллекторах каждого выходного транзистора (параллельно выходу) стоят диоды D6-D8, катоды которых объединены между собой и выведены на переключатель SA1 (White light). Второй контакт переключателя соединён с общим проводом (GND). Пока SA1 разомкнут, схема работает в режиме цветомузыки. При замыкании контактов переключателя все светодиоды в ленте зажигаются на полную яркость, образуя в сумме белый поток света.

Печатная плата и детали сборки

Для изготовления печатной платы понадобится односторонний текстолит размером 50 на 90 мм и готовый файл .lay, который можно скачать здесь. Для наглядности плата показана со стороны радиоэлементов. Перед выводом на печать необходимо задать её зеркальное отображение. В слое М1 показаны 3 перемычки, размещаемые на стороне деталей. Для сборки цветомузыки из светодиодной ленты своими руками понадобятся доступные и недорогие компоненты. Микрофон электретного типа, подойдет в защитном корпусе со старой аудио аппаратуры. Светомузыка собрана на микросхеме TL072 в DIP8 корпусе. Конденсаторы, независимо от типа, должны иметь запас по напряжению и быть рассчитаны на 16В или 25В. При необходимости конструкция платы позволяет установить выходные транзисторы на небольшие радиаторы. С краю запаивают клеммную колодку на 6 позиций для подачи питания, подключения RGB светодиодной ленты и переключателя. Полный перечень элементов приведен в таблице. В заключение хочется отметить, что количество выходных каналов в самодельной цветомузыкальной приставке можно увеличивать сколь угодно раз. Для этого нужно разбить весь частотный диапазон на большее количество секторов и пересчитать полосу пропускания каждого RC-фильтра. К выходам дополнительных усилителей подключить светодиоды промежуточных цветов: фиолетового, бирюзового, оранжевого. От такого усовершенствования цветомузыка своими руками станет только краше.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector