Ses Ölçer'i Müzik sistemlerinde bulunan bir Ekolayzer olarak düşünebiliriz. Müziğe göre ışıkların (LED'lerin) dansını görebildiğimiz müzik yüksekse ekolayzır zirveye ulaşır ve düşük müzikte Düşük kalır. Ayrıca MIC, OP-AMP ve LM3914'ün yardımıyla, sesin gücüne göre LED'leri yakan, ses düşükse, daha az LED yanar ve ses Yüksekse daha fazla bir Volume Meter veya VU metre yaptık. LED'ler yanacak, sonunda Videoyu kontrol edin. VU metre aynı zamanda hacim ölçüm cihazı olarak da görev yapar .
Kondenser MIC veya Mikrofon, temelde ses enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bir ses algılama dönüştürücüdür, bu nedenle bu sensörle değişen voltaj olarak sese sahibiz. Genellikle bu cihaz aracılığıyla ses kaydeder veya algılarız. Bu dönüştürücü, tüm cep telefonlarında ve dizüstü bilgisayarlarda kullanılır. Tipik bir MIC şöyle görünür:
Condenser Mic'in polaritesinin belirlenmesi:
MIC'in biri pozitif ve diğeri negatif olan iki terminali vardır. Mikrofon polaritesi, Multi-Meter kullanılarak bulunabilir. Multi-Meter'ın pozitif probunu alın (ölçüm aletini DIODE TESTING moduna getirin) ve MIC'in bir terminaline ve negatif probu MIC'in diğer terminaline bağlayın. Okumaları ekranda alırsanız, pozitif (MIC) terminali Multi-Meter'ın negatif terminalindedir. Ya da sadece bakarak terminalleri bulabilirsiniz, negatif terminalde mikrofonun metal kasasına bağlı iki veya üç lehim hattı vardır. Negatif terminalden metal kasasına bu bağlantı, negatif terminali bulmak için süreklilik test cihazı kullanılarak da test edilebilir.
Gerekli Bileşenler:
Op-amp LM358 ve LM3914 (10 bit karşılaştırıcı) ve bir MIC (yukarıya bakın)
100KΩ direnç (2 adet), 1K Ω direnç (3 adet), 10KΩ direnç, 47KΩ pot,
100nF kondansatör (2 adet), 1000µF kondansatör, 10 LED,
Breadboard ve bazı bağlantı kabloları.
Devre Şeması ve Çalışma Açıklaması:
VU metre devre diyagramıdır, Şekil aşağıda gösteri
VU ölçer Devresinin çalışması basittir; ilk başta MIC sesi alır ve onu sesin yoğunluğuna göre doğrusal voltaj seviyelerine dönüştürür. Dolayısıyla, daha yüksek bir ses için daha yüksek bir değere ve daha düşük bir ses için daha düşük değere sahip olacağız. Daha sonra bu voltaj sinyalleri, gürültüyü filtrelemek için Yüksek Geçiş filtresine beslenir, ardından filtreleme sinyalleri Op-amp LM358 ile güçlendirilir ve son olarak bu filtrelenmiş ve güçlendirilmiş sinyaller, bir voltmetre olarak çalışan ve LED'leri buna göre yanan LM3914'e beslenir. sesin yoğunluğu. Şimdi her adımı tek tek açıklayacağız:
1. Yüksek Geçiş Filtresini kullanarak gürültünün giderilmesi:
MIC, sese ve ayrıca çevresel gürültülere karşı çok hassastır. Belirli önlemler alınmazsa, amplifikatör müzikle birlikte gürültüyü de artıracaktır, bu istenmeyen bir durumdur. Bu yüzden, amplifikatöre gitmeden önce, Yüksek Geçiş Filtresini kullanarak sesleri filtreleyeceğiz. Buradaki bu filtre pasif bir RC filtresidir (Direnç-Kapasitör). Tasarımı kolaydır ve tek bir direnç ve tek kapasitörden oluşur.
Ses aralığını ölçtüğümüz için, filtre doğru tasarlanmalıdır. Devre tasarlanırken yüksek geçişli filtre kesme frekansı akılda tutulmalıdır. Yüksek geçiş filtresi, girişten çıkışa geçen yüksek frekanslı sinyallere izin verir, başka bir deyişle, yalnızca filtrenin öngördüğü frekanstan (kesme frekansı) daha yüksek frekansa sahip sinyallerin geçişine izin verir. Devrede yüksek geçiş filtresi gösterilmektedir.
İnsan kulağı 2-2Khz arasındaki frekansları seçebilir. Bu nedenle, 10-20Hz aralığında kesme frekansına sahip bir Yüksek Geçişli filtre tasarlayacağız.
Kesilmiş frekansı bir yüksek geçiş filtresi, aşağıdaki formül ile bulunabilir
F = 1 / (2πRC)
Bu formülle, seçilen bir kesme frekansı için R ve C değerini bulabiliriz. Burada 10-20 Hz arasında bir kesme frekansına ihtiyacımız var.
Şimdi değerler veya R = 100KΩ, C = 100nF için, 16Hz civarında Kesme frekansına sahip olacağız , bu da yalnızca 16Hz'den daha yüksek frekanslı sinyalin çıkışta görünmesine izin verir. Bu direnç ve kondansatör değerleri zorunlu değildir, daha iyi doğruluk veya seçim kolaylığı için denklemle oynanabilir.
2. Ses sinyallerinin yükseltilmesi:
Gürültü elemanını çıkardıktan sonra, sinyaller amplifikasyon için Op-amp LM358'e beslenir. OP_AMP, "İşlem Amplifikatörü" anlamına gelir. Bu, üç IO (Giriş Çıkış) pini olan üçgen sembolü ile gösterilir. Bu konuyu burada ayrıntılı olarak tartışmayacağız. Daha fazla ayrıntı için LM358 devrelerinden geçebilirsiniz. Burada, op- amp'i MIC'den gelen düşük büyüklük sinyalini yükseltmek ve onları LM3914 tarafından seçilebilecekleri bir seviyeye getirmek için negatif bir geri besleme amplifikatörü olarak kullanacağız.
Negatif geri besleme bağlantısında tipik bir op-amp aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Çıkış voltajının formülü, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Bu formülle amplifikatörün kazancını seçebiliriz.
ΜVolt değerindeki MIC sinyalleri ile, voltmetrenin bu düşük voltajları seçmesi pratik olarak mümkün olmayacağından, okumak için doğrudan voltmetreye besleyemiyoruz. 100 kazanç sağlayan op-amp ile MIC'den gelen sinyalleri yükseltebilir ve daha sonra Voltmetreye besleyebiliriz.
3. LED'ler kullanılarak ses seviyelerinin görsel temsili:
Artık filtrelenmiş ve güçlendirilmiş ses sinyaline sahibiz. Op- amp'den gelen bu filtrelenmiş yükseltilmiş ses sinyali, ses sinyalinin gücünü ölçmek için LM3914 çip LED voltmetresine verilir. LM3914, ses / voltaj yoğunluğuna bağlı olarak 10 LED süren bir çiptir. IC, giriş voltajının değerine göre LED aydınlatma şeklinde ondalık çıktılar sağlar. Maksimum ölçüm giriş voltajı, referans voltajına ve besleme voltajına bağlı olarak değişir. Bu tek çipli cihaz , op-amp'in analog değerine görsel temsil sağlayabileceğimiz bir şekilde ayarlanabilir.
LM3914 yongası birçok özelliğe sahiptir ve bir pil koruma devresi ve Ampermetre devresine dönüştürülebilir. Ancak burada sadece VOLTMETER'in yapımında bize yardımcı olan özellikleri tartışıyoruz.
LM3914, 10 aşamalı bir voltmetredir, yani 10 bit modunda varyasyonlar gösterir. Çip, ölçüm giriş voltajını bir parametre olarak algılar ve bunu referansla karşılaştırır. Bir "V" referansı seçtiğimizi varsayalım, şimdi ölçüm giriş voltajı "V / 10" kadar yükseldiğinde, daha yüksek değerli bir LED'in yanar. "V / 10" verirsek LED1 yanar, "2V / 10" verirsek LED2 yanar, "8V / 10" verirsek LED8 yanar. Müzik hacmi ne kadar büyükse, görsel LED gösterimi o kadar fazla olur (daha fazla LED yanar).
Devrede LM3914 IC:
LM3914 iç devre aşağıda gösterilmiştir. LM3914 temelde 10 karşılaştırıcının birleşimidir. Her karşılaştırıcı, negatif terminalinde referans voltajı kazanan bir op-amp'dir.
Tartışıldığı gibi, maksimum ölçüm değerine bağlı olarak referans değer seçilmelidir. OP_AMP çıkışı maks. 0-4V arasında olacaktır. Bu yüzden LM3914'ün referans gerilimini 4V olarak seçmemiz gerekiyor.
Referans voltajı, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi LM3914'ün RefADJ pinine bağlanan iki direnç tarafından seçilir. Referans Voltaj ile ilgili formül de aşağıdaki şekilde verilmiştir (veri sayfasından alınmıştır),
Şimdi, direnç bölümü temelli voltaj referansıyla ilgili bir sorun var, bir şekilde besleme voltajına bağlı. Dolayısıyla, devre şemasında gösterildiği gibi sabit direnç R2'yi 47KΩ pot ile değiştirdik. Tencere yerinde olduğunda, uygunluğa bağlı olarak referansı ayarlayabiliriz.
4V referans ile, ses yoğunluğuna göre 0,4V'luk bir artış olduğu her seferinde, yüksek öneme sahip LED yanar. LED için ölçüm seviyesi şu şekildedir:
+ 0.4V, + 0.8V, + 1.2V, + 1.6V, + 2.0V, + 2.4V, + 2.8V, + 3.2V, + 3.6V, + 4.0V.
Yani Nutshell'de ses olduğunda, MIC bu ses dalgalarının büyüklüğünü temsil eden voltajlar üretir, MIC'den gelen bu sinyaller RC filtresi ile filtrelenir. Filtrelenen sinyaller, amplifikasyon için op-amp LM358'e beslenir. Bu filtrelenmiş ve yükseltilmiş MIC sinyalleri LM3914 voltmetreye verilir. LM3914 karşılaştırıcı voltmetresi, verilen sinyalin gücüne göre LED'leri yakar. Dolayısıyla ses ölçüm cihazımız var ve bu nedenle HACİM METRE.