Audio Vizualizasiya, İkili Saat və FM Alıcısı olan Masa Gücləndiricisi: 8 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Gücləndiriciləri sevirəm və bu gün bu yaxınlarda hazırladığım aşağı gücə malik stolüstü gücləndiricimi paylaşacam. Hazırladığım gücləndiricinin bəzi maraqlı xüsusiyyətləri var. İnteqrasiya edilmiş ikili saata malikdir və vaxt və tarix verə bilər və tez -tez səs spektri analizatoru adlanan səsi görüntüləyə bilər. FM qəbuledici və ya MP3 pleyer kimi istifadə edə bilərsiniz. Saat gücləndiricimi bəyənirsinizsə, öz surətinizi çıxarmaq üçün aşağıdakı adımları izləyin.

Addım 1: Yaxşı Gücləndirici Dizayn Məsləhətləri

Səs -küy olmadan keyfiyyətli bir səs dövrəsi hazırlamaq təcrübəli bir dizayner üçün belə çətindir. Beləliklə, dizaynınızı daha yaxşı etmək üçün bəzi tövsiyələrə əməl etməlisiniz.

Güc

Dinamik gücləndiricilər, adətən, birbaşa əsas sistem gərginliyindən işləyir və nisbətən yüksək cərəyan tələb edir. İzdəki müqavimət, gücləndiricinin təchizat gərginliyini və sistemdəki tullantı gücünü azaldan gərginlik düşmələri ilə nəticələnəcək. İz müqaviməti, təchizat cərəyanının normal dalğalanmalarının gərginlik dalğalanmalarına çevrilməsinə səbəb olur. Performansı artırmaq üçün bütün gücləndirici enerji təchizatı üçün qısa geniş izlərdən istifadə edin.

Topraklama

Topraklama, cihazın potensialının sistem tərəfindən əldə edilib -edilməyəcəyini təyin etməkdə ən vacib rolu oynayır. Zəif topraklanmış bir sistem, ehtimal ki, yüksək təhrif, səs -küy, kəsişmə və RF həssaslığına sahib olacaq. Sistemin topraklanmasına nə qədər vaxt ayrılması lazım olduğunu soruşa bilsək də, diqqətlə hazırlanmış bir topraklama sxemi çox sayda problemin heç vaxt meydana gəlməsinin qarşısını alır.

Hər hansı bir sistemdəki torpaq iki məqsədə xidmət etməlidir. Birincisi, bir cihaza axan bütün cərəyanların geri dönüş yoludur. İkincisi, həm rəqəmsal, həm də analog dövrələr üçün istinad gərginliyidir. Torpağın bütün nöqtələrində gərginlik eyni ola bilsə, topraklama sadə bir məşq olardı. Əslində bu mümkün deyil. Bütün tellər və izlər sonlu bir müqavimətə malikdir. Bu o deməkdir ki, hər dəfə yerdən cərəyan axdıqda, ona uyğun bir gərginlik düşməsi olacaq. Hər hansı bir tel döngəsi də bir endüktör yaradır. Bu o deməkdir ki, cərəyan batareyadan bir yükə və yenidən batareyaya axanda cari yolun bir qədər endüktansı olur. Endüktans yüksək tezliklərdə torpaq empedansını artırır.

Müəyyən bir tətbiq üçün ən yaxşı yer sistemini hazırlamaq sadə bir iş olmasa da, bəzi ümumi qaydalar bütün sistemlərə aiddir.

1. Rəqəmsal Dövrlər üçün Davamlı Zəmin Təyyarəsi qurun: Yer müstəvisindəki rəqəmsal cərəyan, orijinal siqnalın aldığı marşrutu izləməyə meyllidir. Bu yol cərəyan üçün ən kiçik döngə sahəsini yaradır və bununla da anten təsirlərini və endüktansını minimuma endirir. Bütün rəqəmsal siqnal izlərinin uyğun bir torpaq yoluna malik olmasını təmin etməyin ən yaxşı yolu, siqnal qatına dərhal bitişik olan təbəqədə davamlı bir yer müstəvisinin qurulmasıdır. Bu təbəqə rəqəmsal siqnal izi ilə eyni sahəni əhatə etməlidir və davamlılığında mümkün qədər az fasilə olmalıdır. Viyas da daxil olmaqla, yer müstəvisindəki bütün fasilələr torpaq cərəyanının idealdan daha böyük bir döngədə axmasına səbəb olur və bununla da radiasiya və səs -küyü artırır.
2. Topraklama Cərəyanlarını Ayrı Tutun: Rəqəmsal cərəyanların analoq dövrələrə səs -küy əlavə etməməsi üçün rəqəmsal və analog dövrələr üçün torpaq cərəyanları ayrılmalıdır. Bunun ən yaxşı yolu komponentlərin düzgün yerləşdirilməsidir. Bütün analoq və rəqəmsal sxemlər PCB -nin ayrı hissələrinə yerləşdirilərsə, torpaq cərəyanları təbii olaraq təcrid olunacaq. Bunun yaxşı işləməsi üçün analog bölmədə PCB -nin bütün təbəqələrində yalnız analoq sxemlər olmalıdır.
3. Analog Dövrlər üçün Ulduz Topraklama Texnikasından istifadə edin: Səs güc gücləndiriciləri həm öz sisteminə, həm də digər sistem məlumatlarına mənfi təsir edə biləcək nisbətən böyük cərəyanlar çəkməyə meyllidirlər. Bu problemin qarşısını almaq üçün, körpü gücləndiricinin güc zəminləri və qulaqlıq-yuva yerinin qaytarılması üçün xüsusi qayıdış yolları təmin edin. İzolyasiya, bu cərəyanların yer səthinin digər hissələrinin gərginliyinə təsir etmədən batareyaya geri axmasına imkan verir. Unutmayın ki, bu xüsusi qayıdış yolları rəqəmsal siqnal izləri altında keçməməlidir, çünki rəqəmsal geri dönmə cərəyanlarını blok edə bilər.
4. Bypass Kondansatörlerinin Effektivliyini Maksimuma çatdırın: Demək olar ki, bütün cihazlarda ani cərəyan təmin etmək üçün bypass kondansatörləri lazımdır. Kondansatörlə cihazın təchizat pimi arasındakı endüktansı minimuma endirmək üçün bu kondansatörləri baypas etdikləri təchizat piminə mümkün qədər yaxın tapın. Hər hansı bir endüktans, bypass kondansatörünün effektivliyini azaldır. Eynilə, kondansatörün yüksək frekanslı empedansını minimuma endirmək üçün yerə aşağı empedanslı bir əlaqə təmin edilməlidir. Kondansatörün yer üzünü bir izlə yönləndirmək əvəzinə, onu yer müstəvisinə birbaşa bağlayın.
5. Zəminlə Bütün İstifadə edilməmiş PCB Sahəsini Daşqın Edin: İki mis parçası bir -birinə yaxınlaşdıqda aralarında kiçik bir tutumlu bağlama əmələ gəlir. Siqnal izləri yaxınlığında yerüstü daşqın keçirərək, siqnal xətlərindəki arzuolunmaz yüksək tezlikli enerji, kapasitiv birləşmə vasitəsi ilə yerə yönləndirilə bilər.

Güc qaynaqlarını, transformatoru və səs -küylü rəqəmsal sxemləri səs sxeminizdən uzaq tutmağa çalışın. Səs dövrəsi üçün ayrı bir torpaq bağlantısı istifadə edin və səs dövrəsi üçün torpaq təyyarələrindən istifadə etməmək yaxşıdır. Səs gücləndiricisinin torpaq (GND) bağlantısı digər tranzistorların, IC və s. İlə müqayisədə çox vacibdir, əgər ikisi arasında torpaq səs -küyü varsa, gücləndirici onu çıxaracaq.

Aralarında +V arasındakı 100R müqavimətindən istifadə edərək vacib IC -ləri və həssas bir şeyi gücləndirməyi düşünün. Rezistorun IC tərəfinə layiqli ölçülü (məsələn, 220uF) seçilmiş kondansatör daxil edin. IC çox güc çəkəcəksə, rezistorun onu idarə edə biləcəyinə əmin olun (kifayət qədər yüksək vat seçin və zəruri hallarda PCB mis istilik batırmasını təmin edin) və rezistorda gərginliyin düşəcəyini unutmayın.

Transformator əsaslı dizaynlar üçün, düzəldici kondansatörlərin düzəldici pinlərə mümkün qədər yaxın olmasını və düzəldilmiş günah dalğasının ən başında böyük şarj cərəyanları səbəbiylə öz qalın yolları ilə birləşdirilməsini istəyirsiniz. Doğrultucunun çıxış gərginliyi kondansatörün çürüyən gərginliyini aşdığından, şarj xəttində eyni mis parçasını elektrik xətlərindən birində paylaşsalar, səs dövrəsinə keçə biləcək impuls səs -küyü yaranır. Nəbz şarj cərəyanından qurtula bilməzsiniz, buna görə də bu yüksək cərəyan enerjisini minimuma endirmək üçün kondansatörü körpü düzəldicisində lokal saxlamaq daha yaxşıdır. Bir səs gücləndiricisi düzəldicinin yanındadırsa, bu problemə səbəb olan bu kondansatörün qarşısını almaq üçün gücləndiricinin yanında böyük bir kondansatör tapmayın, ancaq bir qədər məsafə varsa, gücləndiricinin üzən kimi öz kondansatörünü verməsinin cəriməsi enerji mənbəyindən yüklənir və misin uzunluğuna görə nisbətən yüksək bir empedansa malikdir.

Düzəldicilərin / PSU girişinin yaxınlığındakı səs dövrəsi tərəfindən istifadə olunan və öz əlaqələri ilə əlaqə quran gərginlik tənzimləyicilərini tapın.

Siqnallar

Mümkün olduğu təqdirdə, PCB -də paralel olaraq işləyən IC -dən gələn və gələn səs siqnallarından çəkinin, çünki bu çıxışdan girişə geri dönən salınımlara səbəb ola bilər. Unutmayın ki, yalnız 5 mV çox səs -küyə səbəb ola bilər!

Rəqəmsal yer təyyarələrini ümumiyyətlə səs GND -dən və audio sxemdən uzaq tutun. Hum, rəqəmsal təyyarələrə çox yaxın olan parçalardan səsə daxil edilə bilər.

Başqa bir qurğu ilə əlaqə qurarkən, audio dövrəni ehtiva edən başqa bir lövhəni gücləndirsəniz (bir səs siqnalı verəcək və ya alacaqsınız), GND -nin 2 lövhə ilə əlaqələndirdiyi yalnız 1 nöqtənin olduğundan əmin olun və bu ideal olaraq audio analoq siqnal bağlantısında olmalıdır. nöqtə

Digər cihazlara / xarici dünyaya siqnal IO əlaqələri üçün, GND dövrələri ilə xarici dünya GND arasında 100R müqavimətindən istifadə edərək, yer döngələrini dayandırmaq üçün hər şey üçün (dövrənin rəqəmsal hissələri daxil olmaqla) istifadə etmək yaxşı bir fikirdir.

Kondansatörler

Bölmələri bir -birindən təcrid etmək istədiyiniz yerdə istifadə edin. İstifadə ediləcək dəyərlər:- 220nF tipikdir, ölçüsünü / xərcini azaltmaq istəyirsinizsə 100nF-dən aşağı düşməmək daha yaxşıdır.

Keramika kondansatörlərindən istifadə etməyin. Səbəb, keramika kondansatörlərinin səs -küyə səbəb olan AC siqnalına piezoelektrik təsir göstərməsidir. Bir növ Poly istifadə edin - Polipropilen ən yaxşısıdır, amma hər kəs edəcək. Əsl audio başlıqlar da elektrolitikləri sıradan istifadə etməyin, lakin bir çox dizaynerin problemsiz istifadə etdiyini söyləyir-bu, ehtimal ki, ümumi standart səs dizaynı deyil, yüksək təmizlik tətbiqləri üçündür.

Tantal kondansatörləri səs siqnal yollarında heç bir yerdə istifadə etməyin (bəzi dizaynerlər fikir ayrılığına gələ bilərlər, lakin dəhşətli problemlərə səbəb ola bilərlər)

Polikarbonat üçün ümumiyyətlə qəbul edilən bir əvəz PPS (Polifenilen Sülfid) dir.

Yüksək keyfiyyətli polikarbonat film və polistirol film və teflon kondansatörləri və NPO/COG keramika kondansatörləri çox aşağı gərginlik əmsallarına malikdir və buna görə də çox aşağı təhrifə malikdir və nəticələr spektr analizatorlarından və qulaqlardan istifadə etməklə çox aydındır.

Yüksək K seramik dielektriklərdən çəkinin, yüksək bir gərginlik əmsalına malikdirlər və bir ton nəzarət mərhələsində istifadə edildikdə bəzi təhriflərə səbəb ola biləcəyini düşünürəm.

Komponentlərin yerləşdirilməsi

Hər hansı bir PCB dizaynının ilk addımı komponentlərin harada yerləşdiriləcəyini seçməkdir. Bu vəzifəyə "mərtəbə planlaması" deyilir. Diqqətlə komponentlərin yerləşdirilməsi siqnal marşrutlaşdırmasını və yer bölməsini asanlaşdıra bilər. Səs alma və lazım olan lövhə sahəsini minimuma endirir.

Analog bölmədə komponentlərin yerləşdirilməsi seçilməlidir. Səs siqnallarının getdiyi məsafəni minimuma endirmək üçün komponentlər yerləşdirilməlidir. Səs gücləndiricisini qulaqlıq yuvasına və dinamikə mümkün qədər yaxın tapın. Bu yerləşdirmə, D sinfi dinamik gücləndiricilərindən EMI radiasiyasını minimuma endirəcək və aşağı amplitüdlü qulaqlıq siqnallarının səsə həssaslığını minimuma endirəcək. Gücləndirici girişlərində səs -küyün azalmasını minimuma endirmək üçün analog səs verən cihazları gücləndiriciyə mümkün qədər yaxın qoyun. Bütün giriş siqnal izləri RF siqnallarının antenası rolunu oynayacaq, lakin izlərin qısaldılması ümumiyyətlə narahatlıq yaradan tezliklərdə antenin səmərəliliyini azaltmağa kömək edir.

Addım 2: Ehtiyacınız var …

1. TEA2025B Audio Gücləndirici IC (ebay.com)

2. 6 ədəd 100uF Elektrolitik Kondansatör (ebay.com)

3. 2 ədəd 470uF Elektrolitik Kondansatör (ebay.com)

4. 2 ədəd 0.22uF kondansatör

5. 2 ədəd 0.15uF Seramik Kondansatör

6. İkili Səs İdarəetmə Potansiyometri (50 - 100K) (ebay.com)

7. 2 ədəd 4 ohm 2.5W Dinamik

8. MP3 + FM Alıcı Modulu (ebay.com)

9. Sürücü IC ilə LED Matrix (Adafruit.com)

10. Vero Board & Bəzi tellər.

11. Arduino UNO (Adafruit.com)

12. DS1307 RTC Modulu (Adafruit.com)

Addım 3: Gücləndirici Dövrünün Hazırlanması

Əlavə edilmiş sxemə görə, bütün komponentləri PCB -yə lehimləyin. Kondansatörler üçün dəqiq bir dəyər istifadə edin. Elektrolitik kondansatörlərin polaritesinə diqqət yetirin. Səs -küyü minimuma endirmək üçün bütün kondansatörü IC -yə mümkün qədər yaxın tutmağa çalışın. IC bazasını istifadə etmədən IC -ni birbaşa lehimləyin. IC gücləndiricisinin iki tərəfi arasındakı izləri kəsdiyinizə əmin olun. Bütün lehim birləşmələri mükəmməl olmalıdır. Bu bir səs gücləndirici dövrədir, buna görə də xüsusilə torpaq (GND) ilə əlaqəli lehimləmə əlaqələrində peşəkar olun.

Addım 4: Dinamik ilə Dövrün Testi

Bütün əlaqəni və lehimləmə işini bitirdikdən sonra gücləndiricinin dövrəsinə 4 ohm 2,5W gücündə iki dinamik qoşun. Səs mənbəyini dövrə qoşun və onu yandırın. Hər şey qaydasındadırsa, buradan səs -küysüz bir səs çıxacaq.

Səs gücləndirmək üçün TEA2025B IC səs gücləndiricisindən istifadə etdim. Geniş bir gərginlik aralığında (3 V ilə 9 V arasında) işləyən gözəl bir səs gücləndirici çipdir. Beləliklə, aralığın hər hansı bir gərginliyi ilə test edə bilərsiniz. 9V adapterdən istifadə edirəm və yaxşı işləyir. IC ikili və ya körpü əlaqə rejimində işləyə bilər. Gücləndirici çipi haqqında daha ətraflı məlumat üçün məlumat cədvəlini yoxlayın.

Addım 5: Dot Matrix Ön Panelinin Hazırlanması

Səs siqnalının vizuallaşdırılması və tarixin və vaxtın göstərilməsi üçün gücləndirici qutusunun ön tərəfində nöqtə matrisli bir ekran qurdum. İşi gözəl etmək üçün matrisin ölçüsünə görə çərçivəni kəsmək üçün fırlanan bir alət istifadə etdim. Ekranınızda inteqrasiya olunmuş sürücü çipi yoxdursa, ayrıca istifadə edin. Adafruit-dən iki rəngli matrisə üstünlük verirəm. Mükəmməl bir matris ekranı seçdikdən sonra ekranı isti yapışqan ilə bazaya uyğunlaşdırın.

Daha sonra Arduino lövhəsinə bağlayacağıq. Adafruit-in iki rəngli ekranı mikro nəzarətçi ilə əlaqə yaratmaq üçün i2c protokolundan istifadə edir. Beləliklə, sürücü IC -nin SCL və SDA pinini Arduino lövhəsinə bağlayacağıq.

Addım 6: Arduino ilə proqramlaşdırma

Adafruit Smart Bi rəngli nöqtəli matris ekranını aşağıdakı kimi bağlayın:

1. Arduino 5V pinini LED matris + pininə qoşun.
2. Arduino GND pinini həm mikrofon gücləndiricisi GND pininə, həm də LED matrisinə bağlayın.
3. Bir çörək taxtası elektrik dəmir yolu istifadə edə bilərsiniz və ya Arduino -da birdən çox GND pin var. Arduino analog pin 0 -u audio siqnal pininə qoşun.
4. Arduino pinlərini SDA və SCL -ni sırasıyla D (data) və C (saat) matris sırt çantasına bağlayın.
5. Əvvəllər Arduino lövhələrində SDA və SCL pinləri yoxdur - bunun əvəzinə 4 və 5 analoqlu pinlərdən istifadə edin.
6. Əlavə edilmiş proqramı yükləyin və ya işləmədiyini yoxlayın:

Github -dan Piccolo deposunu yükləməklə başlayın. "ZIP yüklə" düyməsini seçin. İş bitdikdən sonra, sabit diskinizdəki ZIP faylını sıxın. İçərisində iki qovluq olacaq: "Piccolo" adi Arduino eskiz kitabçanıza köçürülməlidir. "Ffft" Arduino "Kitabxanalar" qovluğuna köçürülməlidir (eskiz kitabçası qovluğunun içərisində - əgər yoxdursa, birini yaradın). Arduino kitabxanalarının quraşdırılması ilə tanış deyilsinizsə, bu təlimatı izləyin. Və heç vaxt Arduino tətbiqinin özünə bitişik olan Kitabxana qovluğuna yükləməyin … düzgün yer həmişə ev qovluğunuzun bir alt kataloqu! Əgər Adafruit LED Sırt Çantası Kitabxanasını (LED matrisindən istifadə etmək üçün) hələ yükləməmisinizsə, zəhmət olmasa yükləyin və quraşdırın. Qovluqlar və kitabxanalar yerləşdikdən sonra Arduino IDE-ni yenidən başladın və "Piccolo" eskizini Fayl-> Sketchbook menyusundan əldə etmək lazımdır.

Piccolo eskizi açıq olduqda, Alətlər menyusundan Arduino lövhənizin növünü və serial portunu seçin. Sonra Yüklə düyməsini basın. Bir müddət sonra hər şey qaydasındadırsa, "Yükləmə tamamlandı" mesajını görəcəksiniz. Hər şey yaxşı gedirsə, hər hansı bir səs girişi üçün səs spektrini görəcəksiniz.

Sisteminiz yaxşı işləyirsə, o zaman audio vizualizasiya ilə ikili saat əlavə etmək üçün addımı tamamlanmış tam.ino eskizini yükləyin. Hər hansı bir səs girişi üçün natiq səs spektrini göstərəcək, əks halda vaxtı və tarixi göstərəcəkdir.

Addım 7: Hər şeyi Birlikdə Düzəltmək

İndi, əvvəlki mərhələdə qurduğunuz gücləndirici dövrəni isti yapışqan ilə qutuya bağlayın. Bu addımla əlavə olunan şəkilləri izləyin.

Gücləndirici dövrəni bağladıqdan sonra MP3 + FM alıcı modulunu qutuya qoşun. Yapışqan ilə düzəltməzdən əvvəl işlədiyinə əmin olmaq üçün bir test edin. Yaxşı işləyirsə, yapışqanla düzəldin. MP3 modulunun səs çıxışı gücləndirici dövrənin girişi ilə əlaqələndirilməlidir.

Addım 8: Daxili Əlaqələr və Son Məhsul

Dinamik qəbul edərsə və səs siqnalı səs spektrini göstərirsə, əks halda tarix və saatı BCD ikili formatında göstərir. Proqramlaşdırma və rəqəmsal texnologiyanı sevirsinizsə, əminəm ki, ikili sevirsiniz. İkili və ikili saatı sevirəm. Əvvəllər ikili qol saatı hazırladım və vaxt formatı əvvəlki saatımla eynidir. Beləliklə, vaxt formatına dair illüstrasiya üçün, başqa bir saat çıxarmadan saatımın əvvəlki şəklini əlavə etdim.

Çox sağ ol.

Dairələr Yarışmasında Dördüncü Mükafat 2016

2016 Amp və Dinamiklər Müsabiqəsində birinci mükafat