Možemo uzeti u obzir mjerač jačine zvuka kao ekvilajzer, koja je prisutna u glazbenim sustavima. U kojem možemo vidjeti ples svjetla (LED-a) prema glazbi, ako je glazba glasna, ekvilajzer doseže svoj vrhunac, a u niskoj glazbi ostaje Niska. Također smo izgradili mjerač glasnoće ili VU mjerač, uz pomoć MIC-a, OP-AMP-a i LM3914, koji svijetle LED-ove prema jačini zvuka, ako je zvuk nizak, manje LED-e će svijetliti, a ako je zvuk veći više LED diode će svijetliti, provjerite Video na kraju. VU mjerač također služi kao uređaj za mjerenje glasnoće.
Kondenzator MIC ili mikrofon je pretvarač zvuka koji u osnovi pretvara zvučnu energiju u električnu, tako da s ovim senzorom imamo zvuk koji mijenja napon. Kroz ovaj uređaj obično snimamo ili osjetimo zvuk. Ovaj se pretvarač koristi u svim mobilnim telefonima i prijenosnim računalima. Tipični MIC izgleda,
Određivanje polariteta kondenzatorskog mikrofona:
MIC ima dva terminala jedan je pozitivan, a drugi negativan. Polaritet mikrofona može se pronaći pomoću multimetra. Uzmite pozitivnu sondu multimetra (stavite mjerač u način DIODE TESTING) i spojite ga na jedan terminal MIC-a, a negativnu sondu na drugi terminal MIC-a. Ako na zaslonu dobijete očitanja, tada je terminal pozitiva (MIC) na negativnom terminalu višometra. Ili jednostavno možete pronaći terminale gledajući ga, negativni terminal ima dvije ili tri linije za lemljenje, povezane s metalnim kućištem mikrofona. Ova povezanost, od negativnog terminala do njegovog metalnog kućišta, također se može testirati pomoću ispitivača kontinuiteta kako bi se saznao negativni terminal.
Potrebne komponente:
Op-amp LM358 i, LM3914 (10-bitna usporedba) i MIC (vidi gore)
Otpornik 100KΩ (2 komada), otpor 1K Ω (3 komada), otpornik 10KΩ, lonac od 47KΩ,
Kondenzator 100nF (2 komada), kondenzator 1000µF, 10 LED,
Breadboard i neke žice konektora.
Kružni dijagram i radno objašnjenje:
Shema spoja VU mjerača prikazana je na donjoj slici,
Rad kruga VU mjerača je jednostavan; u početku MIC hvata zvuk i pretvara ga u nivoe napona linearnih intenzitetu zvuka. Dakle, za viši zvuk imat ćemo veću vrijednost i nižu vrijednost za niži zvuk. Zatim se ti naponski signali dovode u visokopropusni filtar kako bi se filtrirao šum, zatim se nakon filtriranja signali pojačavaju pomoću Op-amp LM358, a napokon se ti filtrirani i pojačani signali dovode do LM3914, koji radi kao voltmetar i svijetli LED-diode prema intenzitet zvuka. Sada ćemo objasniti svaki korak jedan po jedan:
1. Uklanjanje šuma pomoću visokopropusnog filtra:
MIC je vrlo osjetljiv na zvuk, a također i na buku u okolišu. Ako se ne poduzmu određene mjere, pojačalo će pojačati šum zajedno s glazbom, to je nepoželjno. Dakle, prije odlaska na pojačalo filtrirat ćemo zvukove pomoću visokopropusnog filtra. Ovaj filtar ovdje je ovdje je pasivni RC filtar (otpornik-kondenzator). Jednostavno ga je dizajnirati, a sastoji se od jednog otpornika i jednog kondenzatora.
Budući da mjerimo zvučni opseg, filtar mora biti točno dizajniran. Pri projektiranju kruga mora se imati na umu granična frekvencija visokopropusnog filtra. Visokopropusni filtar dopušta signale visoke frekvencije, koji se prenose od ulaza do izlaza, drugim riječima, dopušta samo propuštanje signala koji imaju veću frekvenciju od frekvencije propisane frekvencijom (granična frekvencija). U krugu je prikazan visokopropusni filtar.
Ljudsko uho može odabrati frekvencije od 2-2 kHz. Tako ćemo dizajnirati visokopropusni filtar s graničnom frekvencijom u rasponu 10-20Hz.
Odsiječe učestalost visokog filtar može se naći formulom, F = 1 / (2πRC)
Pomoću ove formule možemo pronaći vrijednost R i C za odabranu graničnu frekvenciju. Ovdje nam je potrebna granična frekvencija između 10-20 Hz.
Sada ćemo za vrijednosti ili R = 100KΩ, C = 100nF, imati izlaznu frekvenciju oko 16Hz, koja omogućuje samo izlaz signala frekvencije veće od 16Hz. Ove vrijednosti otpornika i kondenzatora nisu obvezne, pa se s jednadžbom možete poigrati radi veće točnosti ili jednostavnosti odabira.
2. Pojačanje zvučnih signala:
Nakon uklanjanja elementa buke, signali se dovode na Op-pojačalo LM358 radi pojačanja. OP_AMP je kratica za "Pojačalo rada". To je označeno simbolom trokuta s tri IO (ulazni izlaz) pinova. O tome ovdje nećemo detaljno raspravljati. Možete proći kroz krugove LM358 za više detalja. Ovdje ćemo koristiti op-pojačalo kao pojačalo negativne povratne sprege za pojačavanje signala male veličine s MIC-a i dovesti ih do razine na kojoj ih LM3914 može odabrati.
Tipično opcijsko pojačalo u negativnoj povratnoj sprezi prikazano je na donjoj slici.
Formula za izlazni napon je, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Ovom formulom možemo odabrati pojačanje pojačala.
S MIC signalima na µV, ne možemo ga izravno dovoditi na voltmetar za očitavanje, jer voltmetar praktički neće moći odabrati ove niske napone. S opcijskim pojačalom koje ima pojačanje 100, možemo pojačati signale s MIC-a i dalje ga dovoditi na Voltmetar.
3. Vizualni prikaz razine zvuka pomoću LED-a:
Tako sada imamo filtrirani i pojačani audio signal. Ovaj filtrirani pojačani audio signal iz op-pojačala daje se LED voltmetru s čipom LM3914 za mjerenje jačine audio signala. LM3914 je čip koji pokreće 10 LED ovisno o intenzitetu zvuka / napona. IC daje decimalne izlaze u obliku LED osvjetljenja na temelju vrijednosti ulaznog napona. Maksimalni mjerni ulazni napon varira ovisno o referentnom naponu i naponu napajanja. Ovaj uređaj s jednim čipom može se prilagoditi na način od kojeg možemo pružiti vizualni prikaz do analogne vrijednosti op-pojačala.
LM3914 čip ima brojne značajke i može se preinačiti u krug zaštite baterije i krug ampermetra. Ali ovdje razgovaramo samo o značajkama koje nam pomažu u izradi VOLTMETER-a.
LM3914 je voltmetar s 10 stupnjeva, što znači da pokazuje varijacije u 10-bitnom načinu rada. Čip mjeri ulazni napon kao parametar i uspoređuje ga s referencom. Recimo da odabiremo referencu "V", sada kad god mjerni ulazni napon poraste za "V / 10", imamo LED svjetlosti veće vrijednosti koja svijetli. Kao da smo dali "V / 10", LED1 će svijetliti, ako bismo dali "2V / 10", LED2 će svijetliti, ako bismo dali "8V / 10", LED8 će svijetliti. Dakle, veća glasnoća glazbe, više vizualnih LED prikaza (više LED svijetli).
LM3914 IC u krugu:
Unutarnji sklop LM3914 je prikazano u nastavku. LM3914 je u osnovi kombinacija 10 komparatora. Svaka je usporedba opcijsko pojačalo s referentnim naponom na negativnom priključku.
Kao što je raspravljeno, referentnu vrijednost treba odabrati na temelju maksimalne mjerne vrijednosti. Izlaz OP_AMP-a bit će od 0-4V pri maks. Stoga moramo odabrati referentni napon LM3914 kao 4V.
Referentni napon odabiru dva otpornika koja su spojena na RefADJ pinu LM3914, kao što je prikazano na donjoj slici. Formula koja se odnosi na referentni napon također je dana na donjoj slici (preuzeto iz njenog podatkovnog lista),
Sada postoji problem s referentnim naponom na osnovi podjele otpora, koji donekle ovisi o naponu napajanja. Dakle, zamijenili smo konstantni otpor R2 s loncem od 47KΩ kako je prikazano na shemi spojeva. Kada je lonac na mjestu, možemo prilagoditi referencu, ovisno o praktičnosti.
S referentnom vrijednošću od 4V, svaki put kad se priraste od 0,4V u skladu s intenzitetom zvuka, LED od velike važnosti svijetli. Mjerna razina LED-a ide kao, + 0,4 V, + 0,8 V, + 1,2 V, + 1,6 V, + 2,0 V, + 2,4 V, + 2,8 V, + 3,2 V, + 3,6 V, + 4,0 V.
Dakle, u Ukratku, kad postoji zvuk, MIC generira napone koji predstavljaju veličinu tih zvučnih valova, ti signali iz MIC-a filtriraju se pomoću RC filtra. Filtrirani signali dovode se na pojačalo LM358 radi pojačanja. Ti filtrirani i pojačani MIC signali daju se voltmetru LM3914. Voltmetar za usporedbu LM3914 svijetli LED diode prema jačini zadanog signala. Stoga imamo instrument za mjerenje zvuka, pa tako i VOLUME METER.