Vi kan betrakte volummåleren som en equalizer, som er tilstede i musikksystemene. I hvilken vi kan se lysdansen (lysdioder) i henhold til musikken. Hvis musikken er høy, når equalizeren sin topp og i lav musikk forblir den lav. Vi har også bygget en volummåler eller VU-måler, ved hjelp av MIC, OP-AMP og LM3914, som lyser lysdiodene i henhold til lydstyrken, hvis lyden er lav, vil mindre lysdioder lyse, og hvis lyden er høy mer Lysdioder vil lyse, sjekk videoen på slutten. VU-meter fungerer også som en volummåleenhet.
Kondensatormikrofon eller mikrofon er en lydføler, som i utgangspunktet konverterer lydenergi til elektrisk energi, så med denne sensoren har vi lyd som skiftende spenning. Vi tar vanligvis opp eller fornemmer lyd gjennom denne enheten. Denne svingeren brukes i alle mobiltelefoner og bærbare datamaskiner. En typisk MIC ser ut,
Bestemme polariteten til kondensatormikrofon:
MIC har to terminaler, en er positiv og en annen er negativ. Mikrofonpolaritet kan bli funnet ved hjelp av et multimeter. Ta den positive sonden til Multi-Meter (sett måleren i DIODE TESTING-modus) og koble den til en terminal på MIC og den negative sonden til den andre terminalen på MIC. Hvis du får avlesningene på skjermen, er terminalen for positiv (MIC) ved negativ terminal på Multi-Meter. Eller du kan ganske enkelt finne terminalene ved å se på den, den negative terminalen har to eller tre loddelinjer, koblet til metallhylsen til mikrofonen. Denne tilkoblingen, fra negativ terminal til metallhylse, kan også testes ved hjelp av kontinuitetstester for å finne ut den negative terminalen.
Nødvendige komponenter:
Op-amp LM358 og, LM3914 (10 bit komparator), og en MIC (se ovenfor)
100KΩ motstand (2 deler), 1K Ω motstand (3 deler), 10KΩ motstand, 47KΩ pot,
100nF kondensator (2 stk), 1000µF kondensator, 10 lysdioder,
Brettbrett og noen koblingsledninger.
Kretsdiagram og arbeidsforklaring:
Den kretsdiagram av den VU meter er vis i figuren nedenfor,
Å arbeide med VU meter Circuit er enkelt; i første omgang henter MIC lyden og konverterer den til spenningsnivåer lineær til lydintensiteten. Så for en høyere lyd vil vi ha høyere verdi og lavere verdi for en lavere lyd. Deretter mates disse spenningssignalene til High Pass-filter for å filtrere ut støyen, deretter etter at filtreringssignalene blir forsterket av Op-amp LM358, og til slutt blir disse filtrerte og forsterkede signalene matet til LM3914, som fungerer som et voltmeter og lyser lysdioder iht. lydens intensitet. Nå skal vi forklare hvert trinn en etter en:
1. Fjerne støy ved hjelp av høypassfilter:
MIC er veldig følsom for lyd og også for miljøstøy. Hvis visse tiltak ikke blir tatt, forsterker forsterkeren støy sammen med musikken, er dette uønsket. Så før vi går til forsterker, skal vi filtrere ut lydene ved hjelp av høypassfilter. Dette filteret her er her er et passivt RC-filter (Resistor- Kondensator). Det er enkelt å designe og består av en enkelt motstand og en enkelt kondensator.
Siden vi måler lydområdet, må filteret utformes nøyaktig. Høypassfilterets avskjæringsfrekvens må huskes når du utformer kretsen. Et høypassfilter tillater høyfrekvente signaler, overført fra inngang til utgang, med andre ord tillater det bare overføring av signaler som har høyere frekvens enn filterets foreskrevne frekvens (kuttfrekvens). Et høypassfilter er vist i kretsen.
Menneskets øre kan velge frekvenser fra 2-2 KHz. Så vi vil designe et høypassfilter med avskjæringsfrekvens i området 10-20Hz.
Den Cut Off frekvensen av et høypassfilter kan finnes av formelen, F = 1 / (2πRC)
Med denne formelen kan vi finne R- og C-verdien for en valgt avskjæringsfrekvens. Her trenger vi en kuttfrekvens mellom 10-20 Hz.
Nå for verdier eller R = 100KΩ, C = 100nF, vil vi ha Cut Off-frekvensen rundt 16Hz, som bare tillater signal med frekvens høyere enn 16Hz, å vises på utgangen. Disse motstands- og kondensatorverdiene er ikke obligatoriske, man kan spille med ligningen for bedre nøyaktighet eller for å gjøre det lettere å velge.
2. Forsterkning av lydsignaler:
Etter at støyelementet er fjernet, blir signalene matet til Op-amp LM358 for forsterkning. OP_AMP står for “Operasjonsforsterker”. Dette er betegnet med symbolet på trekanten med tre IO (Input Output) pinner. Vi skal ikke diskutere om dette i detalj her. Du kan gå gjennom LM358-kretser for mer informasjon. Her skal vi bruke op-amp som en negativ tilbakemeldingsforsterker for å forsterke signalet med lav styrke fra MIC og bringe dem til et nivå der de kan plukkes av LM3914.
En typisk op-amp i negativ tilbakemeldingsforbindelse er vist i figuren nedenfor.
Formelen for utgangsspenning er, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Med denne formelen kan vi velge forsterkeren til forsterkeren.
Med MIC-signalene på µVolts kan vi ikke mate det direkte til voltmeter for avlesning, da det ikke vil være praktisk mulig for voltmeteret å velge disse lave spenningene. Med en op-amp som har en forsterkning på 100, kan vi forsterke signalene fra MIC, og videre mate den til voltmeteret.
3. Visuell fremstilling av lydnivåer ved hjelp av lysdioder:
Så nå har vi det filtrerte og forsterkede lydsignalet. Dette filtrerte forsterkede lydsignalet fra op-amp blir gitt til LM3914 chip LED voltmeter for å måle lydsignalets styrke. LM3914 er en brikke som driver 10 LED basert på intensitet av lyd / spenning. IC gir desimalutganger i form av LED-belysning basert på verdien av inngangsspenningen. Maksimal inngangsspenning varierer avhengig av referansespenning og forsyningsspenning. Denne enhetschipsenheten kan justeres på en måte, hvorfra vi kan gi visuell representasjon til den analoge verdien av op-amp.
LM3914-brikken har mange funksjoner, og den kan modifiseres til en batteribeskyttelseskrets og amperemeterkrets. Men her diskuterer vi bare funksjonene som hjelper oss med konstruksjonen av VOLTMETER.
LM3914 er et 10-trinns voltmeter som betyr at det viser variasjoner i 10-biters modus. Brikken registrerer måleinngangsspenningen som en parameter og sammenligner den med referanse. Si at vi velger en referanse til "V", nå når måleinngangsspenningen stiger med "V / 10", har vi en LED med høyere verdi som lyser. Som om vi ga “V / 10”, vil LED1 lyse, hvis vi ga “2V / 10” vil LED2 lyse, hvis vi ga “8V / 10”, vil LED8 lyse. Så større musikkvolum, mer visuell LED-representasjon (mer LED lyser).
LM3914 IC i kretsen:
Den interne kretsen til LM3914 er vist nedenfor. LM3914 er i utgangspunktet en kombinasjon av 10 komparatorer. Hver komparator er en op-amp, med økende referansespenning ved sin negative terminal.
Som diskutert bør referanseverdi velges, basert på maksimal måleverdi. Effekten av OP_AMP vil være fra 0-4V ved maks. Så vi må velge referansespenning på LM3914 som 4V.
Referansespenningen velges av to motstander som er koblet til RefADJ-pinnen til LM3914 som vist i figuren nedenfor. Formelen angående referansespenning er også gitt i figuren nedenfor (hentet fra databladet),
Nå er det et problem med spenningsreferanse basert på motstandsdeling, at den er noe avhengig av forsyningsspenning. Så vi har erstattet den konstante motstanden R2 med en 47KΩ potte som vist i kretsskjemaet. Med potten på plass kan vi justere referansen, avhengig av bekvemmelighet.
Med en referanse på 4V, hver gang det er en økning på 0,4V i henhold til lydintensiteten, lyser LED med høy betydning. Måleenheten for LED går som, + 0,4V, + 0,8V, + 1,2V, + 1,6V, + 2,0V, + 2,4V, + 2,8V, + 3,2V, + 3,6V, + 4,0V.
Så i nøtteskall, når det er lyd, genererer MIC spenninger som representerer størrelsen på disse lydbølgene, disse signalene fra MIC filtreres av RC-filter. De filtrerte signalene mates til op-amp LM358 for forsterkning. Disse filtrerte og forsterkede MIC-signalene blir gitt til voltmeteret LM3914. LM3914 komparator voltmeter lyser LED-lampene i henhold til styrken til det gitte signalet. Derfor har vi lydmåleinstrument, og så VOLUME METER.