Theremin: a Electronic Odyssey [trên IC hẹn giờ 555] * (Tinkercad): 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Trong thí nghiệm này, tôi đã thiết kế một Theremin quang học sử dụng một IC Hẹn giờ 555. Sau đây, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tạo nhạc (gần giống: P) mà không cần chạm vào nhạc cụ. Về cơ bản, nhạc cụ này được gọi là Theremin, ban đầu được chế tạo bởi một nhà khoa học người Nga Léon Theremin. Quang học này phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào điện trở quang có thể được điều khiển bằng chuyển động của tay người chơi. Tôi cũng sẽ cố gắng giải thích từng giai đoạn của mạch. Tôi hy vọng bạn sẽ thích triển khai thực tế này của Điện tử mà bạn đã học ở trường đại học của mình.

Bạn không có linh kiện Điện tử? HOẶC Bạn sợ chơi với đồ điện tử? Này, không cần phải lo lắng!

Tôi đã thiết kế toàn bộ mạch này hầu như trên Tinkercad (www.tinkercad.com). Kiểm tra nó và chơi với đồ điện tử bằng cách thiết kế những thứ thực tế và cũng chạy chúng (mô phỏng).

Bước 1: Các thành phần cần thiết

Dưới đây là danh sách tất cả các thành phần thiết yếu cần thiết để xây dựng mạch này:

1) IC hẹn giờ 555

2) Điện trở 10 kOhm

3) LDR (Điện trở quang)

4) Tụ điện 100 nF

5) Piezo (Buzzer)

6) Pin +9 V và giắc cắm nguồn DC (5.5mmx2.1mm)

Trước hết thiết kế toàn bộ mạch này trên tinkercad để lên ý tưởng! Bạn cũng có thể kiểm tra đầu ra các mạch cơ bản trên tinkercad. Tôi đã đính kèm tệp csv chứa danh sách tất cả các thành phần để tham khảo.

Bước 2: Thiết kế và làm việc mạch

Về cơ bản IC hẹn giờ 555 là một mạch (chip) tích hợp được sử dụng trong nhiều ứng dụng hẹn giờ, tạo xung, dao động. 555 có thể được sử dụng để cung cấp độ trễ thời gian, như một bộ dao động và như một phần tử flip-flop.

Có nhiều chế độ ứng dụng của IC Hẹn giờ 555, tùy thuộc vào cách chúng ta cấu hình nó.

IC Hẹn giờ 555 có thể được kết nối ở chế độ Monostable do đó tạo ra bộ đếm thời gian chính xác trong một khoảng thời gian cố định hoặc ở chế độ Bistable của nó để tạo ra hành động chuyển mạch kiểu flip-flop. Tuy nhiên, ở đây chúng tôi đang kết nối IC hẹn giờ 555 ở chế độ Astable để tạo ra mạch Dao động 555 rất ổn định để tạo ra các dạng sóng chạy tự do có độ chính xác cao mà tần số đầu ra có thể được điều chỉnh bằng mạch bể RC được kết nối bên ngoài chỉ bao gồm hai điện trở và một tụ điện.

Trong mạch ra, bạn có thể thấy mạch bể RC, trong đó LDR (Điện trở phụ thuộc ánh sáng) cũng hoạt động như một phần của mạch bể RC cùng với Điện trở & Tụ điện 10k Ohm.

CÔNG VIỆC CƠ BẢN: Chỉ cần di chuyển bàn tay của chúng tôi trên LDR, chúng tôi đang thay đổi lượng Ánh sáng rơi vào LDR, điều này sẽ thay đổi cường độ ánh sáng và do đó nó trở thành sức đề kháng tổng thể. Nhiều ánh sáng hơn, ít sức đề kháng hơn và ngược lại. Vì vậy, bằng cách thay đổi điện trở của LDR, chúng tôi đang thay đổi hằng số thời gian RC của mạch tổng thể, thay đổi tổng thể Tần số của mạch này (xung vuông tạo bởi IC hẹn giờ 555) bằng thời gian sạc & xả thay đổi của tụ điện.

Giải thích đầy đủ:

Khi 555 ở chế độ ổn định, đầu ra từ chân 3 là một dòng xung liên tục (sóng vuông).

Chân 2 là chân Trigger (dùng để kích hoạt các linh kiện của mạch), nó sẽ được nối với đất thông qua một tụ điện. Việc sạc và xả của tụ điện này chuyển sang chân 3 và 7. Chân 3 là chân Đầu ra. Trong mạch này nó xuất ra một tín hiệu sóng vuông. Chân 4 là chân Reset. Chân này được kết nối với cực dương của pin. Chân 6 là chân Ngưỡng.

Tụ điện sẽ sạc lên và khi nó đạt khoảng 2/3 Vcc (điện áp từ pin), điều này được phát hiện bởi chân Threshold. Điều này sẽ kết thúc khoảng thời gian và gửi 0 V (Volt) đến chân Đầu ra 3 (tắt nó). Chân 7 là chân Xả. Chân này cũng được tắt bởi chân Ngưỡng 6. Khi chân 7 bị tắt, nó sẽ cắt nguồn cho tụ điện khiến nó phóng điện. Pin 7 cũng kiểm soát thời gian. Chân 7 được kết nối với điện trở 100K ohm (LDR) và Thay đổi giá trị của điện trở 100K ohm (LDR) sẽ thay đổi thời gian của chân 7 và do đó thay đổi tần số của đầu ra sóng vuông bằng chân 3. Chân 8 được kết nối với nguồn điện tích cực (Vcc).

Chip 555 đang ở chế độ ổn định có nghĩa là Pin 3 đang gửi một dòng xung liên tục từ 9 volt đến 0 volt (tín hiệu sóng vuông). Trong mạch sau, tôi đã sửa đổi bộ tạo sóng vuông 555 tiêu chuẩn bằng cách thay thế điện trở 100k ohm bằng Điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR) hoặc điện trở quang. Tôi cũng đã thêm một loa áp điện để chuyển đổi sóng thành âm thanh.

Đây là cách âm thanh được tạo ra bằng cách sử dụng 555 Timer IC & LDR. Tôi hy vọng các bạn hiểu logic. Nếu các bạn chưa hiểu logic của chế độ đáng kinh ngạc, thì hãy đọc một chút về tất cả các chế độ khác nhau của nó, sau đó sẽ dễ hiểu hơn. Vẫn còn nghi ngờ? Mạnh dạn hỏi

Bước 3: Đầu ra và kết quả mô phỏng

Vui lòng xem mô phỏng mạch (Đầu ra Oscilloscope) và hoạt động thực tế của mạch mà tôi đã thiết kế trên breadboard thông qua Video. Hy vọng bạn thích những âm thanh ma quái: P (Khởi động bằng xe máy).

Điểm cần quan sát: Lưu ý rằng ban đầu tôi không đặt bất kỳ ngọn đuốc nào và gần như dùng tay che nó để chặn ánh sáng, sau đó tôi nhận được âm thanh TẦN SỐ RẤT THẤP! Khi di chuyển tay lên một chút, nó sẽ sáng hơn và do đó Tần số hơi tăng lên. Nhưng khi tôi đặt đèn Torch, thì tần số đột ngột nhảy lên tần số cao hơn nhiều do lượng ánh sáng lớn !. Hãy xem, bạn có thể chơi với nó như thế nào để tạo ra các âm thanh có tần số khác nhau.

Thiết kế vi mạch dựa trên phần mềm trên Tinkercad:

Truy cập trang web, Sửa đổi mạch và cũng thực hiện mô phỏng mạch.

Mạch Theremin khác của tôi sử dụng Cổng logic NAND:

Hy vọng bạn thích điều này. Tôi sẽ sớm cố gắng cải thiện nó hơn nữa bằng cách thêm các thành phần bổ sung để cải thiện sóng âm và tăng dải tần.

Cho đến lúc đó, bạn có thể thoải mái chơi với đồ điện tử mà không phải lo lắng về việc làm hỏng bất cứ thứ gì. Đoán xem nào? bạn cũng có thể nhận được bố cục CAD PCB của EAGLE thông qua nó bằng cách xuất nó! Ngoài ra, Bạn thậm chí có thể thiết kế các mô hình 3D trên trang web tuyệt vời này: www.tinkercad.com

TẤT CẢ NHỮNG ĐIỀU TỐT NHẤT: D