Maaari naming isaalang-alang ang Volume Meter bilang isang Equalizer, na naroroon sa mga system ng Musika. Kung saan makikita natin ang pagsasayaw ng mga ilaw (LED) ayon sa musika, kung ang musika ay malakas, ang pangbalanse ay umabot sa rurok nito at sa mababang musika ay mananatiling Mababa. Bumuo din kami ng isang Volume Meter o VU meter, sa tulong ng MIC, OP-AMP at LM3914, na nagpapasasalamin sa mga LED ayon sa lakas ng tunog, kung mababa ang tunog, ang mas mababang mga LED ay mamula, at kung ang tunog ay mas Mataas Ang mga LED ay mamula, suriin ang Video sa dulo. Naghahain din ang VU meter bilang isang aparato ng pagsukat ng dami.
Ang Condenser MIC o Microphone ay isang sound sensing transducer, na karaniwang binabago ang lakas ng tunog sa elektrikal na enerhiya, kaya sa sensor na ito mayroon kaming tunog na nagbabago ng boltahe. Karaniwan naming naitala o naririnig ang tunog sa pamamagitan ng aparatong ito. Ginagamit ang transducer na ito sa lahat ng mga mobile phone at laptop. Ang isang tipikal na MIC ay katulad ng,
Natutukoy ang polarity ng Condenser Mic:
Ang MIC ay may dalawang terminal na isa ay positibo at isa pa ay negatibo. Matatagpuan ang mic polarity gamit ang isang Multi-Meter. Kunin ang positibong pagsisiyasat ng Multi-Meter (ilagay ang metro sa mode na DIODE TESTING) at ikonekta ito sa isang terminal ng MIC at ang negatibong pagsisiyasat sa iba pang terminal ng MIC. Kung nakukuha mo ang mga pagbasa sa screen pagkatapos ang terminal ng positibo (MIC) ay nasa negatibong terminal ng Multi-Meter. O maaari mo lamang makita ang mga terminal sa pamamagitan ng pagtingin dito, ang negatibong terminal ay may dalawa o tatlong mga linya ng paghihinang, na konektado sa metal na kaso ng mic. Ang pagkakakonekta na ito, mula sa negatibong terminal hanggang sa metal case nito ay maaari ring masubukan gamit ang pagpapatuloy na tester, upang malaman ang negatibong terminal.
Kinakailangan ang Mga Bahagi:
Op-amp LM358 at, LM3914 (10 bit comparator), at isang MIC (tingnan sa itaas)
100KΩ risistor (2 piraso), 1K Ω risistor (3 piraso), 10KΩ risistor, 47KΩ palayok,
100nF capacitor (2 piraso), 1000µF capacitor, 10 LEDs,
Ang Breadboard at ilang mga wires ng konektor.
Circuit Diagram at Paggawa ng Paliwanag:
Ang circuit diagram ng VU meter ay ipinapakita sa ibaba ng pigura,
Ang pagtatrabaho ng VU meter Circuit ay simple; sa una ay kinukuha ng MIC ang tunog at binago ito sa mga antas ng voltages na linear sa tindi ng tunog. Kaya para sa isang mas mataas na tunog magkakaroon kami ng mas mataas na halaga at mas mababang halaga para sa isang mas mababang tunog. Pagkatapos ang mga signal ng voltages na ito ay pinakain sa High Pass filter upang ma-filter ang ingay, pagkatapos pagkatapos ng mga signal ng pagsasala ay pinalakas ng Op-amp LM358, at sa wakas ang mga nasala at pinalakas na signal ay pinakain sa LM3914, na gumagana bilang isang voltmeter at kumikinang na mga LED ayon sa ang tindi ng tunog. Ngayon ay ipapaliwanag namin ang bawat hakbang nang paisa-isa:
1. Pag-aalis ng ingay gamit ang High Pass Filter:
Ang MIC ay napaka-sensitibo sa tunog at gayundin sa mga ingay sa kapaligiran. Kung ang ilang mga hakbang ay hindi kinuha ang amplifier ay magpapalakas ng ingay kasama ang musika, ito ay hindi kanais-nais. Kaya, bago pumunta sa amplifier susuriin natin ang mga ingay gamit ang High Pass Filter. Ang filter na ito ay narito ang isang passive RC filter (Resistor- Capacitor). Madali itong idisenyo at binubuo ng isang solong risistor at solong kapasitor.
Dahil sinusukat namin ang saklaw ng audio, dapat na tumpak na idinisenyo ang filter. Ang dalas ng cutoff filter ng mataas na pass ay dapat na tandaan habang ang pagdidisenyo ng circuit. Pinapayagan ng isang high pass filter ang mga signal ng mataas na dalas, naipasa mula sa pag-input hanggang sa output, sa madaling salita pinapayagan lamang nito ang pagpasa ng mga signal na mayroong mas mataas na dalas kaysa sa iniresetang dalas ng filter (putulin ang dalas). Ang isang mataas na filter ng pass ay ipinapakita sa circuit.
Ang tainga ng tao ay maaaring pumili ng mga frequency mula 2-2Khz. Sa gayon ay magdidisenyo kami ng isang filter ng High Pass na may dalas ng cutoff sa saklaw na 10-20Hz.
Ang dalas ng Cut Off ng isang mataas na filter ng pass ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula, F = 1 / (2πRC)
Sa pormulang ito mahahanap natin ang halaga ng R at C para sa isang napiling putol na dalas. Dito kailangan namin ng isang dalas ng cutoff sa pagitan ng 10-20 Hz.
Ngayon para sa mga halaga o R = 100KΩ, C = 100nF, magkakaroon kami ng dalas ng Cut Off sa paligid ng 16Hz, na nagpapahintulot lamang sa signal ng dalas na mas mataas kaysa sa 16Hz, na lumitaw sa output. Ang mga halagang risistor at capacitor na ito ay hindi sapilitan maaaring maglaro ang isang sa equation para sa mas mahusay na kawastuhan o para sa kadalian ng pagpili.
2. Paglaki ng mga signal ng tunog:
Matapos alisin ang elemento ng ingay, ang mga signal ay pinakain sa Op-amp LM358 para sa amplification. Ang OP_AMP ay nangangahulugang "Operation Amplifier". Ito ay itinalaga ng simbolo ng tatsulok na may tatlong mga IO (Input Output) na mga pin. Hindi namin tatalakayin ang tungkol dito nang detalyado dito. Maaari kang dumaan sa mga circuit ng LM358 para sa karagdagang detalye. Dito, gagamitin namin ang op-amp bilang isang negatibong feedback amplifier upang palakasin ang mababang signal ng lakas mula sa MIC at dalhin sila sa isang antas kung saan maaaring mapili sila ng LM3914.
Ang isang tipikal na op-amp sa negatibong koneksyon ng feedback ay ipinapakita sa ibaba ng pigura.
Ang pormula para sa boltahe ng output ay, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Sa pormulang ito maaari nating mapili ang nakuha ng amplifier.
Sa mga signal ng MIC sa µVolts, hindi namin ito mapakain nang direkta sa voltmeter para sa pagbabasa, dahil hindi posible na posible para sa voltmeter na pumili ng mga mababang boltahe na ito. Sa pagkakaroon ng op-amp na pagkakaroon ng 100, maaari nating palakasin ang mga signal mula sa MIC, at karagdagang pakainin ito sa Voltmeter.
3. Visual na representasyon ng mga antas ng tunog gamit ang LEDs:
Kaya ngayon mayroon kaming na- filter at pinalakas na audio signal. Ang na-filter na amplified audio signal na ito mula sa op-amp, ay ibinibigay sa LM3914 chip LED voltmeter para sa pagsukat ng lakas ng audio signal. Ang LM3914 ay isang maliit na tilad na hinihimok ang 10 LED batay sa kasidhian ng tunog / boltahe. Nagbibigay ang IC ng decimal output sa anyo ng LED lighting batay sa halaga ng input boltahe. Ang maximum na boltahe ng pagsukat ng pagsukat ay nag-iiba depende sa boltahe ng sanggunian at boltahe ng suplay. Ang solong chip device na ito ay maaaring isaayos sa isang paraan, kung saan maaari kaming magbigay ng visual na representasyon sa analog na halaga ng op-amp.
Ang LM3914 chip ay may maraming mga tampok at maaari itong mabago sa isang circuit ng proteksyon ng baterya at Ammeter circuit. Ngunit dito tatalakayin lamang namin ang mga tampok na makakatulong sa amin sa pagtatayo ng VOLTMETER.
Ang LM3914 ay isang 10stage voltmeter na nangangahulugang nagpapakita ito ng mga pagkakaiba-iba sa 10 bit mode. Nararamdaman ng maliit na tilad ang pagsukat ng boltahe ng pag-input bilang isang parameter at inihambing ito sa sanggunian. Sabihin na pumili kami ng isang sanggunian ng "V", ngayon tuwing ang pagsukat ng boltahe ng pag-input ay tumaas ng "V / 10", mayroon kaming isang LED na mas mataas na kumikinang na halaga. Tulad ng kung nagbigay kami ng "V / 10", ang LED1 ay mamula, kung binigyan namin ng "2V / 10" ang LED2 ay mamula, kung binigyan namin ng "8V / 10", ang LED8 ay mamula. Kaya mas malaki ang dami ng musika, mas ang visual na representasyon ng LED (mas maraming LED glows).
LM3914 IC sa Circuit:
Ang panloob na circuit ng LM3914 ay ipinapakita sa ibaba. Ang LM3914 ay karaniwang isang kumbinasyon ng 10 kumpara. Ang bawat kumpare ay isang op-amp, na may pagkakaroon ng boltahe ng sanggunian sa negatibong terminal nito.
Tulad ng tinalakay na halaga ng sanggunian ay dapat mapili, batay sa maximum na halaga ng pagsukat. Ang output ng OP_AMP ay magmula sa 0-4V sa max. Kaya kailangan nating pumili ng boltahe ng sanggunian ng LM3914 bilang 4V.
Ang boltahe ng sanggunian ay pinili ng dalawang resistors na konektado sa RefADJ pin ng LM3914 tulad ng ipinakita sa ibaba ng pigura. Ang pormula tungkol sa Reference Voltage ay ibinibigay din sa figure sa ibaba (kinuha mula sa datasheet nito),
Ngayon, mayroong isang problema sa sanggunian ng resistensya batay sa boltahe na sanggunian, na ito ay medyo nakasalalay sa boltahe ng suplay. Kaya pinalitan namin ang pare-pareho ang paglaban R2 ng isang 47KΩ na palayok tulad ng ipinakita sa circuit diagram. Gamit ang palayok na nasa lugar, maaari nating ayusin ang sanggunian, depende sa kaginhawaan.
Sa pamamagitan ng isang sanggunian ng 4V, sa tuwing mayroong isang pagtaas ng 0.4V ayon sa lakas ng tunog, ang LED ng mataas na kahalagahan ay kumikinang. Ang antas ng pagsukat para sa LED ay napupunta sa, + 0.4V, + 0.8V, + 1.2V, + 1.6V, + 2.0V, + 2.4V, + 2.8V, + 3.2V, + 3.6V, + 4.0V.
Kaya't sa Nutshell, kapag may tunog, ang MIC ay bumubuo ng mga voltages na kumakatawan sa laki ng mga sound wave na ito, ang mga signal na ito mula sa MIC ay sinala ng RC filter. Ang mga na-filter na signal ay pinakain sa op-amp LM358 para sa amplification. Ang mga nasala at pinalakas na mga signal ng MIC ay ibinibigay sa voltmeter LM3914. Ang kumpare ng voltmeter ng LM3914 ay kumikinang sa mga LED ayon sa lakas sa ibinigay na signal. Samakatuwid mayroon kaming instrumento sa pagsukat ng tunog, at sa gayon VOLUME METER.