Индикатор звука на светодиодах своими руками

Удачная конструкция микросхемы LM обеспечила ее достойное место в схемах индикаторов на светодиодах. Мастер предлагает вам собрать индикатор звука на LM и 10 светодиодах. Прямые входы усилителей подключены через линейку резистивных делителей подобранных так, что светодиоды в нагрузке усилителей включаются по логарифмической зависимости. Микросхема имеет широкий диапазон напряжения питания от 3 до 25 Вольт.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Светодиодный индикатор звука своими руками
• ПРОСТЕЙШИЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР ЗВУКА
• Схема светодиодного индикатора уровня звукового сигнала на LM3915
• Светодиодный индикатор уровня звукового сигнала
• индикатор напряжения на светодиодах своими руками схемы
• Схема индикатора выходной мощности УНЧ (светодиоды+КТ315)
• Светодиодный индикатор уровня звукового сигнала
• Светодиодный индикатор уровня звукового сигнала на LM3915
• Индикатор 220в на светодиоде
• Стрелочный индикатор звука

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Индикатор уровня звука на LM3915 своими руками. (PCBWay)

Светодиодный индикатор звука своими руками

Проверка напряжения в цепи — процедура, необходимая при выполнении различного рода работ, связанных с электричеством. Но все же в этих целях лучше пользоваться светодиодными определителями — пробниками. Их можно купить в магазине, а можно изготовить самостоятельно. В этой статье мы расскажем, для чего нужны эти приборы, по какому принципу они работают и как изготовить индикатор напряжения на светодиодах своими руками.

Это устройство с успехом применяется, когда необходимо произвести предварительную проверку работоспособности элементов простой электрической схемы, а также для первичной диагностики несложных приборов — то есть в тех случаях, когда не требуется высокая точность измерений. С помощью логического пробника можно:. Наиболее простыми и надежными приборами, с помощью которых производятся перечисленные манипуляции, являются индикаторная отвертка и звуковая отвертка.

Универсальный пробник для электрика в основном используется для:. Это далеко не полный перечень задач, которые решают с помощью пробника. Но и перечисленного достаточно, чтобы понять, насколько полезно это устройство в работе электромонтера. В качестве источника питания для этого устройства используется обычная батарейка с показателем напряжения 9 В. Когда щупы тестера замкнуты, величина потребляемого тока не превышает мА.

Если же щупы разомкнуты, то устройство не потребляет электроэнергию, поэтому ему не нужен ни переключатель режима диагностики, ни выключатель энергопитания.

Пробник способен выполнять свои функции в полной мере, пока напряжение на источнике питания не падает ниже 4 В. После этого его можно использовать в качестве указателя напряжения в цепях. Во время прозвонки электрических цепей, показатель сопротивления которых составляет 0 — Ом, загорается два светоизлучающих диода — желтого и красного цвета. Если показатель сопротивления составляет Ом — 50 кОм, то светится только желтый диод.

Когда на щупы прибора подается напряжение сети величиной от В до В, начинает светиться неоновая лампа, одновременно с этим наблюдается легкое мерцание LED-элементов.

Схема этого индикатора напряжения имеется в интернете, а также в специализированной литературе. Изготавливая такой пробник своими руками, его элементы устанавливают внутри корпуса, который изготовлен из изоляционного материала.

Зачастую для этих целей используется корпус от ЗУ любого мобильного телефона или планшетного компьютера. Подойдет и другое аналогичное устройство, снабженное металлической мембраной, внутри которого расположена пара последовательно соединенных катушек. В первую очередь нужно разобрать телефонный капсюль и отсоединить катушки друг от друга. Это нужно для того, чтобы освободить их выводы. Элементы размещаются в наушнике под звуковой мембраной, около катушек. После сборки электрической цепи мы получим вполне рабочий определитель со звуковой индикацией, который возможно применять, к примеру, в целях проверки дорожек печатных схем на взаимное перемыкание.

База такого пробника — электрогенератор с индуктивной противоположной взаимосвязью, основными деталями которого является телефон и транзистор малой мощности лучше всего германиевый. Если такого транзистора у вас нет, то можно воспользоваться другим, обладающим проводимостью N-P-N, однако в этом случае полярность включения источника электропитания следует поменять. Если включить генератор не получается, выводы одной любой катушки нужно поменять между собой местами.

Увеличить громкость звука можно, выбрав частоту электрогенератора таким образом, чтобы она была максимально приближена к резонансной частоте наушника.

Для этого мембрану и сердечник нужно расположить на соответствующем расстоянии, изменяя интервал между ними до получения нужного результата. Теперь вы знаете, как сделать индикатор напряжения на базе телефонного наушника. В этом материале мы рассказали, как индикатор напряжения на светодиодах можно собрать своими руками, а также рассмотрели вопрос изготовления простого диагностического прибора на базе звукового наушника.

Как видите, самостоятельно собрать светодиодный индикатор, как и звуковой определитель, достаточно несложно — для этого достаточно иметь под рукой паяльник и нужные детали, а также обладать минимальными электротехническими знаниями.

Если же вы не очень любите самостоятельно собирать электрические устройства, то при выборе прибора для несложной диагностики стоит остановиться на обычной индикаторной отвертке, которая продается в магазинах. Содержание Для чего нужен логический пробник? Пробник электрика: принцип работы и изготовление Как изготовить эвуковой пробник электрика своими руками?

Оценка статьи:.

ПРОСТЕЙШИЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР ЗВУКА

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей.

Этот двухканальный индикатор сигнала звука на светодиодном столбике индикатор по 60 светодиодов на каждый канал, все диоды красного свечения Принципиальная схема индикатора уровня на LED.

Схема светодиодного индикатора уровня звукового сигнала на LM3915

Называется данное устройство — спектроанализатор звука. Основой устройства являются микросхемы AN можно и транзисторы, но их понадобится много и эффект будет хуже, а чувствительность ниже. Вот схема включения микросхемы:. Если использовать линейные шкалы, то печатную плату вряд ли удастся сделать, лучше использовать готовую макетную плату. На одной стороне разместить индикаторы, с другой — всё остальное. Для первой схемы: вместо пятиразрядной AN можно использовать любые аналогичные индикаторы уровня сигнала с соответствующими им схемами включения. Можно использовать схему с транзисторами. Для регулировки уровня перед фильтром устанавливаются подстроечные резисторы на кОм, как на первой схеме.

Светодиодный индикатор уровня звукового сигнала

Проверка напряжения в цепи — процедура, необходимая при выполнении различного рода работ, связанных с электричеством. Но все же в этих целях лучше пользоваться светодиодными определителями — пробниками. Их можно купить в магазине, а можно изготовить самостоятельно. В этой статье мы расскажем, для чего нужны эти приборы, по какому принципу они работают и как изготовить индикатор напряжения на светодиодах своими руками. Это устройство с успехом применяется, когда необходимо произвести предварительную проверку работоспособности элементов простой электрической схемы, а также для первичной диагностики несложных приборов — то есть в тех случаях, когда не требуется высокая точность измерений.

Называется данное устройство — спектроанализатор звука. Основой устройства являются микросхемы AN можно и транзисторы, но их понадобится много и эффект будет хуже, а чувствительность ниже.

индикатор напряжения на светодиодах своими руками схемы

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей. Периодически материал сайта пополняется, поэтому добавьте Komitart в закладки или подпишитесь на новостную рассылку RSS, так будет проще узнавать о публикуемых новинках.

Схема индикатора выходной мощности УНЧ (светодиоды+КТ315)

Индикатор звука на светодиодах своими руками. Простая схема на двух транзисторах, которая при различных звуках управляет мерцанием светодиодных индикаторов. Мерцание будет совпадать с ритмом или скоростью изменения звука. Пайка совсем несложная и со сборкой схемы справится любой любознательный человек вооруженный паяльником. Автор делится своими опытом на фото и демонстрирует работу собранной схемы на видео. Все детали вместе с печатной платой приобретаются в интернет магазине по смешной цене. Сначала надо распаковать пакет с деталями и проверить наличие и маркировку деталей. Выяснить сопротивление резисторов можно, либо измерив сопротивление тестером, либо расшифровать цветовой код на маркировке резистора.

Однажды у друга в машине увидел светодиоды, мигающие в такт музыке. ПРОСТЕЙШИЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР УРОВНЯ ЗВУКА — схема.

Светодиодный индикатор уровня звукового сигнала

Принципиальные схемы простых индикаторов наличия сети В на светодиодах, меняем старые неоновые индикаторные лампы на светодиоды. В электрооборудовании повсеместно применяются индикаторные неоновые лампы для индикации включения аппаратуры. В большинстве случаев схема как на рисунке 1. То есть, неоновая лампа через резистор сопротивлением киолом подключается к сети переменного тока.

Светодиодный индикатор уровня звукового сигнала на LM3915

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина! Универсальный светодиодный индикатор уровня сигнала. Купить Kit-набор на Aliexpress.

Connexion :.

Индикатор 220в на светодиоде

Индикатор построен на старой микросхеме KIA, она имеет кучу аналогов, все имеют аналогичную схему включения, а их список приведен ниже. По быстрому развел печатную плату, получилось весьма компактно. Схему собирал в соответствии с даташитом, заработало при первом же включении. Оптимальный диапазон питающих напряжений от 4-х до 12 Вольт, максимальное — 5 вольт. Сигнал поступает по разделительному конденсатору и резистору R1 на вход микросхемы.

Стрелочный индикатор звука

Основа конструкции две микросборки типа AN KA это уже готовый светодиодный индикатор уровня сигнала используемый для индикации различных значений переменного сигнала, к которым остается подключить немного компонентов обвязки и сами светодиоды. Схема такого устройства, как раз, и показана на рисунке ниже. Фотографи собранной и распаенной печатной платы вы можете посмотреть на рисунке ниже, а ее чертеж выполненный в программе Sprint Layout можете взять по зеленной ссылке выше.

Индикатор громкости на светодиодах

LM3915 – интегральная микросхема (ИМС) производства компании Texas Instruments, реагирует на изменение входного сигнала и выдает сигнал на один или сразу несколько своих выходов. Благодаря своей конструктивной особенности, ИМС получила широкое распространение в схемах индикаторов на светодиодах. Так как светодиодный индикатор на основе LM3915 работает по логарифмической шкале, он нашёл практическое применение в отображении и контроле уровня сигнала в усилителях звуковой частоты.

Не стоит путать LM3915 с её родственниками LM3914 и LM3916, которые имеют аналогичное расположение и назначение выводов. ИМС серии 3914 обладает линейной характеристикой и идеальна для измерения линейных величин (ток, напряжение), а ИМС серии 3916 является более универсальной и способна управлять нагрузкой разного типа.

Принцип работы

Все индикаторы уровня построены на основе многокаскадных компараторов.

Компаратор – логический элемент, сравнивающий параметры двух входящих сигналов.

На один канал компаратора подаётся анализируемый сигнал, на второй – опорное напряжение сравнения. Если амплитуда первого выше опорного напряжения – на выходе появляется логическая единица, если ниже – логический ноль.

Работу простейшего компаратора можно продемонстрировать на микросхеме К155ЛН1, единичным кластером которой является элемент «НЕ».

Такая микросхема является простейшим логическим компаратором. При напряжении на входе от 0В до 2,4В (что соответствует логическому нулю) на выходе 2,7В, как только напряжение на входе превысит 2,4В, сигнал на выходе упадёт до ноля вольт.

Существует несколько микросхем для визуализации уровня. Наиболее многофункциональные схемы, на мой взгляд, позволяют создавать микросхемы на архитектуре lm39xx. В эту линейку входит три микросхемы: lm3914, lm3915 и lm3916. Минимальная развязка без труда позволяет создать светодиодный индикатор уровня звука своими руками даже без глубоких познаний в радиоэлектронике.

Все они представляют десяти диапазонный анализатор. Различаются способом дифференциации входного сигнала. У lm3914 это 1В, у lm3915 – 3Дб, у lm3916 — 1Дб.

Устройства индикации со светодиодами

Светодиодный индикатор уровня звука на lm3915

Соберём индикатор громкости на светодиодах с применением компараторов на lm3915.

Разберёмся, как работает схема.

На вход 5 поступает анализируемый сигнал, его амплитуда должна быть 10В. Для сопряжения амплитуды входящего сигнала нам потребуется транзисторный ключ. На его базу через резисторный делитель напряжения на R5 поступает анализируемый сигнал.

Логическая структура lm3915

Индикатор звука на lm3915 может работать в двух режимах индикации – «точка» и «столбик». В первом случае загорается светодиод соответствующий текущему уровню сигнала, во втором – все светодиоды от нуля до текущего уровня. Переключение режимов индикации осуществляется через переключатель между общим проводом и входом «9».

Краткое описание LM3915

Блок-схема LM3915 состоит из десяти однотипных операционных усилителей, работающих по принципу компаратора. Прямые входы ОУ подключены через цепочку из резистивных делителей с различными номиналами сопротивлений. Благодаря этому светодиоды в нагрузке зажигаются по логарифмической зависимости. На инверсные входы приходит входной сигнал, который обрабатывается буферным ОУ (вывод 5).
Внутреннее устройство ИМС включает маломощный интегральный стабилизатор, подключенный к выводам 3, 7, 8 и устройство для задания режима свечения (вывод 9). Диапазон питающего напряжения составляет 3–25В. Величину опорного напряжения можно задать в пределах от 1,2 до 12В при помощи внешних резисторов. Вся шкала соответствует уровню сигнала в 30 дБ с шагом 3 дБ. Выходной ток можно задать от 1 до 30 мА.

Нестандартное применение

Индикатор с применением lm3914 можно использовать в качестве компактного тестера малогабаритных батареек и аккумуляторов.

Напряжение питания такой схемы от 5В до 12В. Удобно питать от «Кроны» либо четырёх батареек ААА.

Конденсатор С1 — 50 мкФ 25В, подтягивающий резистор R1 – 1Мом. R2, R3 – по 4,7-5кОм. Диапазон измерений у схемы 1В с градацией 0,1В. R2 регулирует диапазон измерений, R3 – ток светодиодов. Если отключить выход 9, индикация будет «столбиком», но питающее элементы быстро разряжаются.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Простейшие шкальные

Индикаторы этого типа содержат в своем составе электромеханический микроамперметр с током полного отклонения стрелки до 500 мкА. Прибор работает при протекании по обмотке его катушки постоянного тока. Поэтому изменяющийся во времени выходной звуковой сигнал требуется предварительно преобразовать при помощи диодной схемы.

Изменяя величину сопротивления резистора, ограничивающего ток, протекающий через микроамперметр, можно добиться полного отклонения стрелки для максимального уровня звукового сигнала. Шкала градуируется в процентах максимального уровня или в децибелах (дБ) его ослабления.

Шкальные на операционных усилителях

Операционные усилители (ОУ), обладающие высоким входным сопротивлением, вносят в схему измерения минимальные искажения. Стрелочные индикаторы уровня сигнала для усилителя позволяют визуально контролировать минимальные уровни, недоступные простейшим измерителям и схемам с ОЭ.

ОУ используются в качестве преобразователей напряжение/ток или эмиттерные повторители. Электромеханическая головка микроамперметра имеет шкалу, отражающую (как и в предыдущих случаях) ослабление в децибелах уровня измеряемого сигнала относительно его максимального значения.

Шкальные на биполярных транзисторах

Микроамперметры в схемах этих устройств включаются в коллекторную цепь выходных каскадов транзисторных усилителей тока, выполненных по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Количество каскадов усиления определяется минимальным уровнем, на который должна реагировать шкала стрелочного индикатора уровня звукового сигнала. Величина тока полного отклонения стрелки может быть установлена элементами делителя переменного напряжения, поступающего на вход схемы стрелочного индикатора для последующего усиления.

В своем составе схемы содержат выпрямители постоянно изменяющегося сигнала звукового усилителя в постоянный ток для создания более комфортного визуального контроля громкости прослушиваемой композиции. Шкала выполняется с оцифровкой процентного соотношения действующего уровня сигнала по отношению к его максимальному значению. За величину максимального значения выбирается уровень громкости, коэффициент нелинейных искажений которого не превышает допустимой величины и определяется международными стандартами качества.

↑ Фотографии собранного индикатора:

Как видно на фото, требуется установить SMD-резисторы на платах со светодиодами, на каждой — 56 кОм и 22 кОм.

Люминесцентные

Такими индикаторами оснащаются устройства высококачественного воспроизведения звука. Они выполнены в виде готовых панелей, включающих в себя набор специализированных схем, управляемых микроконтроллерами. Их шкалы отображают изменение многих параметров. Часто они являются индикаторами полосовых эквалайзеров, позволяющих корректировать амплитудно-частотную характеристику усилителей звука в широких пределах.

При достаточном уровне опыта изготовления радиолюбительских конструкций такие индикаторы уровня сигнала своими руками могут быть созданы самостоятельно. Надо учесть, что схемы с использованием стильных люминесцентных индикаторов часто требуют применения нескольких источников питания.

Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды (имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн) получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже (обычно только в радиолюбительской практике) встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели (табло). Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться. Для управления состоянием светодиода необходимо обеспечить регулировку (коммутацию) в цепи протекания тока. Это можно сделать с помощью типовых последовательных или параллельных схем коммутации (на транзисторах, диодах и т.п.). Примеры таких схем приведены на рис. 3.7-1, 3.7-2. Рис. 3.7-1. Способы управления состоянием светодиода с помощью транзисторных ключей Рис. 3.7-2. Способы управления состоянием светодиода от цифровых микросхем ТТЛ Примером применения светодиодов в цепях сигнализации могут служить следующие две простые схемы индикаторов сетевого напряжения (рис. 3.7-3, 3.7-4). Схема на рис. 3.7-3 предназначена для индикации наличия в бытовой сети переменного напряжения. Ранее в подобных устройствах обычно использовались малогабаритные неоновые лампочки. Но светодиоды в этом отношении гораздо более практичны и технологичны. В данной схеме ток через светодиод проходит только во время одной полуволны входного переменного напряжения (во время второй полуволны светодиод шунтируется работающим в прямом направлении стабилитроном). Этого оказывается достаточно для нормального восприятия человеческим глазом света от светодиода как непрерывного излучения. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается несколько большим, чем прямое падение напряжения на используемом светодиоде. Емкость конденсатора \(C1\) зависит от требуемого прямого тока через светодиод. Рис. 3.7-3. Индикатор наличия сетевого напряжения На трех светодиодах выполнено устройство, информирующее об отклонениях сетевого напряжения от номинального значения (рис. 3.7-4). Здесь также свечение светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Коммутация светодиодов осуществляется через включенные последовательно с ними динисторы. Светодиод \(HL1\) горит всегда, когда сетевое напряжение присутствует, два пороговых устройства на динисторах и делителях напряжения на резисторах обеспечивают включение двух других светодиодов только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Если их отрегулировать так, чтобы при нормальном напряжении в сети горели светодиоды \(HL1\), \(HL2\), то при повышенном напряжении будет загораться и светодиод \(HL3\), а при понижении напряжения в сети будет гаснуть светодиод \(HL2\). Входной ограничитель напряжения на \(VD1\), \(VD2\) предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении нормального значения напряжения в сети. Рис. 3.7-4. Индикатор уровня сетевого напряжения Схема на рис. 3.7-5 предназначена для сигнализации о перегорании предохранителя. Если предохранитель \(FU1\) цел, падение напряжения на нем очень мало, и светодиод не светится. При перегорании предохранителя напряжение питания через незначительное сопротивление нагрузки прикладывается к цепи индикатора, и светодиод загорается. Резистор \(R1\) выбирается из условия, что через светодиод будет протекать требуемый ток. Не все виды нагрузок могут подойти для данной схемы. Рис. 3.7-5. Светодиодный индикатор перегорания предохранителя Устройство индикации перегрузки стабилизатора напряжения представлено на рис. 3.7‑6. В нормальном режиме работы стабилизатора напряжение на базе транзистора \(VT1\) стабилизировано стабилитроном \(VD1\) и примерно на 1 В больше, чем на эмиттере, поэтому транзистор закрыт и горит сигнальный светодиод \(HL1\). При перегрузке стабилизатора выходное напряжение уменьшается, стабилитрон выходит из режима стабилизации и напряжение на базе \(VT1\) уменьшается. Поэтому транзистор открывается. Поскольку прямое напряжение на включенном светодиоде \(HL1\) больше, чем на \(HL2\) и транзисторе, в момент открывания транзистора светодиод \(HL1\) гаснет, а \( HL2\) — включается. Прямое напряжение на зеленом светодиоде \(HL1\) приблизительно на 0,5 В больше, чем на красном светодиоде \(HL2\), поэтому максимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора \(VT1\) должно быть меньше 0,5 В. Резистор R1 ограничивает ток через светодиоды, а резистор \(R2\) определяет ток через стабилитрон \(VD1\). Рис. 3.7-6. Индикатор состояния стабилизатора Схема простого пробника, позволяющего определять характер (постоянное или переменное) и полярность напряжения в диапазоне 3…30 В для постоянного и 2,1…21 В для действующего значения переменного напряжения приведена на рис. 3.7-7. Основу пробника составляет стабилизатор тока на двух полевых транзисторах, нагруженный на встречно-параллельно включенные светодиоды. Если на клемму \(XS1\) подается положительный потенциал, а на \(XS2\) — отрицательный, то загорается светодиод HL2, если наоборот — светодиод \(HL1\). Когда на входе переменное напряжение, зажигаются оба светодиода. Если ни один из светодиодов не горит, это означает, что входное напряжение менее 2 В. Потребляемый устройством ток не превышает 6 мА. Рис. 3.7-7. Простой пробник-индикатор характера и полярности напряжения На рис. 3.7-8 дана схема еще одного простого пробника со светодиодной индикацией. Он используется для проверки логического уровня в цифровых цепях, построенных на микросхемах ТТЛ. В исходном состоянии, когда к клемме \(XS1\) ничего не подключено, светодиод \(HL1\) светится слабо. Его режим задается установкой соответствующего напряжения смещения на базе транзистора \(VT1\). Если на вход будет подано напряжение низкого уровня, транзистор закроется, и светодиод погаснет. При наличии на входе напряжения высокого уровня транзистор открывается, яркость свечения светодиода становится максимальной (ток ограничен резистором \(R3\)). При проверке импульсных сигналов яркость HL1 возрастает, если в последовательности сигналов преобладает напряжение высокого уровня, и убывает, если преобладает напряжение низкого уровня. Питание пробника можно осуществлять как от источника питания проверяемого устройства, так и от отдельного источника питания. Рис. 3.7-8. Пробник-индикатор логического уровня ТТЛ Более совершенный пробник (рис. 3.7-9) содержит два светодиода и позволяет не только оценивать логические уровни, но и проверять наличие импульсов, оценивать их скважность и определять промежуточное состояние между напряжениями высокого и низкого уровней. Пробник состоит из усилителя на транзисторе \(VT1\), повышающего его входное сопротивление, и двух ключей на транзисторах \(VT2\), \(VT3\). Первый ключ управляет светодиодом \(HL1\), имеющим зеленый цвет свечения, второй — светодиодом \(HL2\), имеющим красный цвет свечения. При входном напряжении 0,4…2,4 В (промежуточное состояние) транзистор \(VT2\) открыт, светодиод \(HL1\) выключен. В то же время закрыт и транзистор \(VT3\), поскольку падение напряжения на резисторе \(R3\) недостаточно для полного открывания диода \(VD1\) и создания требуемого смещения на базе транзистора. Поэтому \(HL2\) тоже не светится. Когда входное напряжение становится меньше 0,4 В, транзистор \(VT2\) закрывается, загорается светодиод \(HL1\), индицируя наличие логического нуля. При напряжении на входе более 2,4 В открывается транзистор \(VT3\), включается светодиод \(HL2\), индицируя наличие логической единицы. Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов можно оценить по яркости свечения того или иного светодиода. Рис. 3.7-9. Улучшенный вариант пробника-индикатора логического уровня ТТЛ Еще один вариант пробника представлен на рис. 3.7-10. Если клемма \(XS1\) никуда не подсоединена, все транзисторы закрыты, светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не работают. На эмиттер транзистора \(VT2\) с делителя \(R2-R4\) поступает напряжение около 1,8 В, на базу \(VT1\) — около 1,2 В. Если на вход пробника подать напряжение выше 2,5 В, напряжение смещения база-эмиттер транзистора \(VT2\) превысит 0,7 В, он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор \(VT3\). Светодиод \(HL1\) включится, индицируя состояние логической единицы. Ток коллектора \(VT2\), примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами \(R3\) и \(R4\). При превышении напряжением на входе уровня 4,6 В (что возможно при проверке выходов схем с открытым коллектором) транзистор \(VT2\) входит в режим насыщения, и если не ограничить ток базы \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор \(VT3\) закроется и светодиод \(HL1\) выключится. При уменьшении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор \(VT1\), его коллекторный ток открывает транзистор \(VT4\), включается \(HL2\), индицируя состояние логического нуля. С помощью резистора \(R6\) регулируется яркость свечения светодиодов. Подбором резисторов \(R2\) и \(R4\) можно установить необходимые пороги включения светодиодов. Рис. 3.7-10. Пробник-индикатор логического уровня на четырех транзисторах Для индикации точной настройки в радиоприемниках часто применяются простые устройства, содержащие один, а иногда и несколько, светодиодов разного цвета свечения. Схема экономичного светодиодного индикатор настройки для приемника с питанием от батареек приведена на рис. 3.7-11. Ток потребления устройства не превышает 0,6 мА в отсутствие сигнала, а при точной настройке составляет 1 мА. Высокая экономичность достигается за счет питания светодиода импульсным напряжением (т.е. светодиод не светится непрерывно, а часто мигает, однако из-за инерционности зрения такое мерцание не заметно на глаз). Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе \(VT3\). Генератор вырабатывает импульсы длительностью около 20 мс, следующие с частотой 15 Гц. Эти импульсы управляют работой ключа на транзисторе \(DA1.2\) (один из транзисторов микросборки \(DA1\)). Однако в отсутствие сигнала светодиод не включается, так как при этом сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора \(VT2\) велико. При точной настройке транзистор \(VT1\), а за ним и \(DA1.1\) и \(VT2\) откроются настолько, что в моменты, когда открыт транзистор \(DA1.2\), будет загораться светодиод \(HL1\). Чтобы уменьшить потребляемый ток, эмиттерная цепь транзистора \(DA1.1\) подключена к коллектору транзистора \(DA1. 2\), благодаря чему последние два каскада (\(DA1.2\), \(VT2\)) также работают в ключевом режиме. При необходимости подбором резистора \(R4\) можно добиться слабого начального свечения светодиода \(HL1\). В этом случае он выполняет и функцию индикатора включения приемника. Рис. 3.7-11. Экономичный светодиодный индикатор настройки Экономичные светодиодные индикаторы могут понадобиться не только в радиоприемниках с батарейным питанием, но и во множестве других носимых устройств. На рис. 3.7‑12, 3.7‑13, 3.7‑14 приведено несколько схем таких индикаторов. Все они работают по уже описанному импульсному принципу и по сути представляют собой экономичные генераторы импульсов, нагруженные на светодиод. Частота генерации в таких схемах выбирается достаточно низкой, фактически на границе зрительного восприятия, когда мигания светодиода начинают отчетливо восприниматься человеческим глазом. Рис. 3.7-12. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном транзисторе Рис. 3.7-13. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном и биполярном транзисторах Рис. 3.7-14. Экономичный светодиодный индикатор на двух биполярных транзисторах В УКВ ЧМ приемниках для индикации настройки можно применять три светодиода. Для управления таким индикатором используется сигнал с выхода ЧМ детектора, в котором постоянная составляющая положительна при незначительной расстройке в одну сторону от частоты станции и отрицательна при незначительной расстройке в другую сторону. На рис. 3.7-15 приведена схема простого индикатора настройки, работающего по описанному принципу. Если напряжение на входе индикатора близко к нулю, то все транзисторы закрыты и светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не излучают, а через \(HL3\) при этом протекает ток, определяемый напряжением питания и сопротивлением резисторов \(R4\) и \(R5\). При указанных на схеме номиналах он примерно равен 20 мА. Как только на входе индикатора появляется напряжение, превышающее 0,5 В, транзистор \(VT1\) открывается и включается светодиод \(HL1\). Одновременно открывается транзистор \(VT3\), он шунтирует светодиод \(HL3\), и тот гаснет. Если напряжение на входе отрицательное, но по абсолютному значению больше 0,5 В, то включается светодиод \(HL2\), а \(HL3\) выключается. Рис. 3.7-15. Индикатор настройки для УКВ-ЧМ приемника на трех светодиодах Схема еще одного варианта простого индикатора точной настройки для УКВ ЧМ приемника представлена на рис. 3.7-16. Рис. 3.7-16. Индикатор настройки для УКВ ЧМ приемника (вариант 2) В магнитофонах, низкочастотных усилителях, эквалайзерах и т.п. находят применение светодиодные индикаторы уровня сигнала. Число индицируемых такими индикаторами уровней может варьироваться от одного-двух (т.е. контроль типа “сигнал есть – сигнала нет”) до нескольких десятков. Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис. 3.7‑17. Каждая из ячеек \(A1\), \(A2\) выполнена на двух транзисторах разной структуры. При отсутствии сигнала на входе оба транзистора ячеек закрыты, поэтому светодиоды \(HL1\), \(HL2\) не горят. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока амплитуда положительной полуволны контролируемого сигнала не превысит примерно на 0,6 В постоянное напряжение на эмиттере транзистора \(VT1\) в ячейке \(A1\), заданное делителем \(R2\), \(R3\). Как только это произойдет, транзистор \(VT1\) начнет открываться, в цепи коллектора появится ток, а поскольку он в то же время является и током эмиттерного перехода транзистора \(VT2\), транзистор \(VT2\) тоже начнет открываться. Возрастающее падение напряжения на резисторе \(R6\) и светодиоде \(HL1\) приведет к увеличению тока базы транзистора \(VT1\), и он откроется еще больше. В результате очень скоро оба транзистора окажутся полностью открыты и светодиод \(HL1\) включится. При дальнейшем росте амплитуды входного сигнала аналогичный процесс протекает в ячейке \(A2\), после чего загорается светодиод \(HL2\). С уменьшением уровня сигнала ниже установленных порогов срабатывания ячейки возвращаются в исходное состояние, светодиоды гаснут (сначала \(HL2\), затем \(HL1\)). Гистерезис не превышает 0,1 В. При указанных в схеме значениях сопротивлений, ячейка \(A1\) срабатывает при амплитуде входного сигнала примерно 1,4 В, ячейка \(A2\) — 2 В. Рис. 3.7-17. Двухканальный индикатор уровня сигнала Многоканальный индикатор уровня на логических элементах представлен на рис. 3.7‑18. Такой индикатор можно применять, например, в усилителе НЧ (организовав из ряда светодиодов индикатора световую шкалу). Диапазон входного напряжения этого устройства может колебаться от 0,3 до 20 В. Для управления каждым светодиодом используется \(RS\)-триггер, собранный на элементах 2И‑НЕ. Пороги срабатывания этих триггеров задаются резисторами \(R2\), \(R4-R16\). На линию “сброс” периодически должен подаваться импульс гашения светодиодов (разумным будет подавать такой импульс с периодичностью 0,2…0,5 с). Рис. 3.7-18. Многоканальный индикатор уровня НЧ сигнала на \(RS\)-триггерах Приведенные выше схемы индикаторов уровня обеспечивали резкое срабатывание каждого канала индикации (т. е. светодиод в них либо светится с заданным режимом яркости, либо погашен). В шкальных индикаторах (линия последовательно срабатывающих светодиодов) такой режим работы совсем не обязателен. Поэтому для этих устройств могут использоваться более простые схемы, в которых управление светодиодами осуществляется не отдельно по каждому каналу, а совместно. Последовательное включение ряда светодиодов при увеличении уровня входного сигнала достигается за счет последовательного включения делителей напряжения (на резисторах или других элементах). В таких схемах происходит постепенное увеличение яркости свечения светодиодов при нарастании уровня входного сигнала. При этом для каждого светодиода устанавливается свой токовый режим, такой, что свечение указанного светодиода визуально наблюдается только при достижении входным сигналом соответствующего уровня (при дальнейшем увеличении уровня входного сигнала светодиод горит все более ярко, но до определенного предела). Простейший вариант индикатора, работающего по описанному принципу приведен на рис. 3.7-19. Рис. 3.7-19. Простой индикатор уровня сигнала НЧ При необходимости увеличения количества уровней индикации и повышения линейности индикатора схема включения светодиодов должна быть несколько изменена. Подойдет, например, индикатор по схеме рис. 3.7-20. В нем, кроме прочего, имеется и достаточно чувствительный входной усилитель, обеспечивающий работу как от источника постоянного напряжения, так и от сигнала звуковой частоты (при этом индикатор управляется только положительными полуволнами входного переменного напряжения). Рис. 3.7-20. Линейный индикатор уровня со светодиодной шкалой Следующая >

Индикаторы уровня звука на led. Как сделать индикатор звукового сигнала на светодиодах из того, что есть в доме? Световая индикация звука своими руками

Для визуализации уровня сигнала широко используют светодиодные индикаторы, построенные на архитектуре специализированных микросхем. Они применяются в самых разнообразных устройствах: индикаторы уровня входящего сигнала радиоприёмной аппаратуры, индикация уровня на усилителе звука, тестеры для отладки схем, в которых используется частотно-импульсный принцип управления нагрузками.

Все индикаторы уровня построены на основе многокаскадных компараторов.

Компаратор – логический элемент, сравнивающий параметры двух входящих сигналов .

На один канал компаратора подаётся анализируемый сигнал, на второй – опорное напряжение сравнения. Если амплитуда первого выше опорного напряжения – на выходе появляется логическая единица, если ниже – логический ноль.

Работу простейшего компаратора можно продемонстрировать на микросхеме К155ЛН1, единичным кластером которой является элемент «НЕ».

Такая микросхема является простейшим логическим компаратором. При напряжении на входе от 0В до 2,4В (что соответствует логическому нулю) на выходе 2,7В, как только напряжение на входе превысит 2,4В, сигнал на выходе упадёт до ноля вольт.

Существует несколько микросхем для визуализации уровня. Наиболее многофункциональные схемы, на мой взгляд, позволяют создавать микросхемы на архитектуре lm39xx. В эту линейку входит три микросхемы: lm3914, lm3915 и lm3916. Минимальная развязка без труда позволяет создать светодиодный индикатор уровня звука своими руками даже без глубоких познаний в радиоэлектронике.

Все они представляют десяти диапазонный анализатор. Различаются способом дифференциации входного сигнала. У lm3914 это 1В, у lm3915 – 3Дб, у lm3916 — 1Дб.

Светодиодный индикатор уровня звука на lm3915

Соберём индикатор громкости на светодиодах с применением компараторов на lm3915.

Разберёмся, как работает схема.

На вход 5 поступает анализируемый сигнал, его амплитуда должна быть 10В. Для сопряжения амплитуды входящего сигнала нам потребуется транзисторный ключ. На его базу через резисторный делитель напряжения на R5 поступает анализируемый сигнал.

Логическая структура lm3915

Индикатор звука на lm3915 может работать в двух режимах индикации – «точка» и «столбик». В первом случае загорается светодиод соответствующий текущему уровню сигнала, во втором – все светодиоды от нуля до текущего уровня. Переключение режимов индикации осуществляется через переключатель между общим проводом и входом «9».

Нестандартное применение

Индикатор с применением lm3914 можно использовать в качестве компактного тестера малогабаритных батареек и аккумуляторов.

Напряжение питания такой схемы от 5В до 12В. Удобно питать от «Кроны» либо четырёх батареек ААА.

Конденсатор С1 — 50 мкФ 25В, подтягивающий резистор R1 – 1Мом. R2, R3 – по 4,7-5кОм. Диапазон измерений у схемы 1В с градацией 0,1В. R2 регулирует диапазон измерений, R3 – ток светодиодов. Если отключить выход 9, индикация будет «столбиком», но питающее элементы быстро разряжаются.

Здравствуйте. Закончились праздники и можно снова приступить к работе. Наверное, многие уже видели наши фотографии светодиодного индикатора уровня — столбики на умных светодиодах WS2812B . Решил в более полном объёме поведать о столбиках. Тем более, что коллеги смотрят на меня непонимающим взглядом: прикольная штуковина, а мало кто о ней знает. Надо исправлять.

Думал с чего начать и решил, что всё-таки с самого начала. Индикатор уровня, или как его ещё называют VU -метр, на светодиодах мы хотим заполучить давненько. Его успешно можно использовать в качестве декора, например, встраивать в усилители, ставить рядом с аудиотехникой или монитором компьютера. Готовых решений, которые бы нам понравились, не нашли, поэтому надо было сделать свой VU -метр.

Первая разработка выглядела так:

Этот индикатор уровня был изготовлен моим коллегой Константином М. и отдан мне на оживление. Два канала, по 16 одноцветных светодиодов каждый, управлялись с помощью микроконтроллера ATmega8 через два 8-битных сдвиговых регистра. Для экономии и удобства использовалась динамическая индикация: одновременно могли светиться только 16 светодиодов одного столбика. Платку я запустил, всё на ней работало, но мне почему-то так и не удалось сделать изменение уровня столбиков красивым.

Вскоре после этого, появилась разработка индикатора уровня интереснее предыдущей:

Константин сделал её, прежде всего, для себя. Запустил в какие-то праздники, но разобрал, так и не показав результат. Конечно же, я потом взял платы, чтобы опробовать самому. В качестве прототипа был изготовлен только один канал индикатора уровня. Сам столбик состоит из 32-х RGB светодиодов в виде модуля. Он подключается к ещё одному модулю с 4-я сдвиговыми регистрами, через который осуществляется управление. Мда… За счёт динамической индикации управление очень своеобразное. Четыре 8-битных регистра управляют выбором светодиодов, которые должны светиться в данный момент времени, а с помощью трёх выводов задаётся цвет (R, G или B). Остаётся только добавить плату с микроконтроллером и вперёд. Здесь удалось зайти дальше, чем в предыдущей версии столбиков. Сначала попробовал сделать всё с помощью Arduino Due:

Микроконтроллер, работающий на частоте 84 MHz с Arm архитектурой внутри, был как нельзя кстати, думал я. Сам столбик поддерживал 8 градаций яркости для каждого цвета светодиода (R, G и B). В один момент времени можно было зажечь только один цвет , поэтому приходилось раз в 1 мс передавать одну из 24-х комбинаций значений на светодиоды. Помимо этого, необходимо было работать с АЦП, производить расчёты десятичного логарифма и прочие вычисления. Кроме как в среде Arduino с этим микроконтроллером не доводилось работать, поэтому получился неоптимизированный Arduino -код. Но даже несмотря на это, справлялась хорошо.

А почему мы пишем программу под какой-то малоизвестный Arm контроллер? Подумали и взяли отладочную плату на микроконтроллере STM8S105C6T6:

Всё запустилось без проблем. На этот раз код был прозрачен, поэтому оптимизирован. Было несколько режимов работы столбика, но алгоритмы отработаны не до конца, и, тем не менее, индикатор уровня нам уже нравился. Вот только что делать с этой охапкой проводов, кому она нужна, и кто её захочет подключать? Надо что-то придумать…

Решение у нас было, но в этот раз до его реализации мы не добрались. Потому что однажды – это был обычный четверг – случилось следующее: ещё один мой, не менее ценный, коллега Денис В. произнёс свою коронную фразу: «Смотрите, какую я прикольную штуку нашёл «! Это была лента на умных светодиодах WS2812B:

Ей для подключения необходимо всего 3 провода (сигнал, питание 5 В и общий провод). Круто, прощай охапка лишних проводов – подумали мы и заказали ленту на пробу:

Про эту ленту на светодиодах WS2812B много рассказано на просторах интернета — всегда можно найти что-нибудь интересное и подходящее. В основном люди делают из неё различные «светилки». Получается красиво – ещё бы, потребление «раскалённого добела «светодиода составляет 40 мА. Если лента длинная, к порту USB компьютера её не подключишь. Требуется достаточно мощный источник питания — задача, которую предстояло решить. Несмотря на эту сложность, прельщало удобство управления столбиками по одному проводу. Почему бы не сделать из этой ленты конструктор индикатора уровня, чтобы была возможность менять цветовые схемы, переключать режимы… А поможет в этом плата Arduino Pro Mini на микроконтроллере ATmega328. Её легко программировать с помощью переходника UART–USB. Была ещё одна трудность: очень короткие тайминги между загрузкой данных. «Светилки «, конечно, у людей получались… Но нам хотелось во время отправки данных ещё успевать брать значения с АЦП, читать из памяти, сохранять, производить вычисления… Поэтому, пока лента была в пути, обдумывали, возможность использования аппаратного SPI, а точнее сигнала MOSI для организации передачи с прерываниями. Будет ли контроллер всё успевать? Или придётся оптимизировать код, как-то исхитряться, лезть в ассемблер — это предстояло выяснить. Но мы уже знали точно и с прошлой реализации столбика утвердили: количество светодиодов на канал будет 32 штуки. Итого, нужно было обрабатывать 64 умных светлячка на два столбика. Забегая вперёд, хочу сказать, что WS2812B были освоены. Я ещё помучаюсь с программной частью, расскажу про аппаратную — будет продолжение.

P.S. Появилось и ещё одно развитие столбиков. То самое решение, которое на время отложилось из-за находки WS2812B, но, благодаря ей, модернизировалось и упростилось. Оно позволит использовать любые обычные светодиоды (одноцветные и RGB) и более мощное освещение: даже прожекторы. Более того, столбики — это малая часть того, что может появиться из нашей идеи. Об этом как-нибудь в другой раз.

P.P.S. В следующей записи будет показана схема подключения линии аудиосигнала к индикатору уровня . А те, кому интересно и уже не терпится увидеть, какие у нас получились столбики, могут посмотреть этот видеоролик:

С уважением, Никита О.

Однажды у друга в машине увидел светодиоды, мигающие в такт музыке. Загорелся желанием сделать подобное и себе. Для начала, украшу колонки в компьюте, а затем спаяю и машину. Друг не знал, как и что там стоит и мигает. Пришлось самому чего-то искать в интернете. Один человек очень помог в поисках и создании простой электросхемы. В схеме всего 3 детальки, которые можно приобрести почти везде: светодиод, подстроенный резистор, диод. Сама принципиальная электрическая схема выглядит следующим образом:

Идикатор уровня получается в сборке очень лёгкий. Его сможет собрать даже человек с дрожащими и неопытными руками:) Резистор ставьте примерно от 1 до 22 килоом — этого будет достаточно. Диод ставил КД226. Данный выпрямительный диод любой, способный выдержать всю нагрузку, разумеется с некоторым запасом. Диоды VD3-VD6 кремниевые, с прямым падением напряжения 0,7…1 В и допустимым током не менее 300 мА.

Немного усложнённая схема способна показать пять различных уровней сигнала, но их можно уменьшить, например до двух, или увеличить.

Однако при увеличении, следует помнить, что увеличивая их количество, увеличивается и потребляемая мощность всем индикатором, а чем больше уйдет на индикацию, тем меньше дойдет до колонки, следовательно, если переборщить с количеством уровней, могут появится провалы в звуке.

В общем получилась очень простая и интересная конструкция LED индикатора звука. Вместо тусклой темноты в комнате появились световые эффекты.

Пока что приклеил к корпусу сабвуфера, буду далее думать, куда прикрепить. Видео работы:

Количество светодиодов ленте влияет на яркость, поэтому если у вас достаточно мощный УМЗЧ — можно подключить длинную разноцветную LED ленту. Автор статьи: Максим Шайков

Обсудить статью ПРОСТЕЙШИЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР ЗВУКА

Изготовляя свой усилитель мною было твердо решено сделать по 8-10 ячеечному светодиодному индикатору выходной мощности на каждый канал(4 канала). Схем подобных индикаторов полным-полно, нужно только выбрать под свои параметры. На данный момент выбор чипов, на которых можно собрать индикатор выходной мощности УНЧ, очень большой, ну вот например: КА2283, LB1412, LM3915 и т.п. Что может быть проще чем купить такой чип и собрать схему индикатора) Я в свое время пошел немножко другим путем. ..

Предисловие

На изготовление индикаторов выходной мощности для своего УНЧ я выбрал схему на транзисторах. Вы спросите: а почему не на микросхемах? — постараюсь объяснить плюсы и минусы.

Из плюсов можно отметить то, что собирая на транзисторах можно максимально гибко отладить схему индикатора под нужные вам параметры, выставить нужный диапазон индикации и плавность реакции как вам нравится, количество ячеек индикации — да хоть сотня, лишь бы терпения хватило на их регулировку.

Также ожно использовать любое питающее напряжение(в пределах разумного), спалить такую схему очень сложно, в случае неисправности одной ячейки можно быстро все исправить. Из минусов хочу отметить то что на наладку данной схемы по своим вкусам придется потратить немало времени. Делать на микросхеме или транзисторах — решать вам, исходя из ваших возможностей и потребностей.

Индикаторы выходной мощности собираем на самых распространенных и дешевых транзисторах КТ315. Думаю, каждый радиолюбитель хоть раз в своей жизни сталкивался с этими миниатюрными цветными радиокомпонентами, у многих они валяются пачками по несколько сотен и без дела.

Рис. 1. Транзисторы КТ315, КТ361

Шкала моего УНЧ будет логарифмическая, исходя из того что максимальная выходная мощность будет порядка 100Ватт. Если сделать линейную то при 5 Ваттах ничего не будет даже светиться или же придется делать шкалу на 100 ячеек. Для мощных УНЧ нужно чтобы между мощностью на выходе усилителя и количеством светящихся ячеек была логарифмическая зависимость.

Принципиальная схема

Схема до безобразия проста и состоит из одинаковых ячеек, каждая из которых настроена на индикацию нужного уровня напряжения на выходе УНЧ. Вот схема на 5 ячеек индикации:

Рис. 2. Схема индикатора выходной мощности УНЧ на транзисторах КТ315 и светодиодах

Выше приведена схема на 5 ячеек индикации, клонировав ячейки можно получить схему на 10 ячеек, как раз такую я и собирал для своего УНЧ:

Рис. 3. Схема индикатора выходной мощности УНЧ для 10 ячеек (кликни для увеличения)

Номиналы деталей в данной схеме рассчитаны под напряжение питания порядка 12 Вольт, не считая резисторов Rx — которые нужно подбирать.

Расскажу о том как работает схема, все очень просто: сигнал с выхода усилителя НЧ идет на резистор Rвх после чего диодом D6 срезаем полуволну и потом постоянное напряжение подаем на вход каждой ячейки. Ячейка индикации представляет собой пороговое ключевое устройство которое зажигает светодиод при достижении некоторого уровня на входе.

Конденсатор С1 нужен для того чтобы при очень большой амплитуде сигнала сохранялась плавность выключения ячеек, а конденсатор С2 реализовывает задержку свечения последнего светодиода на некую долю секунды, чтобы показать что достигнут максимальный уровень сигнала — пик. Первый светодиод обозначает начало шкалы и поэтому светится постоянно.

Детали и монтаж

Теперь о радиодеталях: конденсаторы С1 и С2 подберете по своему вкусу, я взял каждый по 22МкФ на 63В(на меньший вольтаж не советую брать для УНЧ с выходом в 100Ватт), резисторы все МЛТ-0.25 или 0.125. Транзисторы все — КТ315, желательно с буквой Б. Светодиоды — любые которые сможете достать.

Рис. 4.Печатная плата индикатора выходной мощности УНЧ для 10 ячеек (кликни для увеличения)

Рис. 5. Расположение компонентов на печатной плате индикатора выходной мощности УНЧ

Все компоненты на печатной плате не обозначал поскольку ячейки идентичны и вы без особых усилий сами разберетесь что и куда впаивать.

В результате моих трудов получились четыре миниатюрных платки:

Рис. 6. Готовые 4 канала индикации для УНЧ мощностью 100 Ватт на канал.

Настройка

Сначала настроим яркость свечения светодиодов. Определяем какое нам надо сопротивление резисторов чтобы добиться нужной яркости светодиодов. Подключаем последовательно к светодиоду переменный резистор на 1-6кОм и подаем на эту цепочку питания с таким напряжением, от которого будет питаться вся схема, у меня — 12В.

Крутим переменник и добиваемся уверенного и красивого свечения. Отключаем все и замеряем тестером сопротивление переменника, вот вам и номиналы для R19, R2, R4, R6, R8. .. Этот способ является экспериментальным, можно также посмотреть в справочнике максимальный прямой ток светодиода и посчитать сопротивление за законом Ома.

Самый длительный и ответственный этап настройки — настройка порогов индикации для каждой ячейки! Будем настраивать каждую ячейку подбирая для нее сопротивление Rx. Поскольку у меня будет 4 таких схемы по 10 ячеек то сначала отладим данную схему для одного канала, а другие на основе ее настроить будет очень просто, используя последнюю как эталон.

Ставим вместо Rx в первой ячейке переменный резистор на 68-33к и подключаем конструкцию к усилителю(лучше к какому-нибудь стационарному, заводскому где есть своя шкала), подаем напряжение на схему и включаем музыку так чтоб было слышно, но на маленькую громкость. Переменным резистором добиваемся красивого подмигивания светодиода, после этого отключаем питание схемы и измеряем сопротивление переменника, впаиваем вместо него постоянный резистор Rx в первую ячейку.

Теперь идем к последней ячейке и делаем то же самое только раскачав усилитель до максимального предела.

Внимание!!! Если у вас очень «доброжелательные» соседи то можно не использовать акустических систем, а обойтись подключенным вместо акустической системы резистором в 4-8 Ом, хотя удовольствие от настройки уже будет не то))

Добиваемся переменным резистором уверенного свечения светодиода в последней ячейке. Все остальные ячейки, кроме первой и последней(мы уже их настроили), настраиваете как вам нравится, на глаз, отмечая при этом для каждой ячейки значение мощности на индикаторе усилителя. Настройка и градуировка шкалы остается за вами)

Отладив схему для одного канала(10 ячеек) и спаяв вторую придется так же провести подбор резисторов, поскольку каждый транзистор имеет свой коэффициент усиления. Только никакого усилителя ту уже не нужно и соседи получат небольшой таймаут — просто спаиваем входы двух схемок и подавая туда напряжение, например с блока питания, подбираем сопротивления Rx добиваясь симметричности свечения ячеек индикаторов.

Заключение

Вот и все, что я хотел рассказать о изготовлении индикаторов выходной мощности УНЧ с использованием светодиодов и дешевых транзисторов КТ315. Свои мнения и примечания пишите в комментариях…

UPD: Юрий Глушнев прислал свою печатную плату в формате SprintLayout — Скачать .

LM3915 – интегральная микросхема (ИМС) производства компании Texas Instruments, реагирует на изменение входного сигнала и выдает сигнал на один или сразу несколько своих выходов. Благодаря своей конструктивной особенности, ИМС получила широкое распространение в схемах индикаторов на светодиодах. Так как светодиодный индикатор на основе LM3915 работает по логарифмической шкале, он нашёл практическое применение в отображении и контроле уровня сигнала в усилителях звуковой частоты.

Не стоит путать LM3915 с её родственниками LM3914 и LM3916, которые имеют аналогичное расположение и назначение выводов. ИМС серии 3914 обладает линейной характеристикой и идеальна для измерения линейных величин (ток, напряжение), а ИМС серии 3916 является более универсальной и способна управлять нагрузкой разного типа.

Краткое описание LM3915

Блок-схема LM3915 состоит из десяти однотипных операционных усилителей, работающих по принципу компаратора. Прямые входы ОУ подключены через цепочку из резистивных делителей с различными номиналами сопротивлений. Благодаря этому светодиоды в нагрузке зажигаются по логарифмической зависимости. На инверсные входы приходит входной сигнал, который обрабатывается буферным ОУ (вывод 5).

Внутреннее устройство ИМС включает маломощный интегральный стабилизатор, подключенный к выводам 3, 7, 8 и устройство для задания режима свечения (вывод 9). Диапазон питающего напряжения составляет 3–25В. Величину опорного напряжения можно задать в пределах от 1,2 до 12В при помощи внешних резисторов. Вся шкала соответствует уровню сигнала в 30 дБ с шагом 3 дБ. Выходной ток можно задать от 1 до 30 мА.

Схема индикатора звука и принцип её действия

Как видно из рисунка, принципиальная электрическая схема индикатора уровня звука состоит из двух конденсаторов, девяти резисторов и микросхемы, нагрузкой для которой служат десять светодиодов. Для удобства подключения питания и аудиосигнала её можно дополнить двумя разъёмами под пайку. Собрать такое простое устройство под силу любому, даже начинающему, радиолюбителю.

Типовое включение предусматривает питание от источника 12В, которое поступает на третий вывод LM3915. Оно же, через токоограничивающий резистор R2 и два фильтрующих конденсатора С1 и С2, идёт на светодиоды. Резисторы R1 и R8 служат для снижения яркости последних двух красных светодиодов и являются необязательными. 12В также приходит на перемычку, которая управляет режимом работы ИМС через вывод 9. В разомкнутом состоянии схема работает в режиме «точка», т.е. происходит свечение одного светодиода, соответствующего входному сигналу. Замыкание перемычки переводит схему в режим «столбик», когда уровень входного сигнала пропорционален высоте светящегося столбца.

Резистивный делитель, собранный на R3, R4 и R7 ограничивает уровень входного сигнала. Более точная настройка осуществляется многооборотным подстроечным резистором R4. Резистор R9 задает смещение для верхнего уровня (вывод 6), точное значение которого определяется сопротивлением R6. Нижний уровень (вывод 4) присоединяется к общему проводу. Резистор R5 (вывод 7,8) увеличивает величину опорного напряжения и влияет на яркость светодиодов. Именно R5 задаёт ток через светодиоды и рассчитывается по формуле:

R5=12,5/I LED , где I LED – ток одного светодиода, А.

Индикатор уровня звука работает следующим образом. В момент, когда входной сигнал преодолеет порог нижнего уровня плюс сопротивление на прямом входе первого компаратора, засветится первый светодиод (вывод 1). Дальнейшее нарастание звукового сигнала приведёт к поочерёдному срабатыванию компараторов, о чём даст знать соответствующий светодиод. Во избежание перегрева корпуса ИМС, не следует превышать ток LED более 20 мА. Все-таки это индикатор, а не новогодняя гирлянда.

Печатная плата и детали сборки

Печатную плату индикатора уровня звука в формате lay можно скачать . Она имеет размеры 65×28 мм. Для сборки требуются прецизионных деталей. Резисторы типа МЛТ-0,125Вт:

• R1, R5 R8 – 1 кОм;
• R2 – 100 Ом;
• R3 – 10 кОм;
• R4 – 50 кОм, любой подстроечный;
• R6 – 560 Ом;
• R7 – 10 Ом;
• R9 – 20 кОм.

Конденсаторы С1, С2 – 0,1 мкФ. ИМС LM3915 рекомендуется запаивать не напрямую, а через специальную панельке для микросхемы. В нагрузке можно применить ультраяркие LED любого цвета свечения, вплоть до фиолетового. Но это уже личные эстетические предпочтения. Для отображения стереосигнала потребуются две одинаковые платы с независимыми входами. Более подробные данные о LM3915 можно найти в техническом описании здесь.

Работоспособность данного индикатора доказана на практике многими радиолюбительскими кружками и по-прежнему выпускается в виде наборов МастерКит.

Читайте так же

Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука

Как разработать светодиодные индикаторы уровня звука? Существует два основных метода: цифровой и аналоговый. Цифровой метод основан на микроконтроллерах, тогда как в аналоговом методе индикаторы уровня звука основаны на операционных усилителях. В этой статье мы разберем аналоговый метод изготовления светодиодного индикатора уровня звука (более известного как светодиодный волюметр).

Светодиодный индикатор уровня звука (светодиодный волюметр)

Аналоговые светодиодные индикаторы уровня звука, объясненные Джорджем Адамидисом, используются под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.

Основные характеристики аналогового светодиодного индикатора уровня звука

1. Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука фактически представляет собой вольтметр, отображающий амплитуду напряжения. Это связано с тем, что звук на самом деле является электрическим сигналом, а его уровень зависит от амплитуды напряжения.
2. Уровень звука обычно отображается в виде гистограммы, состоящей из светодиодов, расположенных рядом друг с другом, образуя гистограмму.
3. Каждый светодиод включается, когда уровень звука достигает определенного порога, и остается включенным до тех пор, пока амплитуда сигнала превышает этот порог.
4. В восходящем направлении Пороговый уровень каждого светодиода выше предыдущего.
5. Светодиоды формируют гистограмму, длина которой пропорциональна уровню звука (амплитуда сигнала).

Минимальный уровень, разрешение и динамический диапазон

Поскольку гистограмма формируется M светодиодами, уровень звука отображается на M последовательных уровнях. Каждый светодиод соответствует одному из M последовательных уровней. М уровней могут быть линейно распределены по динамическому диапазону индикатора уровня звука или могут быть распределены логарифмически.

В первом случае мы получаем линейное представление уровня звука, а во втором — логарифмическое представление. Наиболее распространенное представление уровня звука, безусловно, логарифмическое. Это связано с психоакустическими причинами, для большего динамического диапазона, а также для лучшего разрешения при низких уровнях сигнала.

Минимальный уровень звука, который может отображаться на гистограмме светодиодного волюметра, определяется пороговым уровнем светодиода, который загорается при минимальной громкости. Разрешение графика определяется разностью двух последовательных пороговых уровней двух последовательных светодиодов. Разрешение может быть выражено в вольтах в случае линейного метода отображения или в дБ в случае логарифмического метода отображения.

10 Светодиодный стереофонический измеритель громкости

Полный динамический диапазон светодиодного измерителя громкости в вольтах равен разнице между максимальным и минимальным пороговым уровнем на гистограмме. То есть разница уровня сигнала, необходимого для включения всех светодиодов, минус уровень сигнала, необходимый для освещения только одного светодиода в полосе. Однако динамический диапазон обычно выражается не в вольтах, а в виде отношения. Обычно выражается как отношение максимального порогового уровня к минимальному, а также может выражаться в дБ.

Компаратор как основной дисплей

В аналоговых светодиодных индикаторах уровня звука каждый светодиод управляется компаратором напряжения. В электронике компаратор напряжения — это устройство, которое сравнивает два напряжения и выдает цифровой сигнал, указывающий, какое из них больше. Компаратор обычно делается из операционного усилителя, как показано на рисунке 1:

Рисунок 1. Компаратор на операционных усилителях

Компаратор сравнивает два аналоговых напряжения, В ₊ и В _— . V ₊ и V _— подаются на неинвертирующий вход (клемма +) и на инвертирующий вход (клемма -) операционного усилителя соответственно. Выход компаратора представляет собой двоичный сигнал V _out . В идеальном случае V ₊ принимает два значения в зависимости от результата сравнения напряжений V ₊ и V _— :

1. Когда напряжение V ₊ больше, чем V _— , V _out принимает свое максимальное значение (логическая 1 – высокий уровень).
2. Когда V _— больше, чем V ₊ , V _out принимает минимальное значение (логический 0 – низкий уровень).

Точное значение V _out в вольтах при высоком или низком уровне зависит от напряжения питания и типа операционного усилителя. Обычно V _вых в своем высоком состоянии примерно равно положительному напряжению питания операционного усилителя (максимальное напряжение питания), а в своем низком уровне примерно равно отрицательному напряжению питания операционного усилителя (минимальное напряжение питания). Стоит отметить, что все напряжения измеряются относительно земли (общая точка, которая считается равной 0 Вольт).

На самом деле, любой из двух уровней напряжения от V _до (но обычно высокое состояние) может использоваться для управления светодиодом и его включения.

Для изучения схемы компаратора вы можете обратиться к множеству онлайн-ресурсов. Однако основная концепция работы компаратора такова:

Операционный усилитель фактически является дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. В большинстве схем операционные усилители используются с отрицательной обратной связью, чтобы ограничить их большой коэффициент усиления. Но в схеме компаратора отрицательная обратная связь отсутствует, и высокий коэффициент усиления на практике является тем параметром, который превращает дифференциальный усилитель в компаратор. Пусть G — коэффициент усиления разомкнутого контура (без обратной связи) операционного усилителя. Тогда работа компаратора может быть резюмирована уравнением 1:

В _вых =G·(В ₊ — В _— )

(1)

Уравнение 1 утверждает, что операционный усилитель усиливает разность двух входных напряжений (В ₊ 038 минус — ) в G раз. Из-за того, что коэффициент усиления без обратной связи G очень велик (теоретически бесконечен, а на практике составляет от 10 000 до 1 000 000 и зависит от типа операционного усилителя) даже при незначительном дифференциальном напряжении для V получается большое значение напряжения. _из . Теоретически G считается бесконечным, и напряжение V _из должно принимать крайние значения +∞ и -∞. На практике усиление G очень велико, но не бесконечно, и V _из имеет очень большое положительное значение, когда V ₊ больше, чем V _— (знак дифференциального входного напряжения положительный) и очень большое отрицательное значение, если V ₊ меньше, чем V _— (знак дифференциального входного напряжения отрицательный).

В практической схеме максимальное напряжение V _out ограничено положительным напряжением питания операционного усилителя, а минимальное напряжение V _out ограничено отрицательным напряжением шины питания. Если операционный усилитель питается только положительным напряжением, V _из в его низком состоянии будет очень близко к 0 В.

Использование компараторов для индикации уровня постоянного напряжения

Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука представляет собой вольтметр, который отображает амплитуду напряжения, как мы упоминали в первом разделе нашей статьи. Следовательно, светодиодный индикатор уровня звука на самом деле является вольтметром переменного тока. Вместо того, чтобы делать светодиодный вольтметр переменного тока, мы начнем с создания более простой схемы, работающей только от постоянного тока. Далее мы внесем необходимые изменения, чтобы преобразовать его в вольтметр переменного тока. Итак, начнем с изготовления светодиодного индикатора уровня постоянного напряжения:

Чтобы сделать светодиодный вольтметр постоянного тока, нам понадобится много одинаковых схем компараторов. Для общего количества M-светодиодов нам нужно M = N + 1 компараторов, как на рисунке 2 (компараторы пронумерованы от 0 до N).

 

Рис. 2. Светодиодный индикатор уровня постоянного тока

Обратите внимание, что входной сигнал V _в (сигнал постоянного тока) подается на все неинвертирующие входы (+) всех операционных усилителей. И наоборот, на каждом инвертирующем входе каждого операционного усилителя различное напряжение, возникающее в результате шкалы последовательных резисторов (R _o до R _N ).

Напряжение V _i подается на инвертирующий вход каждого операционного усилителя. Индекс «i» получает значения от 0 до N, где N = M-1. Напряжение V ₀ подается на инвертирующий вход первого операционного усилителя, V ₁ — на второй ОУ, V ₂ — на третий и так далее. Обратите внимание, что каждое напряжение V _i выше, чем предшествующее напряжение (V _i-1 ).

В _i , фактически пороговое напряжение для i-го светодиода. Таким образом, светодиод 0 загорается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V ₀ , светодиод 1 загорается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V ₁ , светодиод 2 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V ₂ и так далее. на. Например, когда входное напряжение больше V ₃ и ниже V ₄ , будут гореть первые 4 светодиода от D ₀ до D ₃ . Когда все светодиоды будут расположены рядом, будет сформирована световая полоса, длина которой будет отражать входное напряжение постоянного тока. Итак, мы сделали вольтметр постоянного тока со светодиодами. Рассмотрим теперь, как рассчитать номиналы резисторов R _o до R _N для разработки вольтметра с линейной шкалой или для разработки логарифмического вольтметра:

Давайте сначала рассмотрим, какой ток проходит через резисторы R _o до R _N . Предполагая, что входное сопротивление каждого операционного усилителя имеет бесконечное значение, все эти резисторы соединены последовательно, поэтому через них проходит один и тот же ток I: )

Rt — полное сопротивление последовательного соединения R _o к R _N . То есть:

R _t =R ₀ +R ₁ + _…..+ R _N

(3)

0

R _N включены последовательно, поскольку входное сопротивление всех операционных усилителей бесконечно. В противном случае у нас были бы утечки тока на операционные усилители и мы не могли бы считать, что перед нами ряд резисторов. На практике операторы не имеют бесконечного входного сопротивления, но демонстрируют чрезвычайно высокое входное сопротивление (порядка нескольких сотен кОм или десятков МОм), поэтому наш подход точен до тех пор, пока токи утечки намного меньше, чем I или общая сумма р _t , резисторов с R _o по R _N , значительно ниже входного сопротивления каждого операционного усилителя.

Пороговое напряжение первого светодиода (V ₀ ) должно быть равно: _t

(4)

Пороговое напряжение второго светодиода (В ₁ ) будет:

В ₁ =I·(R ₀ + R ₁ ) или V ₁ =V _R ·(R ₀ + R ₁ )/R _t

(5)

порог 3,9003 i

напряжение

любым способом , будет:

V _i = (V _R /R _t )·∑ _{n (от 1 до N)} R _n

(6)

Индекс принимает значения из i

от 0 до N (N=Μ-1, а Μ — общее количество светодиодов). Символ ∑ _i обозначает суммирование терминов, индексированных i.

Естественно, для последнего светодиода (с индексом N) это

V _N =V _R

(7)

Напряжение V _R фактически является внешним опорным напряжением постоянного тока. , который определяет все пороговые напряжения в шкале (см. уравнение 6). Итак, когда мы ссылаемся на V _R , мы будем просто называть его «опорным напряжением».

Индикатор линейной шкалы

В случае линейной шкалы Светодиодный индикатор напряжения, все резисторы R _o по R _N должны иметь одинаковое значение. То есть Р _o = Р ₁ = Р ₂ = …… = Р _Н . Допустимо любое значение, поскольку мы предполагали, что каждый операционный усилитель имеет бесконечное входное сопротивление. Важно только то, что все эти резисторы должны быть одинаковыми.

Лучше выбрать относительно высокое значение, чтобы свести к минимуму ток, протекающий через последовательно включенные резисторы (следовательно, для экономии энергии), но не слишком высокое, чтобы избежать теплового шума. Фактическое входное сопротивление операционных усилителей очень велико, но не бесконечно. Это еще один параметр, который не позволяет нам использовать очень высокие резисторы.

Из уравнения (6) и с учетом того, что все резисторы с R ₀ по R _N имеют одинаковое значение, следует, что: ₀ /Rt и шаг разрешения V _i — V _{i — 1} , что также равно V _o . То есть V _i — V _i-1 = V ₀ . Также верно, что V ₀ = V _R / M, где M — общее количество светодиодов. То есть минимальный пороговый уровень и шаг разрешения равны отношению опорного напряжения к общему количеству шагов. Как следствие, динамический диапазон системы в вольтах будет равен V _Р -V _Р /М, то есть равно (М-1)·V _Р /М. V _R на самом деле является верхним пределом динамического диапазона, и это означает, что при входных напряжениях постоянного тока выше, чем V _R , система будет насыщена, то есть все светодиоды будут гореть.

Обычно динамический диапазон выражается не в вольтах, а как отношение максимального порогового уровня к минимальному. Таким образом, динамический диапазон линейного индикатора уровня напряжения будет равен V _R /(V _R /M), т.е. равно M или равно 20log(M), в дб. Поэтому в случае линейной шкалы динамический диапазон светодиодного индикатора зависит только от общего количества светодиодов.

Логарифмическая шкала

В случае логарифмической шкалы резисторы с R _или по R _N не идентичны, и их значения зависят от шага разрешения. Чтобы вычислить правильные значения для логарифмической шкалы, мы должны решить схему, как показано ниже:

Предположим, что шаг разрешения будет равен S дБ (например, 1,5, 2 или 3 дБ и т. д.). Это означает, что каждый V _i напряжение должно быть на S db выше предыдущего, V _i-1 . Учитывая определение db, должно быть верно, что:

20 log(V _i /V _{i -1} )=S⇒ V _i /V _{i -1} = 10 S /20

(7)

Подставляя напряжения V _i / V _{i -1} из уравнения (6), находим, что: от 0 до i-1) R _n (10 ^S/20 -1) , для i от 1 до N

(8)

Таким образом, мы получаем рекурсивную формулу (8), по которой мы можем вычислить значение каждого резистора Ri, если мы знать шаг разрешения S в дБ и значение всех предыдущих условий. То есть, чтобы рассчитать R ₁ , нам нужно знать значение Ro. Затем мы можем рассчитать R ₂ из R ₁ и R ₀ , R ₃ из R ₂ , R ₁ и R _{2 9.0039 и так далее. Полагая}

10 ^S/20 =Α

(9)

, из уравнения (8) можно получить, что: ₂ = R _0· (A -1)+ R _0· (A -1) ²

R ₃ = R _0· (A -1)+ 38R 90 (А -1) ² + Р _0· (А -1) ³

Р ₄ = Р _0· (А -1)+ 3Р _{3 (А — 900 ) ² + 3R 0· (А-1) ³ + R 0· (А-1) ⁴}

R ₅ =…. и так далее.

Вышеприведенное эквивалентно:

R ₁ = R _0· (A -1)·1

R ₂ = R ₀ ·(A -1) ·[1+(A -1)]

R ₃ = R _{0 ·} (A -1) · [1+2(А-1)+(А-1) ² ]

R ₃ = R _0· (А-1)·[1+3(А-1)+3(А-1) ² +(А-1) ³ ]

Ч ₅ =…. и так далее

Мы можем заметить, что внутри скобок есть несколько многочленов. Эти многочлены имеют биномиальные коэффициенты. Учитывая биномиальную теорему, мы можем заметить, что все эти многочлены имеют вид (x+1) ^N , где x=A-1. Таким образом, мы можем написать:

R ₁ = R _0· (A-1)·A ⁰

R ₂ = R _0· (A-1)·39·A 190

Р ₃ = Р _0· (А-1)·А ²

Р ₄ = Р _0· (А -1)·А ³

Р ₅ =…. и так далее

Все приведенные выше уравнения можно свести к одному уравнению: Ν

(10)

Уравнение (10) представляет собой другое выражение для расчета значений от R ₀ до R _N . Уравнение (10), конечно, эквивалентно уравнению (8), но есть и существенное отличие: хотя уравнение (8) является рекурсивной формулой, уравнение (10) является аналитическим выражением. Это означает, что мы можем напрямую найти значение любого сопротивления в R _0-N без необходимости знать какие-либо другие значения, кроме R ₀ .

R ₀ можно выбрать двумя способами:

1. Мы можем выбрать произвольное значение для R ₀ .
2. Мы можем сначала принять решение о значении полного сопротивления R _t , а затем вычислить R ₀ из R _t на основе уравнения:

R _t = R _o +Σ _{n (от 1 до N)} R _n

(11)

Подставляя значения R _i из уравнения (10), находим: + (A -1)·Σ _{i (от 1 до N)} Α ^i-1 )

(12)

Так как M — общее количество светодиодов, то N = M-1 шагов, и это означает, что минимальный порог будет на N·S дБ ниже максимального порогового напряжения (опорное напряжение V _R ). Это означает, что динамический диапазон логарифмического индикатора равен N·S дб, а учитывая определение дб, мы можем найти, что минимальное отображающее напряжение в вольтах будет равно В _R · 10 ^-N·S/20 .

От постоянного тока к переменному току

До сих пор мы анализировали, как сделать светодиодный вольтметр постоянного тока, линейный или логарифмический. Но нашей первоначальной целью было создать вольтметр переменного тока, потому что мы хотели сделать индикатор уровня звука.

Чтобы преобразовать вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, мы должны добавить выпрямитель. Выпрямитель может быть однополупериодного или двухполупериодного типа (т. е. либо простой диод, либо выпрямительный мост). Это может быть и простой выпрямитель на кремниевых диодах, и любой прецизионный выпрямитель на операционных усилителях или любого другого типа. Входной сигнал должен подаваться на вход выпрямителя, а выход выпрямителя должен быть подключен к вольтметру постоянного тока.

Из общей теории выпрямления мы знаем, что выпрямитель производит на выходе постоянную составляющую, пропорциональную амплитуде входного сигнала переменного тока, и несколько высших гармоник. Компонент постоянного тока содержит всю полезную информацию об уровне входного сигнала переменного тока. Следовательно, если мы хотим, чтобы наш вольтметр точно отображал амплитуду сигнала переменного тока, мы должны также добавить фильтр нижних частот для подавления высших гармоник, создаваемых выпрямителем.

Все необходимые дополнения для преобразования базового светодиодного вольтметра постоянного тока в переменный показаны на рис. 3:

 

выпрямитель и фильтр нижних частот)

Роль потенциометра R _P будет рассмотрена в следующем разделе.

Не имеет значения, изготовлен ли выпрямитель на кремниевых диодах или с операционными усилителями, а фильтр имеет активную или пассивную топологию. В целом, для построения светодиодного индикатора уровня звука допустимы все типы выпрямителей, а также допустимы все типы фильтров нижних частот (активные или пассивные). Прецизионный выпрямитель на операционных усилителях, естественно, будет иметь большую чувствительность, чем простой диодный выпрямитель. Второй не сможет реагировать на слабые сигналы ниже порогового напряжения диода (около 0,6 В). Для звуковых приложений рекомендуется, чтобы частота среза (-3 дБ) фильтра нижних частот составляла от 2 до 10 Гц (т. е. постоянная времени от 500 до 100 мс), чтобы индикатор уровня звука реагировал относительно медленно. и обеспечивает ощущение максимального удержания. В противном случае светодиодный индикатор будет слишком быстро мерцать и визуализировать уровень сигнала будет практически невозможно.

Регулировка чувствительности

Из уравнения (6) мы нашли, что V _R определяет верхнюю границу динамического диапазона и все пороговые напряжения (от V _o до V _N ). При наличии громкого сигнала с амплитудой, равной или превышающей опорное напряжение V _R (которое фактически является пороговым уровнем наиболее значимого светодиода), система насыщается. Во время насыщения все светодиоды остаются включенными. Это означает, что шумомер может постоянно находиться в состоянии насыщения (загорятся все светодиоды), если входной сигнал постоянно выше опорного напряжения. Это произойдет, если задано слишком низкое опорное напряжение. С другой стороны, если опорное напряжение установлено слишком высоким, на измерителе может быть несколько функциональных светодиодов, а некоторые из них могут быть постоянно выключены.

Этих проблем можно избежать с помощью регулируемого опорного напряжения. Затем V _R можно отрегулировать на нужном уровне в соответствии с силой входного сигнала.

Потенциометр R _p в схему на рис. 3 был вставлен именно по этой причине; это позволяет регулировать опорное напряжение V _R .

Примеры разработки:

Пример линейного индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать линейный измеритель уровня звука с 10 светодиодами. Имеется напряжение питания +12 В, и мы должны использовать некоторые операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания. Из рабочих характеристик светодиодов также известно, что любой из доступных светодиодов, который питается током 20 мА, имеет напряжение около 2 В на своих клеммах.

Ссылаясь на схему на рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам потребуется 10 резисторов для цепи генерации порогового напряжения, R ₀ до R ₉ . Так как нам нужна линейная шкала, все резисторы должны быть одинаковыми. Выберем достаточно высокое значение резистора, чтобы минимизировать потребляемую мощность, но при этом общее сопротивление R _t должно быть намного меньше входного сопротивления каждого операционного усилителя.

Так как у нас 10 одинаковых резисторов, то общее сопротивление R _t будет равно 10 R ₀ .

Выберем R _t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм. При таком выборе R _t должно быть равно примерно (1/20) МОм, то есть 10R ₀ = 50КОм, то есть R ₀ = 5КОм. Наиболее близким к значению 5 кОм для резисторов серии Е24 является значение 4,7 кОм, поэтому значение 4,7 кОм будет разумным выбором.

Теперь пришло время рассчитать резисторы R _L0 до R _L9, , которые должны быть подключены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, при этом уровень логической единицы в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания. Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10В. Отсюда, а так как напряжение на концах каждого светодиода 2В, при токе 20мА делаем вывод, что напряжение на концах каждого резистора R _L равно 8В. Затем, используя закон Ома (R=V/I) и установив V=8 В и I=20 мА, мы находим, что каждый R 9Сопротивление резистора 0038 L должно быть равно 8/0,02 = 400 Ом. Ближайшее значение при 400 Ом для резисторов серии Е24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R _L .

Пример разработки логарифмического индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать логарифмический индикатор уровня звука с 10 светодиодами и шагом разрешения 3 дБ. Имеется напряжение питания +12 В, и мы должны использовать некоторые операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания. Из рабочих характеристик светодиодов также известно, что любой из доступных светодиодов, который питается током 20 мА, имеет напряжение около 2 В на своих клеммах.

Ссылаясь на схему на рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам потребуется 10 резисторов для цепи генерации порогового напряжения, R ₀ до R ₉ . Выберем R _t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм. Таким образом, R _t должно быть около (1/20) МОм = 50 кОм.

Полагая S=3db в уравнении (9), мы вычисляем, что Α=√2 -1.

Полагая Α=√2 -1 в уравнении (12) и при Ν=9, мы находим, что R ₀ =2233Ω.

Рассчитав значение для R ₀ , мы можем рассчитать все остальные значения для остальных резисторов вне сети весов (от R ₁ до R ₉ ). Используя уравнение (10) для N = 9 и установив R ₀ = 2233 Ом, мы можем найти, что: , R ₄ =2610 Ом, R ₅ =3667 Ом, R ₆ =5180 Ом, R ₇ =7317 Ом, R ₈ =10340 Ом, R ₉ =14600 Ом

Ближайшими к вышеуказанным значениям для резисторов серии Е96 (1%) являются: = 2596 Ом, R ₅ = 3650 Ом, R ₆ = 5230 Ом, R ₇ = 7320 Ом, R ₈ = 10200 Ом, R ₉ = 147002

Рисунок 4. 363636363636363636363636363636363636363636363636363636363 3636. = 14700 Ом

4 = 14700 Ом

. номиналы резисторов в омах, для N=9 и R _t =50K

Теперь пришло время рассчитать резисторы R _L0 до R _L9 , которые должны быть подключены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, при этом уровень логической единицы в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания. Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10В. Отсюда, а так как напряжение на концах каждого светодиода 2В, при токе 20мА делаем вывод, что напряжение на концах каждого резистора R _L равно 8В. Затем, используя закон Ома (R=V/I) и установив V=8 В и I=20 мА, мы находим, что каждый R 9Резистор 0038 L должен быть равен 8/0,02=400 Ом. Ближайшим к 400 Ом значением для резисторов серии Е24 является 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R _L .

Подробнее об этой статье

Приведенная выше статья «Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука» является частью некоторых заметок из лекций по электронике, прочитанных Г. Адамидисом (физик — магистр электронной физики) в Греческом профессиональном институте высшего образования. . Предоставленный тест является переводом с оригинального греческого текста.

Цель статьи — проанализировать основную концепцию аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука. В контексте этого анализа мы предлагаем некоторые топологии схем на основе компараторов операционных усилителей. Конечно, компараторы могут быть построены с элементами, отличными от операционных усилителей, такими как биполярные транзисторы или полевые транзисторы.

Статья представляет идею и четкую методику и может быть использована как конструкция или учебное пособие.

Всегда есть место для улучшений. Если вы считаете, что что-то не так или что-то нужно улучшить, не стесняйтесь оставлять свои комментарии или присылать свои отзывы. В CircuitLib мы очень ценим любой вклад от кого бы то ни было.

 

Проект LED Volume Tower Адаптивная музыка

Бен Финио

Время сборки: 4 часа
Сложность: Новичок

Соберите Mini Stereo LED Tower , также известную как волюметр, который зажигает 10 светодиодов пропорционально громкости аналогового аудиосигнала. Это очень крутой способ добавить светодиоды, реагирующие на музыку, в звуковую систему.

Он будет работать с любой системой, имеющей аудиоразъем 3,5 мм. В качестве набора для начинающих вам понадобятся только базовые навыки пайки. Доступ к 3D-принтеру и лазерному резаку необходим только в том случае, если вы хотите сделать свои башни точно такими, как на картинке. Я предоставил файлы САПР ниже, если, однако, вы можете легко построить их, используя другой носитель, например дерево.

Необходимые инструменты и компоненты:

Драйвер светодиода LM3914N-1
T1-3/4 Зеленый светодиод
T1-3/4 Желтый светодиод
T-1 3/4 красный светодиод

Оранжевый 903/46 T
Синий светодиод T1-3/4
Стерео штекер 3,5 мм к штекеру 3,5 мм кабель 6 футов
штекер 6 дюймов Y 3,5 мм к гнездам 2×3,5 мм
LM391410-1 Драйвер светодиодов — Сегментная 18-контактная рейка MDIP
Держатель батареи 3 провода AA с крышкой и переключателем
400-точечная макетная плата без пайки 3,3″Д x 2,1″Ш
Щелочная батарея AA 1,5 В
Однооборотный 3/8″ Квадратный Кермет 5

Горшок Комплект проводов-перемычек из 70 шт.
0,3 А, 125 В перем. тока, однополюсный двухпозиционный ползунковый переключатель
Многожильный соединительный провод — черный

Паяльник
Инструмент для зачистки проводов
Акриловые листы (дополнительно)
Башни, напечатанные на 3D-принтере (дополнительно)

Вот короткое видео сборки.

Шаг 1. Создание прототипа схемы на макетной плате

Отрежьте один конец аудиокабеля 3,5 мм, зачистите и залудите концы трех проводов внутри (земля, левый и правый аудио). Следуйте схеме и соберите схему на макетной плате. Убедитесь, что батарея выключена, чтобы предотвратить случайное повреждение в случае неправильного подключения проводки.

Подключите кабель аудиоразветвителя к источнику звука и подключите внешние динамики к одному разъему, а кабель 3,5 мм, подключенный к макетной плате, — к другому разъему.

Шаг 2: Принципиальная схема

Вот обычная схема для половины цепи. Каждая половина схемы идентична, разница только в том, подключены ли они к левому или правому аудиоканалу.

Шаг 3. Проверка схемы

Дважды проверьте проводку, чтобы убедиться, что все подключено правильно. Включите батарейный блок и воспроизведите песню с вашего аудиоисточника. Следите за светодиодами, они должны загораться при воспроизведении более громких звуков. На этом этапе вам может понадобиться внести некоторые коррективы.

Потенциометры регулируют опорное напряжение для каждого драйвера светодиодов. Если ваши светодиоды не загораются вообще или горят всегда, вам нужно будет медленно регулировать потенциометры, пока не получите хороший отклик.

Переключатель переключает драйверы между «режимом полосы» и «режимом точки». Используйте тот, который вам больше нравится. Чтобы музыка не становилась слишком громкой, лучше всего работают внешние динамики с собственным регулятором громкости, который можно регулировать независимо.

У меня нет 3,5-мм аудиокабеля, подключенного по схеме выше. Вместо этого я добавил третий потенциометр на 10 кОм, настроенный как делитель напряжения, чтобы использовать его в качестве входа вместо аудиосигнала. Третий потенциометр предназначен только для тестирования, поэтому в комплект не входит.

Шаг 4: Строительство башен

Я разработал 3D-печатные башни с 10 слотами для светодиодов и рассеивателей из акрилового листа. Если у вас есть доступ к 3D-принтеру и лазерному резаку, вы можете загрузить файлы САПР по ссылке ниже:

https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdSW/LEDtower.zip

Если у вас нет иметь доступ к этим инструментам, вы можете просверлить отверстия в куске дерева и покрасить его или использовать другой материал.

Шаг 5: Подключение светодиодов

Выводы светодиодов проходят через крошечные отверстия в башне. Вы можете использовать МАЛЕНЬКУЮ каплю горячего клея, чтобы закрепить их на месте. Убедитесь, что вы клеите сзади, вы не хотите, чтобы клей был виден спереди. Поместите акриловые листы поверх светодиодов.

Шаг 6: Пайка

Все светодиоды в схеме имеют общий анод (более длинный вывод). Спаяйте вместе более длинные провода для светодиодов на каждой башне. Затем припаяйте отдельные сегменты соединительного провода к катоду каждого светодиода. Зачистите и залудите другие концы проводов и подключите их к цепи, как показано на шаге 1.

В этот комплект входит соединительный провод только одного цвета, поэтому обратите внимание на то, какой провод подключен к какому светодиоду или светодиодам. загорится все не по порядку.

Шаг 7: наслаждайтесь и приступайте к работе

Если вы правильно припаяли светодиоды и подключили их к макетной плате, схема должна работать точно так же. Попробуйте сыграть другую песню и убедитесь, что ваши башни все еще работают. С 22 проводами, идущими от светодиодов, есть вероятность, что некоторые могли быть перепутаны, так что обязательно перепроверьте. Отрегулируйте потенциометры по мере необходимости, затем расслабьтесь и наслаждайтесь световым шоу!

---

Бен Финио — инженер-механик/робототехник, ставший преподавателем неформальных наук. Для своей основной работы он пишет научные и инженерные проекты K-12 для некоммерческой организации Science Buddies (www.sciencebuddies.org). В свободное время он любит писать инструкции, обычно о таких вещах, как роботы, Arduino и Raspberry Pi.

5 Инструменты для получения индикатора уровня громкости на экране • Raymond.CC

Windows имеет более одного уровня громкости, поэтому очень важно знать, насколько громким или тихим установлен общий уровень громкости. Большинство мультимедийных клавиатур и ноутбуков оснащены регуляторами громкости или кнопками для управления общей громкостью, поэтому вы можете легко увеличивать, уменьшать или отключать звук. Что вы не всегда можете сопровождать регуляторы громкости, так это экранный дисплей, показывающий, на каком уровне он находится в данный момент.

На некоторых ноутбуках установлено программное обеспечение от производителя, которое отображает на экране индикатор, указывающий уровень громкости, но не на всех, а на многих настольных компьютерах нет. Даже устройства от таких компаний, как Logitech, которые поставляются со своими аппаратными кнопками регулировки громкости, не имеют этой базовой функциональности. В более новых версиях Windows есть некоторые базовые экранные изображения, но они не блестящие.

Если вы застряли с основными параметрами управления громкостью Windows с помощью значка на панели задач, есть решение. Существуют сторонние инструменты, которые могут добавить на рабочий стол приятный индикатор громкости на экране, здесь у нас есть 5, на которые вы можете обратить внимание. Все они были протестированы на Windows 7 и 10.

1. 3RVX

Программное обеспечение 3RVX доступно уже некоторое время и представляет собой специальный экранный индикатор громкости звука. У него есть несколько других функций для отображения на экране, таких как яркость, извлечение и клавиатура, хотя они в настоящее время находятся в разработке и не завершены.

В настоящее время доступно 5 скинов индикатора громкости, которые можно выбрать из раскрывающегося списка в общих настройках. Исходный код 3RVX на Github на самом деле содержит еще около 10 скинов. Вы можете загрузить исходный Zip-файл, извлечь и скопировать папки скинов в Skins в каталоге 3RVX. Также можно загрузить сторонние скины с Deviantart.

Настройки 3RVX позволяют вам использовать звуковые эффекты для регулировки громкости и устанавливать положение и скорость индикатора. Горячие клавиши можно настроить, просто нажмите «Добавить», установите комбинацию клавиш и мыши и выберите действие из раскрывающегося списка. В фоновом режиме программа использует около 2-4 МБ памяти в зависимости от используемого скина. 3RVX поставляется как в переносной, так и в установочной версии.

Загрузка 3RVX

---

2. Всплывающее окно индикатора объема

Всплывающее окно индикатора объема, без сомнения, самый простой и легкий инструмент для использования здесь. Он вообще не имеет настроек конфигурации или окон опций и просто запускается в фоновом режиме при запуске. Хотя для некоторых этого может быть недостаточно, инструмент без излишеств, который делает то, что должен, будет тем, что нужно многим людям.

Имеется только один полупрозрачный индикатор объема, но он должен быть достаточно большим и четким, чтобы его можно было использовать. Всплывающее окно индикатора громкости является портативным, поэтому просто распакуйте Zip-файл и запустите программу. Индикатор появится в центре экрана, когда вы измените громкость системы. Одним из досадных недостатков всплывающего окна индикатора громкости является то, что его использование памяти колеблется от 13 МБ до 70 МБ каждый раз, когда вы меняете громкость. Обратите внимание, что вы можете выйти из программы только из диспетчера задач, потому что в ней нет значка на панели задач или окна параметров.

Всплывающее окно индикатора объема загрузки

---

3. Nirsoft Volumouse

Nirsoft Volumouse — это крошечный портативный инструмент размером менее нескольких сотен КБ. Это в первую очередь для использования колеса мыши для управления несколькими функциями, включая громкость звука, громкость микрофона и яркость экрана. Например, вы можете управлять громкостью с помощью колесика при нажатии кнопки или горячей клавиши, когда курсор мыши находится над панелью задач или определенным окном, или даже когда медиаплеер находится в фокусе.

Доступны два различных типа отображения на экране, оба изображены выше. Небольшой горизонтальный/вертикальный трекбар или полноэкранный дисплей. Хотя размер трекбара можно увеличить до 300 пикселей, он будет довольно маленьким, чтобы его можно было увидеть на дисплее с более высоким разрешением.

Всего можно применить двенадцать правил колесика мыши, каждый из которых может иметь собственный выбор индикатора отображения. Просто установите правила из раскрывающихся меню и нажмите кнопку «Дополнительно». В раскрывающемся списке «Тип» в разделе «Параметры индикатора» выберите «Отображение на экране» или «Панель управления». Размер трекбара, скорее всего, придется увеличить со 100 до 300 пикселей. При желании цвет экрана можно изменить. Нажмите OK дважды, и Volumouse будет работать в фоновом режиме, потребляя около 2 МБ памяти. Если вы хотите поэкспериментировать, доступны более продвинутые параметры.

Скачать Volumouse

---

4. Volume²

Volume² (Volume Squared) — это инструмент, о котором мы упоминали ранее несколько раз. Это потому, что это универсальный универсальный инструмент для звука и громкости с множеством функций. Помимо отображения и управления громкостью с помощью мыши или сочетаний клавиш, он может отображать яркость, заряд батареи, USB и индикаторы вставки / извлечения компакт-диска, а также настраивать графики громкости.

Существует большой выбор из 36 скинов (6 на снимке экрана выше), которые вы можете выбрать для громкости на экране. Несколько сторонних скинов можно найти на Deviantart. Загрузите и распакуйте в папку Osd Skins в каталоге Volume2. Некоторые базовые стили текста и трекбаров предлагают более простые индикаторы и не бросаются в глаза. Вы можете контролировать, где на экране появляется индикатор, как долго и на каком мониторе.

Существует также выбор скинов значков на панели задач, которые показывают текущий уровень громкости. Volume² использует чуть более 1 МБ ОЗУ в фоновом режиме, который увеличивается на пару мегабайт, пока индикатор отображается на экране. Доступны установочная и портативная версии.

Download Volume²

---

5. Горячие клавиши громкости звука

Это довольно простой инструмент, который отображает визуальный индикатор громкости при изменении системной громкости. Он не интегрируется напрямую с регуляторами громкости на клавиатуре или перемещением ползунка значка динамика, а вместо этого использует комбинации горячих клавиш. Несмотря на то, что с 2010 года и официально указаны как совместимые до Vista, горячие клавиши громкости звука отлично работают в последней версии Windows 10.