Site Loader

Содержание

Цветомузыка. Что может быть проще?

Вы начинающий радиолюбитель и вам нечем заняться? Хотите что-нибудь спаять, но не можете определиться с выбором? Делаем цветомузыку! Устроим дома дискотеку и будем зажигать, но сначала включим паяльник и немного попаяем. Не хотим дискотеку, просто поставим возле компьютера в уголок, пусть моргает под музыку.

Цветомузыкальная установка позволяет получать цветные вспышки в такт с исполняемой мелодией. Для начала возьмём транзистор, светодиод, резистор и источник питания 9В. Подключим источник звука и подадим напряжение


1-ая схема

И что мы видим? Светодиод мигает в ритм музыки. Но мигает надоедливо под уровень громкости. И тут встаёт вопрос разделения звуковой частоты. В этом нам помогут фильтры из конденсаторов и резисторов. Они пропускают только определённую частоту, и получается, что светодиод будет мигать только под определённые звуки


2-ая схема

На схеме приведён пример простой цветомузыки. Но это только небольшая приставка, с незначительной яркостью.

Она состоит из трёх каналов и предусилителя. Звук подаётся с линейного выхода или усилителя НЧ на трансформатор, который нужен для усиления звука и гальванической развязки. Подойдёт сетевой малогабаритный, на вторичную обмотку которого подаётся звуковой сигнал. Можно обойтись без него, если входного сигнала достаточно для вспыхивания светодиодов. Резисторами R4-R6 регулируется вспыхивание светодиодов. Далее идут фильтры, каждый из которых настроен на свою полосу пропускания частот. Низкочастотный — пропускает сигналы частотой до 300Гц (красный светодиод), среднечастотный — 300-6000Гц (синий), высокочастотный – от 6000Гц (зелёный). Транзисторы подойдут практически любые, структуры NPN с коэффициентом передачи тока не менее 50, лучше, если больше, например те же КТ3102 или КТ315.

Вы собрали надёжное, прекрасно работающее цветомузыкальное устройство, но чего-то не хватает? Модернизируем его!

Начнём с самого главного. Увеличим яркость.  Для этого будем использовать лампы накаливания на 12 вольт. В схему добавляем тиристоры и питаем устройство от трансформатора. Тиристор – управляемый диод, позволяющий управлять мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов. При прохождении через него постоянного тока он остаётся в открытом состоянии даже без управляющего сигнала, при переменном токе принцип работы похож на транзисторный. Имеет анод, катод – как у диода, и дополнительный управляющий электрод. Способен выдерживать приличную нагрузку, поэтому используется в схеме для управления лампами накаливания.


3-яя схема

Звуковой сигнал подаётся от усилителя НЧ, мощностью 1-2 Ватта. Тиристоры практически любые, рассчитанные под ток ламп, лампы – автомобильные на 12 вольт. Трансформатор должен отдавать достаточный ток (1.5-5 ампер) в зависимости от ламп.

Если у вас есть опыт работы с сетевым напряжением, то лучшим вариантом будет использование осветительных ламп на 220 вольт. Сетевой трансформатор в таком случае не понадобится, а вот звуковой лучше оставить для защиты источника звука.

При этом всё должно быть тщательно изолировано и размещено в надёжном корпусе.

Теперь делаем фоновую подсветку. Она будет работать обратно основным каналам: при отсутствии звука светодиод горит постоянно, подаётся звук – светодиод гаснет. Можно сделать один общий фоновый канал или несколько с отдельными звуковыми фильтрами и подключить по предыдущей схеме.


4-ая схема

В схеме добавлен резистор (R2) для постоянного открытия транзистора. Поэтому ток через светодиод проходит свободно, но звуковой сигнал способен закрывать транзистор, светодиод гаснет.

Заменим трансформатор на транзисторный усилитель.


5-ая схема

Избавляемся от звукового провода при помощи микрофона. Добавим его в предыдущую схему. Теперь цветомузыка будет реагировать на все окружающие звуки, в том числе и на разговор.


6-ая схема

В схеме приведён пример двухкаскадного микрофонного усилителя. Резистор R1 необходим для питания микрофона, R2 R6 устанавливают смещение, R4 – настройка чувствительности. Конденсаторы C1-C3 пропускают переменный звуковой сигнал и не дают пройти постоянному току. Микрофон – любой электретный. Если схему использовать просто как предусилитель, то R1 и микрофон убираются, звуковой сигнал подаётся на C1 и минус питания. Номиналы деталей не критичны, особая точность здесь не важна. Главное не делать ошибок и у вас всё получится.

Тема поддержки на форуме

Список радиоэлементов
ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнот
1-ая схема
VT1
Биполярный транзистор

КТ3102АМ

1КТ315Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1Резистор

1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
LEDСветодиод

АЛ307АМ

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Источник питания9В «Крона»1Поиск в магазине Отрон
В блокнот
2-ая схема
VT1-VT3Биполярный транзистор

КТ3102АМ

3КТ315Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1Конденсатор0. 1 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C2Конденсатор0.68 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C3Конденсатор0.15 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C4Конденсатор0.33 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1-R3Резистор

200 Ом

3Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4-R6Переменный резистор47 кОм3
Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R7, R9Резистор

500 Ом

2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R8Резистор

1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
LEDСветодиодАЛ3073Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Источник питания9В «Крона»1
Поиск в магазине ОтронВ блокнот
3-яя схема
T1-T3Тиристор & Симистор

КУ202Н

3Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1Конденсатор0. 1 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C2Конденсатор0.68 мкФ1
Поиск в магазине Отрон
В блокнот
C3Конденсатор0.15 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C4Конденсатор0.33 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4-R6Переменный резистор10 кОм3Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R7, R9Резистор

500 Ом

2
Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R8Резистор

1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
La1-La3Лампочка12В3Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Tr2Трансформатор220В/12В1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
4-ая схема
VT1Биполярный транзистор

КТ3102АМ

1КТ315Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1Электролитический конденсатор10 мкФ1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1Переменный резистор47 кОм1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2Резистор

10 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3Резистор

200 Ом

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
LED1Светодиод

АЛ307БМ

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Источник питания9В «Крона»1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
5-ая схема
VT2Биполярный транзистор

КТ3102АМ

1КТ315Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1, C2Электролитический конденсатор10 мкФ2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1Переменный резистор100 кОм1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2Резистор

1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3Резистор

47 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4Резистор

10 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
6-ая схема
VT1, VT2Биполярный транзистор

КТ3102АМ

1КТ315Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1-C3Электролитический конденсатор10 мкФ3Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1, R7Резистор

10 кОм

2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2, R6Резистор

47 кОм

2Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3Резистор

2. 2 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4Переменный резистор100 кОм1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5Резистор

1 кОм

1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
МикрофонЭлектретный1Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:
  • Светодиод

Цветомузыка на светодиодах своими руками: схема и сборка

На чтение 8 мин Просмотров 917 Опубликовано Обновлено

Содержание

  1. Принцип работы и основные элементы цветомузыки
  2. Входные цепи
  3. Фильтры
  4. Усилители (ключи)
  5. Светоизлучатели
  6. Обзор популярных схемы для цветомузыки
  7. Несложная цветомузыкальная приставка
  8. Схема ЦМУ на цифровой микросхеме
  9. ЦМУ с компрессором на светодиодной ленте
  10. Общие рекомендации для самостоятельной сборки

Несколько десятилетий назад у радиолюбителей-самодельщиков популярной темой было создание цветомузыкальных устройств (ЦМУ). Сейчас это течение несколько утихло, но за прошедшее время появилась новая элементная база. Лампы накаливания потеснены светодиодами, и это дает новые возможности любителям светового дизайна.

Принцип работы и основные элементы цветомузыки

Общий принцип работы цветомузыкальных устройств – создание световых эффектов, яркость которых зависит от громкости музыки, а цветовая насыщенность – от частотного спектра. Структурная схема типовой цветомузыкальной установки приведена на рисунке.

Типовая блок-схема ЦМУ

Входные цепи

Входные цепи чаще всего представляют собой предварительный усилитель. Он усиливает входной сигнал, компенсируя последующее ослабление в фильтрах. В простых схемах ЦМУ вместо усилителя может устанавливаться повышающий трансформатор или входного блока может вообще не быть.

Фильтры

Фильтры выделяют индицируемую полосу частот. Первый фильтр обычно выполняется по схеме простого ФНЧ, он выделяет полосу от нуля до 300.500 Гц. Второй фильтр – полосовой. Его полоса прозрачности лежит в пределах 300..500 Гц (верхний уровень ФНЧ) до 2500 Гц. Третий фильтр в большинстве случаев выполняется в виде простого фильтра высокой частоты с полосой пропускания от 2000 Гц.

Классически фильтры выполняются в виде LC-цепочек, но катушки индуктивности трудоемки в изготовлении и настройке, поэтому их заменяют постоянными или подстроечными резисторами. Такие фильтры называются RC-фильтрами. Их фильтрующие качества несколько ниже (более пологий спад АЧХ), но в данном случае это некритично.

В более сложных ЦМУ применяют активные фильтры (на транзисторах или операционных усилителях). Современная элементная база позволяет создавать и цифровые фильтры для звукового диапазона.

Читайте также

Схема изготовления простого стробоскопа на светодиоде

 

Усилители (ключи)

Отфильтрованный сигнал надо усилить, чтобы его мощности хватило для зажигания светового элемента. Усилитель может работать в ключевом режиме. Он полностью открывается при наличии сигнала и полностью закрывается при его отсутствии. Соответственно, световой элемент или полностью включен, или выключен. Такие усилители делают на тиристорах или на транзисторах.

Мнение эксперта

Панков Алексей

Инженер-электрик.

Специальность: Проектирование и монтаж изделий электротехники.

Задать вопрос

Более выраженные световые эффекты можно получить, если усилитель работает в линейном режиме. Тогда степень его открывания (соответственно, яркость свечения светоизлучателя) зависит от уровня сигнала соответствующей частоты. Такие усилители делают на транзисторах, работающих на линейном участке характеристики.

Светоизлучатели

До относительно недавнего времени в качестве излучателей света использовались лампы накаливания. Сейчас эту роль лучше поручить светодиодам. Не уступая традиционным лампочкам в яркости свечения, они требуют меньших токов. Это означает применение транзисторов меньшей мощности, отсутствие теплоотводящих радиаторов и т.п. Все это ведет к уменьшению габаритов цветомузыкальных приставок. Кроме собственно светоизлучающих элементов в состав ЦМУ обычнее входит система рефлекторов, светоотражателей и т.п., позволяющих спроецировать световые эффекты на экран, на потолок и т.п.

Экран для цветовых эффектов

Обзор популярных схемы для цветомузыки

В интернете и литературе несложно найти множество схем ЦМУ. Можно выбрать любую схему, исходя из потребности и собственной квалификации.

Несложная цветомузыкальная приставка

Эту несложную цветомузыку на светодиодах легко сделать своими руками. Она содержит все компоненты классического ЦМУ:

  • в качестве входного устройства применен сетевой понижающий трансформатор с выходным напряжением 5..15 вольт, включенный наоборот – вторичной обмоткой к источнику звука;
  • фильтр высоких частот образует потенциометр R4 и конденсатор С1;
  • средние частоты отфильтровывают элементы R5, C2, C3, R7;
  • верхние частоты выделяет фильтр на R6, R8, C4, R9;
  • отфильтрованные сигналы усиливаются транзисторами VT1..VT3;

В качестве светоизлучателей применены светодиоды красного, зеленого и синего цветов (но это не жесткое требование). Можно применить любые цвета свечения.

Транзисторы структуры n-p-n выбираются в соответствии с мощностью светодиодов. Ключи должны быть рассчитаны на полный ток светодиода с запасом не менее 20%.

Схема простого ЦМУ

Видео-вариант сборки простейшей цветомузыки

Схема ЦМУ на цифровой микросхеме

Следующая схема цветомузыки на светодиодах выполнена на базе микросхемы К561ИЕ10, которая представляет собой два четырехразрядных счетчика. Особенностью данной схемы является отсутствие фильтров соответствующих частотных каналов.

На тактовые входы микросхемы (выводы 9 и 10) подаются сигналы с правого и левого каналов источника звукового сигнала. Сигнал каждого канала предварительно усилен своим каскадом на операционном усилителе LM358. Коэффициент усиления каждого усилителя можно регулировать. В результате на каждый тактовый вход попадает непредсказуемый набор импульсов, которые, смешиваясь, дадут на выходе не менее непредсказуемый набор управляющих воздействий на ключи. В качестве ключей применены широко распространенные транзисторы средней мощности КТ817.

Недостатком такой схемы является отсутствие зависимости свечения от частотного спектра звукового сигнала.

Схема цветомузыкальной приставки на цифровой микросхеме

ЦМУ с компрессором на светодиодной ленте

Появление светодиодных лент расширило возможности дизайнеров динамического освещения.

Следующая светодиодная цветомузыка на светодиодной ленте имеет особенности:

  • для связи с источником звукового сигнала применен микрофон;
  • в схему включен компрессор звукового сигнала.

Первая особенность позволяет избежать проблемы сопряжения с источником первичного сигнала – им теперь может быть что угодно, вплоть до живого человеческого голоса (правда, снижается помехоустойчивость канала из-за возможного проникновения помех извне). Вторая позволяет улучшить соответствие яркости свечения уровню изменения входного сигнала.

Блок-схема цветомузыкальной приставки с компрессором

На первой половине операционного усилителя выполнен микрофонный усилитель. На второй – дополнительный усилитель с автоматической регулировкой усиления. Выходной сигнал выпрямляется диодами VD1, VD2, интегрируется на конденсаторе С5 и подается на базу транзистора VT1. Чем больше уровень сигнала на выходе, тем больше открывается транзистор, уменьшая уровень сигнала на входе.

Принципиальная схема ЦМУ на светодиодной ленте с компрессором

Усиленный и «поджатый» компрессором сигнал звуковой частоты подается через фильтры на выходные транзисторы, работающие в линейном режиме. Они подключены к цепочкам красного, синего и зеленого цветов в светодиодной ленте. Чем выше уровень в соответствующей полосе, тем больше открывается транзистор, тем ярче светят светодиоды соответствующего цвета.

Общие рекомендации для самостоятельной сборки

Самые простые схемы (особенно не предназначенные для практических целей, а собранные для экспериментов) можно собирать совсем без платы. Такой монтаж называется «паучком» — выводы деталей спаиваются между собой на весу. Это позволяет опробовать схему, посмотреть, как она работает, поэкспериментировать с заменой деталей и т. п.

Такой способ наименее трудоемок, но не может обеспечить жесткий монтаж, механическую прочность, а также не обеспечивает защиту от случайных замыканий. Поэтому более сложные схемы, а также устройства, предназначенные для эксплуатации, лучше собирать на жесткой плате.

Проще всего собрать схему на макетной плате. Для этого надо взять кусочек макетки подходящего размера, впаять туда детали и соединить их проводами согласно принципиальной схеме.

У такого монтажа есть недостаток – не очень аккуратный вид.

Монтаж ЦМУ на макетной плате

Этого можно избежать, собрав все на печатной плате. Ее чертеж могут предоставить разработчики вместе со схемой. Если есть навыки и время, плату можно разработать самостоятельно. Дальше надо изготовить плату одним из известных способов, и собрать на ней схему.

Печатная плата для ЦМУ с компрессорами

Освоив эти достаточно несложные схемы, любители самоделок могут перейти к более сложным системам. Для тех, кто не имеет возможности или желания корпеть с паяльником, в продаже имеются готовые автоматы световых эффектов. Они также дают возможности для творчества, не отнимая времени для сборки собственно электроники.

Цветовая кодировка Музыка для успеха

/ Цветовая кодировка / Автор Джефф / ADD, ASD, Autism, Color, Instrument, LD, Music, Score, Special Needs

Раскрытие возможностей Color Score