Светомузыкальный инструмент своими руками

Приветствую, радиолюбители-музыканты!

В далёкие времена, когда электроники не было в обычном нам осознании, все музыкальный инструменты были только акустическими — звуковые волны в их создавались за счёт резонирования мембран, струн, корпусов и т.д. С развитием электроники стали появляться и разные музыкальные инструменты, использующие в собственной работе силу электро энергии — а именно, в 20-30 годах прошедшего века зарождались макеты электрогитар, и на данный момент, спустя всего век, этот инструмент пользуется большенный популярностью по всему миру и никого не поражает. Электроника — типичный конструктор, в каком единичными элементами служат разные детали — резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы и т.д., путём разных композиций можно вынудить электрическую схему созодать практически что угодно — автоматом открывать дверь, включать свет, усиливать звук, и ещё бессчетное количество действий, без которых мы уже не лицезреем обычную жизнь. Наиболее того, создаются и разные музыкальные инструменты, в каких звук генерируется конкретно электрической схемой, как раз о таком инструменте речь пойдёт в данной для нас статье. Звук — это, на самом деле, акустический сигнал определённой частоты, к примеру, если дёрнуть струну на гитаре, то она начнёт колебаться с определённой частотой, которую мы и слышим в виде нотки. Если зажать струну на определённом ладу и также дёрнуть струну — колебания возникнут уже на иной частоте, другими словами будет звучать иная нотка. Путём комбинирования разных методов звукоизвлечения, разных струн, любая из которых настроена на определённую нотку, разных ладов музыканты делают, записывают и воспроизводят разные мелодии. То же самое можно создать и с динамиком — он, аналогично резонирующему корпусу гитары, может усиливать колебания, тем превращая их в слышимый нам звук. Но если на гитаре частота задаётся длиной и шириной струны, то в случае с динамиком мы может вынудить его колебаться на хоть какой частоте слышимого спектра, благодаря электрическим схемам. Вот так и данный светомузыкальный инструмент генерирует и воспроизводит звуковые колебания, высоту которых «исполнитель» может поменять, перемещая маленький стержень, тем извлекая различные звуки. Естественно, данный устройство тяжело именовать всеполноценным инвентарем, ведь он может издавать только простой писк разной высоты, но, тем не наименее, может послужить хорошей игрушкой для малышей. Не считая того, принцип, заложенный в схеме такового инструмента можно употреблять и в наиболее продвинутых системах.

На картинке выше показана схема, разберём её по порядку. В левой части понизу можно узреть гальванический элемент — это источник питания, от которого будет питаться схема, он может иметь напряжение в спектре 9-12В. Тут можно употреблять разные варианты для питания, к примеру, совершенно подойдёт готовый сетевой адаптер на 9-12В, такие нередко употребляются для питания роутеров и иной схожей аппаратуры. Можно употреблять, к примеру, USB выход с хоть какого телефонного зарядника либо Power bank’а, он имеет напряжение 5В, а поэтому его необходимо употреблять вместе с повышающим DC-DC преобразователем, при помощи преобразователя схему также можно будет питать и от литий-ионного аккума, в этом случае устройство получится автономным и не зависящим от розетки, что достаточно комфортно. Также для питания можно употреблять и батарейку крону, она как раз имеет напряжение 9В, но в этом случае стоит учесть, что время автономной работы схемы будет достаточно маленьким, всего только около часа-двух. Верхний выход гальванического элемента на схеме — плюс, он поступает на схему поочередно с выключателем, который подписан на схеме как «SWITCH», тут можно употреблять какой угодно выключатель с фиксацией, схема потребляет маленький ток и питается от низкого напряжения, потому требований к выключателю особенных нет. К простом случае можно просто поменять его перемычкой, в этом случае схема начнёт работать сходу, как блок питания будет включен в розетку или будет подключена батарейка. Опосля выключателя питающее напряжение поступает на цепочку из поочередно включенного светодиода LED и резистора на 100 Ом — эти элементы необходимы для правильной работы инструмента, также она выступает в роли индикатора включения, если пылает светодиод, означает питание поступает и схема обязана работать. Тут можно применить хоть какой светодиод с хоть каким цветом, подходят распространённые 3 либо 5 мм светодиоды, номинал резистора стоит взять побольше, хотя бы 1 кОм, по другому светодиод будет очень очень светить и стремительно деградировать. Чем ниже сопротивление резистора, тем ярче пылает светодиод, и напротив.

Наряду с цепочкой из резистора и светодиода питание поступает фактически на саму схему, которая и генерирует звуковой сигнал. В её базе лежит пользующаяся популярностью микросхема-таймер NE555, которая продаётся в любом магазине радиодеталей и стоит сущие копейки. Эти микросхемы могут выпускаться как в обыденных выводных корпусах, так и в планарных корпусах для поверхностного монтажа — предпочтение стоит дать выводному корпусу, его еще легче паять. К плюсу на схеме подключается 8 вывод микросхемы и увлекательный элемент, обозначенный на схеме как «LDR» — именуется он фоторезистором, как можно додуматься из наименования, это резистор, сопротивление которого зависит от уровня света. Тут нужно мало поведать о механизме работы схемы, чтобы было понятно, для чего же совершенно нужен фоторезистор. Светодиод LED, о котором было сказано выше, безпрерывно светит при включении схемы, а сопротивление фоторезистора как раз зависит от уровня света. Таковым образом, засвечивая фоторезистор светодиодом мы можем поменять степень засветки, тем меняя сопротивление фоторезистора. Потому что фоторезистор будет реагировать на хоть какой свет, а не только лишь на светодиод схемы, то расположить их необходимо друг напротив друга в непрозрачной трубочке к примеру, из картона, жести, или просто взять готовый корпус от маркера либо ручки. На одном конце трубочки крепится фоторезистор, светодиод устанавливается на подвижный «поршень», который будет передвигаться снутри трубочки, тем меняя количество света, поступающего на фоторезистор — от этого будет зависеть высота звука. Фоторезистор также не является дефицитным компонентом, отыскать его можно в любом магазине радиодеталей, предпочтение стоит дать вариантам с наиболее малеханькими размерами, чтоб уместить в корпусе.

На картинке выше можно узреть данную систему в руках человека — путём перемещения поршня в трубке можно поменять звук, и, при особенной сноровке, даже сыграть ординарную мелодию.

На электронной схеме, в обвязке микросхемы, также можно узреть электролитический конденсатор на 2,2 мкФ — он задаёт частоту работы микросхемы, другими словами частоту звука. Если опосля сборки устройства оказалось, что генерируемая частота очень высочайшая либо низкая, её постоянно можно поменять, добавляя либо понижая ёмкость этого конденсатора. Повышение ёмкости приведёт к уменьшению частоты, и, соответственно, напротив. В правой части схемы можно узреть ещё один электролитический конденсатор, ёмкостью уже 100 мкФ, через него в выходе микросхемы подключается динамик. Тут можно употреблять какой угодно динамик с сопротивлением 4-16 Ом, или совсем подключать наушники. Все конденсаторы на схеме должны быть рассчитаны на напряжение как минимум 16В, при запаивании на плату принципиально соблюдать их полярность.

Собрать схему можно на макетной плате, согласно рисунку, представленному выше. Микросхему NE555 не помешает установить на плату через панельку, это дозволит в хоть какой момент её достать для использования в остальных проектах. Зелёным прямоугольником на рисунке выше показана трубка, на одном конце которой размещен светодиод, на другом — фоторезистор, светодиод обязан иметь возможность передвигаться относительно фоторезистора, а поэтому для сборки лучше употреблять тонкие гибкие провода.

Для любопытства на картинке ниже представлена внутренняя структура микросхемы NE555.

Опосля сборки схема не просит особенной наладки, но при желании можно подстроить частоту работы путём конфигурации конденсатора на 2,2 мкФ, также можно поэкспериментировать с яркостью светодиода LED, если он засвечивает фоторезистор очень очень либо напротив, очень слабо. На картинке ниже представлено фото готового светомузыкального инструмента — динамик размещается на самой плате. При желании плату можно установить в пригодный по размерам корпус. Успешной сборки! По всем вопросцам и дополнениям пишите в комменты.

Источник (Source)