dveře 

Barevná hudba na výkonném schématu LED. Barevné a hudební doplňky. Pořízení hotové CMU

V tomto článku budeme hovořit o barevné hudbě. Pravděpodobně každý začínající radioamatér, a nejen to, měl najednou touhu sbírat barevnou hudbu. Co to je, myslím, zná každý – zjednodušeně řečeno jde o vytváření vizuálních efektů, které se mění v rytmu hudby.

Tu část barevné hudby, která vyzařuje světlo, lze hrát na výkonných lampách, například v koncertní instalaci, pokud je potřeba barevná hudba pro domácí diskotéky, lze ji provést na běžných 220voltových žárovkách, a pokud je barevná hudba plánované například jako počítačové modding, pro každodenní použití, lze to udělat na LED.

V poslední době, s příchodem LED pásků do prodeje, se stále více používají barevné a hudební konzole využívající takové LED pásky. V každém případě je pro montáž barevných hudebních instalací (zkráceně CMU) nutný zdroj signálu, může to být mikrofon s několika sestavenými zesilovacími stupni.

Signál lze také brát z linkového výstupu zařízení, zvukové karty počítače, z výstupu mp3 přehrávače atd., v tomto případě je potřeba i zesilovač, např. dvě kaskády na tranzistorech, I k tomuto účelu byly použity tranzistory KT3102. Obvod předzesilovače je znázorněn na následujícím obrázku:

Následuje schéma jednokanálové barevné hudby s filtrem, pracující ve spojení s předzesilovačem (výše). V tomto obvodu LED bliká pod basy (nízké frekvence). Pro přizpůsobení úrovně signálu v barevném hudebním obvodu je k dispozici proměnný rezistor R6.

Existují i ​​jednodušší barevné hudební obvody, které zvládne sestavit každý začátečník, na 1 tranzistor a kromě toho nepotřebují předzesilovač, jeden z těchto obvodů je znázorněn na obrázku níže:

Barevná hudba na tranzistoru

Schéma zapojení konektoru Jack 3.5 je znázorněno na následujícím obrázku:

Pokud z nějakého důvodu není možné sestavit předzesilovač na tranzistory, můžete jej nahradit transformátorem zapojeným jako step-up. Takový transformátor by měl produkovat napětí na vinutí 220/5 Voltů. Vinutí transformátoru s menším počtem závitů je zapojeno ve zdroji zvuku, např. radiomagnetofonu, paralelně s reproduktorem, přičemž zesilovač musí produkovat výkon alespoň 3-5 wattů. Na barevný hudební vstup je připojeno vinutí s velkým počtem závitů.

Barevná hudba samozřejmě není pouze jednokanálová, může být 3, 5 i více kanálová, kdy každá LED nebo žárovka bliká při reprodukci frekvencí svého rozsahu. V tomto případě je frekvenční rozsah nastaven pomocí filtrů. V následujícím schématu jsou jako filtry použity tříkanálové barevné hudební kondenzátory (které jsem sám nedávno shromáždil):

Pokud bychom v posledním obvodu chtěli použít ne jednotlivé LED, ale LED pásek, pak by měly být z obvodu odstraněny proud omezující odpory R1, R2, R3. Pokud je použita páska RGB nebo LED, musí být vyrobena se společnou anodou. Pokud plánujete připojení dlouhých LED pásků, pak by pro ovládání pásku měly být použity výkonné tranzistory namontované na radiátorech.

Protože jsou LED pásky určeny pro 12 voltů, měli bychom zvýšit výkon v obvodu na 12 voltů a výkon by měl být stabilizovaný.

Tyristory v barevné hudbě

V článku se zatím hovořilo pouze o barevně-hudebních zařízeních na bázi LED. Pokud je potřeba sestavit CMU na žárovky, pak bude nutné použít tyristory k ovládání jasu žárovek. Co je to vlastně tyristor? Jedná se o tříelektrodové polovodičové zařízení, které podle toho má Anoda, Katoda a Řídicí elektroda.

Tyristor KU202

Obrázek výše ukazuje sovětský tyristor KU202. Tyristory, v případě, že se plánuje použití se silnou zátěží, musí být také namontovány na chladič (radiátor). Jak vidíme na obrázku, tyristor má závit s maticí a montuje se podobně jako výkonné diody. Moderní importy jsou jednoduše vybaveny přírubou s otvorem.

Jeden z těchto tyristorových obvodů je znázorněn výše. Jedná se o tříkanálový barevný hudební obvod se zvyšovacím transformátorem na vstupu. V případě výběru analogů tyristorů je třeba se podívat na maximální povolené napětí tyristorů, v našem případě pro KU202N je to 400 voltů.

Obrázek ukazuje podobné schéma barevné hudby uvedené výše, hlavní rozdíl ve spodním schématu je v tom, že zde není žádný diodový můstek. Do systémové jednotky lze také zabudovat barevnou hudbu na LED. Sestavil jsem takovou tříkanálovou barevnou hudbu s předzesilovačem v pouzdře ze sidiromu. Signál byl v tomto případě odebírán ze zvukové karty počítače pomocí děliče signálu, jehož výstupy byly napojeny na aktivní akustiku a barevnou hudbu. Nastavení úrovně signálu je zajištěno, a to jak obecně, tak odděleně po kanálech. Předzesilovač a barevná hudba byly napájeny z 12V konektoru Molex (žluté a černé vodiče). Schémata předzesilovače a tříkanálové barevné hudby, pro kterou byly sestaveny, jsou uvedeny výše. Na LED diodách jsou další barevná hudební schémata, například tato, také tříkanálová:

V tomto obvodu, na rozdíl od toho, který jsem shromáždil, je ve středofrekvenčním kanálu použita indukčnost. Pro ty, kteří chtějí nejprve sestavit něco jednoduššího, dávám následující schéma pro 2 kanály:

Pokud sbíráte barevnou hudbu na lampách, budete muset použít světelné filtry, které zase mohou být domácí i zakoupené. Níže uvedený obrázek ukazuje filtry, které jsou komerčně dostupné:

Někteří milovníci barev a hudebních efektů sestavují zařízení založená na mikrokontrolérech. Níže je schéma čtyřkanálové barevné hudby na AVR tiny 15 MK:

Mikrokontrolér Tiny 15 v tomto obvodu lze nahradit maličkým 13V, maličkým 25V. A na konci recenze chci svým jménem říci, že barevná hudba na lampách ztrácí z hlediska zábavy oproti barevné hudbě na LED, protože lampy jsou více setrvačné než LED. A pro samostatné opakování můžete doporučit toto


Tento barevné hudební schéma je typická analogová barevná a hudební konzole, jako ty, které byly velmi populární v 80. a 90. letech a podle mého názoru jsou dnes nezaslouženě zapomenuty.
Vstupní signál přes samostatný transformátor je přiváděn do osmi aktivních filtrů, které rozdělují signál do osmi frekvenčních kanálů. Přítomnost transformátoru zajišťuje galvanické oddělení set-top boxu s audio zařízením, které s ním pracuje. Na výstupech filtrů jsou zařazeny usměrňovače, které generují konstantní napětí úměrné hodnotě signálu v pásmu daného filtru. Toto napětí je přiváděno do brány tyristoru a po dosažení požadované hodnoty ji otevře.

Nyní více. Signál z výstupu ULF vstupuje do barevného hudebního obvodu přes oddělovací transformátor T1. Jako tento transformátor je použita tlumivka na jádru tvaru W se dvěma vinutími. Vinutí jsou stejná, s malým odporem (každé 200-300 otáček). Podobné tlumivky se používají v mnoha napájecích zdrojích pro domácí televizi, video, audio zařízení a také počítače. Škrticí klapka je připravena, ale v případě potřeby ji můžete natočit sami.

Vzhledem k tomu, že vinutí T1 jsou nízkoodporová, je nutné propojit vstup SMU s výstupem UMZCH, tedy paralelně nebo místo reproduktorové soustavy, případně s telefonním výstupem pro připojení sluchátek (pokud se hlavní reproduktory automaticky nespojí vypnout). Pokud je nutné posílat signál výhradně z lineárního výstupu zařízení, je třeba vytvořit další UMZCH pro práci se světelným a hudebním set-top boxem, například na základě populárního čipu K174UN14 nebo jakéhokoli jiného UMZCH.

Bez transformátoru není možné poslat signál na vstup barevného hudebního obvodu, protože tyristory ovládají lampy a celý barevný hudební obvod je pod potenciálem sítě, což může vést jak k úrazu elektrickým proudem audio zařízení a poškození audio zařízení.
Trimrový rezistor R1 slouží k obecnému nastavení úrovně signálu. Navíc před každým pásmovým filtrem je přídavný regulátor (rezistory R2-R9), který reguluje úroveň signálu v jeho frekvenčním kanálu. Pomocí těchto rezistorů můžete nastavit citlivost kanálů v závislosti na vaší touze, prakticky lze říci, že regulují „barevný zabarvení“, abych tak řekl.
Všechny aktivní filtry jsou sestaveny podle stejných schémat pásmových filtrů. Vybírají pásma s centrálními frekvencemi podepsanými na diagramu. Průměrná frekvence pásma každého filtru závisí na kapacitách dvou kondenzátorů, které musí být stejné. Ve všech ostatních ohledech jsou všechna hodnocení součástí filtru stejná.

Filtry jsou vyrobeny na operačních zesilovačích a ty, jak víte, vyžadují bipolární napájení. Bohužel ve zvoleném napájecím obvodu je možné zorganizovat bipolární napájení, ale stále je to problematické. Proto bylo rozhodnuto napájet operační zesilovač z unipolárního 12V zdroje a pro zajištění jejich normálního provozu přivést na kladný vstup polovinu napájecího napětí získaného pomocí děliče napětí R40-R41.
V barevném hudebním obvodu je tedy osm operačních zesilovačů, konkrétně dva mikroobvody LM324 obsahující každý čtyři operační zesilovače.

Za operačním zesilovačem jsou signály z vybraných pásem přiváděny do diodových detektorů, každý na dvou diodách zapojených podle obvodu pro zdvojení napětí. Na výstupních kondenzátorech (C4, C8, C12, C15, C19, C23, C27, C31) těchto detektorů je na řídicí elektrodu tyristorů přiváděno konstantní napětí. Původně se mělo ke každému z těchto kondenzátorů připojit paralelně jeden rezistor s odporem 10-50 kOhm, ale při úpravě se ukázalo, že při použití tyristorů MCR106-8 to není potřeba. A tyto odpory byly odstraněny z barevného hudebního obvodu. Na obvodu proto nejsou žádné rezistory s referenčním označením R13, R17, R20, R24, R28, R32, R35 a R39. Pokud použijete jiné tyristory, které se nemusí „chtít“ zavřít, bude nutné tyto odpory vrátit na své místo (některé byly zapojeny paralelně s kondenzátory C4, C8, C12, C15, C19, C23, C27, C31) a experimentálně vyberte jejich odpory.

Při použití tyristorů MCR106-8 může maximální zátěžový výkon každého kanálu dosáhnout 900W. Při výkonu do 200W není radiátor potřeba a při vyšším výkonu je potřeba, protože se tyristory přehřívají.
Koncové stupně lze vyrobit i podle jiných schémat, např. na optotriacích. V tomto případě musí být napětí z kondenzátorů C4, C8, C12, C15, C19, C23, C27, C31 přivedeno na báze přídavných tranzistorových spínačů, v jejichž kolektorových obvodech budou rozsvíceny LED diody optotriaků. (přes potřebné odpory omezující proud). Mimochodem, pokud je v tomto případě „elektronika“ napájena z 12V zdroje vyrobeného na transformátoru, pak v tomto případě také není potřeba vstupní transformátor a signál lze napájet z linkového výstupu zařízení přímo na R1.


Napájení operačního zesilovače je provedeno podle beztransformátorového obvodu na diodách VD17-VD18, kondenzátorech C32 a SZZ a také zenerově diodě VD19 (zenerova dioda pro napětí 12V a výkon 1W).
Vše kromě tyristorů je osazeno na jedné desce plošných spojů z jednostranné fólie ze sklolaminátu. Na desce je jeden propojka.
Na základě stejného schématu barevné hudby můžete vytvořit barevné hudební zařízení, které funguje z 12voltového zdroje (například palubní síť automobilu), a vytvořit obrazovku z vícebarevných superjasných LED diod. Následující obrázek ukazuje čtyřkanálovou verzi barevného hudebního schématu. Samozřejmě můžete vytvořit osm kanálů, ale v prodeji jsou pouze čtyři typy LED z hlediska barvy - červená, žlutá, zelená a modrá, takže má smysl omezit se na čtyři kanály. Protože existuje méně kanálů, frekvence a šířky pásma se odpovídajícím způsobem změní.

Vstupní signál je dodáván bez oddělovacího transformátoru, protože barevný hudební obvod je nízkonapěťový a může být napájen ze stejného zdroje jako zdroj signálu. Koncové stupně jsou vyrobeny podle schématu zesílených tranzistorových spínačů. Každý kanál má devět ultrajasných LED diod.
V barevném hudebním obvodu můžete použít libovolné supersvítivé LED, ale pro stejnosměrné napětí nejvýše 3,5V s vyšším jmenovitým poklesovým napětím nemusí svítit při napájení ze zdroje 12V.
Každý kanál má jinou barvu LED.
Pokud se ukáže, že jas záře LED různých barev se velmi liší, lze to kompenzovat výběrem odporů rezistorů R29-R40.

dodatečně

  • V: Koupil jsem pásku, má kontakty G, R, B, 12. Jak připojit?
    A: Toto je špatná páska, můžete ji vyhodit

    V: Firmware je načten, ale chyba „Pragma message…“ se objeví červenými písmeny.
    A: Toto není chyba, ale informace o verzi knihovny

    V: Co mám udělat pro připojení pásky vlastní délky?
    A: Vypočítejte počet LED, před stažením firmwaru změňte úplně první nastavení NUM_LEDS v náčrtu (výchozí je 120, nahraďte ho vlastním). Ano, stačí vyměnit a je to!

    V: Kolik LED systém podporuje?
    A: Verze 1.1: maximálně 450 kusů, verze 2.0: 350 kusů

    V: Jak tuto částku zvýšit?
    A: Jsou dvě možnosti: optimalizovat kód, vzít jinou knihovnu pro pásku (ale musíte část přepsat). Nebo vezměte Arduino MEGA, má více paměti.

    V: Jaký kondenzátor by měl být použit pro napájení pásky?
    A: Elektrolytické. Napětí minimálně 6,3 V (možnější, ale samotný konder bude větší). Kapacita - nejméně 1000 mikrofaradů a čím více, tím lépe.

    V: Jak otestovat pásku bez Arduina? Vypaluje páska bez Arduina?
    Odpověď: Páska s adresou je řízena speciálním protokolem a funguje POUZE při připojení k ovladači (mikrokontroléru)

  • JE MOŽNÉ SESTAVIT OBVOD BEZ POTENCIOMETRU! Chcete-li to provést, parametr POTENT (ve skice v bloku nastavení v nastavení signál) přiřadit 0. Bude použit interní referenční zdroj referenčního napětí 1,1 V. Ale s žádným objemem to nepůjde! Aby systém fungoval správně, budete muset upravit hlasitost příchozího zvukového signálu tak, aby bylo vše krásné, pomocí předchozích dvou nastavení.

  • Verzi 2.0 a vyšší lze používat BEZ IR REMOTE, režimy se přepínají tlačítkem, vše ostatní se konfiguruje ručně před nahráním firmwaru.

  • Jak nastavit další dálkový ovladač?
    U jiných dálkových ovladačů mají tlačítka jiný kód, pro určení kódu tlačítka použijte náčrt IR_test(verze 2.0-2.4) popř IRtest_2.0(pro verze 2.5+), je v archivu projektu. Náčrt odešle kódy stisknutých tlačítek na monitor portu. Dále v hlavním náčrtu v řezu pro vývojáře existuje definitivní blok pro tlačítka dálkového ovládání, stačí změnit kódy na vlastní. Dálkové ovládání můžete zkalibrovat, ale upřímně už je to úplně líné.

  • Jak vytvořit dva sloupce objemu na kanál?
    K tomu není vůbec nutné přepisovat firmware, stačí přestřihnout dlouhý kus pásky na dva krátké a obnovit přerušené elektrické spoje pomocí tří vodičů (GND, 5V, DO-DI). Páska bude nadále fungovat jako jeden kus, ale nyní máte dva kusy. Audio zástrčka musí být samozřejmě zapojena třemi vodiči a v nastavení je deaktivován mono režim (MONO 0) a počet LED se musí rovnat celkovému počtu na dvou segmentech.
    P.S. Podívejte se na první diagram v diagramech!

  • Jak resetovat nastavení uložená v paměti?
    Pokud jste si pohráli s nastavením a něco se pokazilo, můžete obnovit nastavení na „tovární“. Od verze 2.4 existuje nastavení RESETOVAT NASTAVENÍ, nastavte jej na 1, zablikejte, nastavte na 0 a znovu zablikejte. Nastavení ze skici se uloží do paměti. Pokud jste na 2.3, tak klidně upgradujte na 2.4, verze se liší pouze novým nastavením, které se systému nijak neprojeví. Ve verzi 2.9 bylo nastavení SETTINGS_LOG, který na port vyšle hodnoty nastavení uložených v paměti. Takže pro ladění a pochopení.

Toto je nejjednodušší lehká hudba má pouze jeden prvek. Ano, naprosto sám a nic než: žádné odpory, žádné tranzistory ... Je docela možné sestavit takovou světelnou a hudební instalaci za 30 minut. Vše, co potřebujete, je jedno polovodičové relé.
Polovodičová relé se objevila na trhu relativně nedávno a již s jistotou dobyla trh s rádiovou elektronikou. Je to pochopitelné, uvedu hlavní výhody.

  • - Výkon.
  • - Galvanické oddělení napětím.
  • - Tichý ve srovnání s konvenčním relé.
  • - Detektor překročení nuly.
Plusů je mnohem více, uvedl jsem jen některé.
Polovodičové relé vlastně až na ten název nemá nic společného s mechanickým relé, které si většinou každý představí, když toto jméno slyší poprvé. Jedná se o obyčejný triakový klíč s ovládacími a oddělovacími obvody.
Tento zázrak je docela levný a můžete ho snadno koupit na našem oblíbeném aliexpress.com

Na rádiovém trhu existuje mnoho různých verzí relé: malé a velké, výkonné a nízkoenergetické. Vzal jsem toto:
Za prvé má šroubovací svorky pro připojení. Za druhé dokáže spínat zátěž s napětím 24-380 V a proudem až 60 A. Samozřejmě jsem to vzal s výčtem pro jiné účely. Pro ovládání girlandy stačí odebírat od 2 A. Za třetí, ovládací napětí je od 3 do 32 voltů, pulzní. To je to, co potřebujeme, protože relé budeme ovládat přímo zvukem vydávaným z výstupu nízkofrekvenčního zesilovače.

Schéma lehké hudby


Polovodičové relé se zapne, aby přerušilo obvod lampy nebo girlandy. A vstupem polovodičového relé je zvuk z reproduktoru. Schéma nemůže být jednodušší. Hlavní věcí je nezaměňovat závěry. Nyní, jakmile ve sloupci začne hrát hudba, girlanda začne okamžitě blikat do rytmu hudby.
Vezmeme výstup ze zesilovače z libovolného kanálu, levého nebo pravého. Můžete propojit výstupy, aby girlanda blikala pro stereo efekt. Pokud je k dispozici výstup pro subwoofer, můžete se k němu připojit. A můžete si vzít dvě girlandy a dvě relé a připojit se k různým kanálům. Možností je mnoho, vyberte si, co chcete.


Do obvodu jsem přidal park páčkových spínačů pro přepínání. První přepínač ve schématu, abyste mohli girlandu jednoduše zapnout v normálním režimu. A druhým je vypnout na něj vliv hudby.
Díky galvanickému oddělení je vysoké síťové napětí spolehlivě izolováno a neprochází přes reproduktor a zesilovač.
Vzal jsem plastovou nádobu, umístil tam zásuvky pro připojení zátěže. Udělal jsem otvory pro pákové spínače a zapojil celý systém.

Tato barevná hudební předpona implementuje efekt „běžící tečky“ a „chaosu“ s hudebním doprovodem. Set-top box není připojen ke zdroji elektrického signálu dráty, ale přijímá signál pomocí mikrofonu. Jednoduše ho umístíte do místnosti, kde hraje hudba, a sám začne fungovat do rytmu. Zařízení se skládá z mikrofonního zesilovače na tranzistoru, mikroobvodu 176IE12 , který obsahuje dva frekvenční děliče a prvky hlavního oscilátoru, zapíná tranzistory VT2-VT5 a LED s odpory omezujícími proud. Obvod trochu připomíná známou světelnou hudbu z časopisů 80. let, kde stejný mikroobvod ovládal tyristory, které spínaly 220V žárovky.

Nákres desky barevné LED hrací skříňky

Hudební signál, zesílený tranzistorem VT1, je přiveden přes kondenzátor C2 na vstup generátoru čítače DD1. Rezistory R4, R5 vytvářejí negativní zpětnou vazbu generátoru a uvádějí jej do aktivního režimu činnosti, díky čemuž reaguje na signál mikrofonního zesilovače. Poté jsou na vstupu druhého čítače přijímány impulsy a na jeho výstupech T1-T4 se vytvářejí impulsy různých frekvencí, posunuté vůči sobě o čtvrtinu periody. Tyto impulsy otevřou tranzistory VT2-VT5 a příslušné LED začnou svítit.

Variabilní rezistor R4 dokáže upravit citlivost, čímž se dosáhne efektu „bodu běhu“ nebo „chaosu“. Zapnutím kondenzátoru mezi kolíky 12 a 14 mikroobvodu DD1 bude efekt „běžící tečky“ realizován bez hudebního doprovodu, proto se předpona z CMU změní na SDU (je zvolena kapacita kondenzátoru, frekvence záblesků * 2200pf závisí na tom).

mikrofonní zesilovač tranzistor KT3102 nahradit tranzistory řady KT315 . Testy prokázaly, že zařízení je provozuschopné při napájecím napětí 7 až 9 V. Jsou použity vysoce svítivé modré a červené LED. Ale LED a jiné barvy budou stačit. Pro specifikovaný interval napájecího napětí můžete místo jedné LED nainstalovat dvě zapojené do série. Barevný hudební zdroj - síťový stabilizovaný zdroj s výstupním proudem 200 mA nebo baterie.


Video z operace CMP