Música en color en un potente esquema de LED. Complementos de color y música. Adquisición de una CMU terminada

En este artículo hablaremos sobre la música de color. Probablemente, todos los radioaficionados novatos, y no solo, alguna vez tuvieron el deseo de coleccionar música en color. Lo que es, creo, es conocido por todos: en pocas palabras, se trata de la creación de efectos visuales que cambian al ritmo de la música.

Esa parte de la música en color que emite luz se puede realizar en lámparas potentes, por ejemplo, en una instalación de concierto, si se necesita música en color para discotecas domésticas, se puede realizar en lámparas incandescentes ordinarias de 220 voltios, y si la música en color es planeado, por ejemplo, como modding de computadora, para uso diario, se puede hacer en LED.

Recientemente, con la llegada de las tiras de LED a la venta, se están utilizando cada vez más las consolas de color y música que utilizan tales tiras de LED. En cualquier caso, para el montaje de Instalaciones Musicales en Color (CMU por sus siglas en inglés) se requiere una fuente de señal, puede ser un micrófono con varias etapas amplificadoras ensambladas.

Además, la señal se puede tomar de la salida de línea del dispositivo, de la tarjeta de sonido de una computadora, de la salida de un reproductor de mp3, etc., en este caso, también se requiere un amplificador, por ejemplo, dos cascadas en transistores, yo usó transistores KT3102 para este propósito. El circuito del preamplificador se muestra en la siguiente figura:

El siguiente es un diagrama de una música en color de un solo canal con un filtro, trabajando en conjunto con un preamplificador (arriba). En este circuito, el LED parpadea debajo de los graves (frecuencias bajas). Para igualar el nivel de la señal en el circuito de música en color, se proporciona una resistencia variable R6.

También existen circuitos de música en color más simples que cualquier principiante puede armar, en 1 transistor, y además, no necesitan preamplificador, uno de estos circuitos se muestra en la siguiente imagen:

Música de color en un transistor

El diagrama de pinout del conector Jack 3.5 se muestra en la siguiente figura:

Si por alguna razón no es posible ensamblar un preamplificador en transistores, puede reemplazarlo con un transformador conectado como elevador. Dicho transformador debe producir voltajes en los devanados de 220/5 voltios. El devanado del transformador con un número menor de vueltas se conecta en una fuente de sonido, por ejemplo, una grabadora de radio, en paralelo con el altavoz, mientras que el amplificador debe producir al menos 3-5 vatios de potencia. Un devanado con una gran cantidad de vueltas está conectado a la entrada de música en color.

Por supuesto, la música en color no es solo de un solo canal, puede ser de 3, 5 o más multicanal, cuando cada LED o lámpara incandescente parpadea al reproducir las frecuencias de su rango. En este caso, el rango de frecuencia se establece mediante el uso de filtros. En el siguiente esquema, los condensadores de música en color de tres canales (que yo mismo recopilé recientemente) se utilizan como filtros:

Si quisiéramos usar en el último circuito no LED individuales, sino una tira de LED, entonces las resistencias limitadoras de corriente R1, R2, R3 deben eliminarse del circuito. Si se utiliza cinta RGB o LED, debe hacerse con un ánodo común. Si planea conectar tiras de LED largas, se deben usar transistores potentes montados en radiadores para controlar la tira.

Dado que las tiras de LED están diseñadas para 12 voltios, respectivamente, debemos aumentar la potencia en el circuito a 12 voltios y la potencia debe estabilizarse.

Tiristores en música de color

Hasta ahora, el artículo solo ha hablado de dispositivos de música en color basados ​​en LED. Si es necesario ensamblar una CMU en lámparas incandescentes, será necesario usar tiristores para controlar el brillo de las lámparas. ¿Qué es un tiristor de todos modos? Este es un dispositivo semiconductor de tres electrodos, que en consecuencia tiene Ánodo, Cátodo y Electrodo de control.

Tiristor KU202

La figura de arriba muestra el tiristor soviético KU202. Los tiristores, en caso de que se planee utilizar con una carga potente, también deben montarse en un disipador de calor (radiador). Como podemos ver en la figura, el tiristor tiene una rosca con una tuerca y está montado de manera similar a los diodos potentes. Las importaciones modernas simplemente están equipadas con una brida con un orificio.

Uno de estos circuitos de tiristores se muestra arriba. Este es un circuito de música en color de tres canales con un transformador elevador en la entrada. En el caso de seleccionar análogos de tiristores, se debe observar el voltaje máximo permitido de los tiristores, en nuestro caso para KU202N es de 400 voltios.

La figura muestra un esquema similar de música en color dado anteriormente, la principal diferencia en el esquema inferior es que no hay un puente de diodos. Además, la música en color en los LED se puede integrar en la unidad del sistema. Ensamblé una música en color de tres canales con un preamplificador en un estuche de un sidirom. En este caso, la señal se tomó de la tarjeta de sonido de la computadora mediante un divisor de señal, cuyas salidas se conectaron a acústica activa y música en color. Se proporciona ajuste de nivel de señal, tanto general como por separado por canales. El preamplificador y la música en color se alimentaban del conector Molex de 12 voltios (cables amarillo y negro). Los esquemas del preamplificador y la música en color de tres canales para los que se ensamblaron se dan arriba. Hay otros esquemas de música de colores en LED, por ejemplo este, también de tres canales:

En este circuito, a diferencia del que recopilé, se utiliza una inductancia en el canal de media frecuencia. Para los que quieran montar primero algo más sencillo, doy el siguiente esquema para 2 canales:

Si recopila música en color en las lámparas, deberá usar filtros de luz que, a su vez, pueden ser tanto caseros como comprados. La siguiente figura muestra los filtros que están disponibles comercialmente:

Algunos amantes del color y los efectos musicales ensamblan dispositivos basados ​​en microcontroladores. A continuación se muestra un diagrama de música en color de cuatro canales en el AVR tiny 15 MK:

El microcontrolador Tiny 15 en este circuito se puede reemplazar con un pequeño 13V, un pequeño 25V. Y al final de la reseña, en mi nombre, quiero decir que la música en color en las lámparas pierde en términos de entretenimiento a la música en color en LED, ya que las lámparas son más inerciales que los LED. Y para repetición independiente, puedes recomendar esto

Este esquema de música de color es una típica consola analógica de color y música, de esas que fueron muy populares en los años 80 y 90 y, en mi opinión, hoy en día están inmerecidamente olvidadas.
La señal de entrada se alimenta a través de un transformador separado a ocho filtros activos que separan la señal en ocho canales de frecuencia. La presencia de un transformador proporciona aislamiento galvánico del decodificador con el equipo de audio que trabaja con él. En las salidas de los filtros se incluyen rectificadores que generan un voltaje constante proporcional al valor de la señal en la banda del filtro dado. Este voltaje se suministra a la puerta del tiristor y, al alcanzar el valor requerido, lo abre.

Ahora más. La señal de la salida ULF ingresa al circuito de música en color a través de un transformador de aislamiento T1. Como este transformador, se usa un estrangulador en un núcleo en forma de W con dos devanados. Los devanados son iguales, con poca resistencia (200-300 vueltas cada uno). Se utilizan estranguladores similares en muchas fuentes de alimentación para televisores domésticos, video, equipos de audio y computadoras. El acelerador está listo, pero si es necesario, puede darle cuerda usted mismo.

Dado que los devanados T1 son de baja resistencia, es necesario conectar la entrada SMU a la salida UMZCH, es decir, en paralelo o en lugar del sistema de altavoces, o a la salida de teléfono para conectar auriculares (si los altavoces principales no funcionan automáticamente). apagar). Si es necesario enviar una señal exclusivamente desde la salida lineal del equipo, debe realizar un UMZCH adicional para que funcione con un decodificador de luz y música, por ejemplo, basado en el popular chip K174UN14 o cualquier otro UMZCH.

Sin un transformador, es imposible aplicar una señal a la entrada del circuito de música en color, porque los tiristores controlan las lámparas y todo el circuito de música en color está bajo el potencial de la red eléctrica, lo que puede provocar descargas eléctricas a través del equipo de audio y daños al equipo de audio.
La resistencia de ajuste R1 se utiliza para el ajuste general del nivel de la señal. Además, antes de cada filtro de paso de banda hay un regulador adicional (resistencias R2-R9) que regula el nivel de la señal en su canal de frecuencia. Con la ayuda de estas resistencias, puede ajustar la sensibilidad de los canales según su deseo, prácticamente puede decir que regulan el "timbre de color", por así decirlo.
Todos los filtros activos se construyen de acuerdo con los mismos esquemas de filtro de paso de banda. Seleccionan bandas con frecuencias centrales firmadas en el diagrama. La frecuencia media de la banda de cada filtro depende de las capacidades de los dos condensadores, que deben ser iguales. En todos los demás aspectos, todas las clasificaciones de las partes del filtro son las mismas.

Los filtros están hechos en amplificadores operacionales y, como saben, requieren una fuente de alimentación bipolar. Desafortunadamente, en el circuito de suministro de energía elegido, es posible organizar un suministro de energía bipolar, pero sigue siendo problemático. Por lo tanto, se decidió alimentar el op-amp desde una fuente unipolar de 12V, y para asegurar su normal funcionamiento, aplicar a la entrada positiva la mitad de la tensión de alimentación obtenida mediante el divisor de tensión R40-R41.
Así, hay ocho amplificadores operacionales en el circuito de música en color, a saber, dos microcircuitos LM324 que contienen cuatro amplificadores operacionales cada uno.

Después del amplificador operacional, las señales de las bandas seleccionadas se envían a los detectores de diodos, cada uno en dos diodos conectados de acuerdo con el circuito de duplicación de voltaje. En los condensadores de salida (C4, C8, C12, C15, C19, C23, C27, C31) de estos detectores, se suministra un voltaje constante al electrodo de control de los tiristores. Inicialmente, se suponía que debía conectar una resistencia con una resistencia de 10-50 kOhm en paralelo a cada uno de estos condensadores, pero durante el ajuste resultó que no era necesario cuando se usaban los tiristores MCR106-8. Y estas resistencias se eliminaron del circuito de música en color. Por lo tanto, no hay resistencias con designaciones de referencia R13, R17, R20, R24, R28, R32, R35 y R39 en el circuito. Si usa otros tiristores que tal vez no “quieran” cerrar, estas resistencias deberán volver a colocarse en su lugar (algunas se conectaron en paralelo con los capacitores C4, C8, C12, C15, C19, C23, C27, C31), y seleccionar experimentalmente sus resistencias.

Cuando se utilizan tiristores MCR106-8, la potencia de carga máxima de cada canal puede alcanzar los 900 W. Con una potencia de hasta 200 W, no se requiere un radiador, y con una potencia mayor se necesita, ya que los tiristores se sobrecalentarán.
Las etapas de salida también se pueden hacer de acuerdo con otros esquemas, por ejemplo, en optotriacs. En este caso, los voltajes de los capacitores C4, C8, C12, C15, C19, C23, C27, C31 deben aplicarse a las bases de los interruptores de transistores adicionales, en cuyos circuitos colectores se encenderán los LED de los opto-triacs. (a través de las resistencias limitadoras de corriente necesarias). Por cierto, si en este caso la "electrónica" se alimenta de una fuente de 12V hecha en un transformador, entonces en este caso, tampoco hay necesidad de un transformador de entrada, y la señal se puede alimentar desde la salida de línea del equipo directamente a R1.


La fuente de alimentación del amplificador operacional se realiza de acuerdo con un circuito sin transformador en diodos VD17-VD18, condensadores C32 y SZZ, así como un diodo zener VD19 (diodo zener para voltaje 12V y potencia 1W).
Todo, excepto los tiristores, está ensamblado en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de lámina de un lado. Hay un puente en el tablero.
Basado en el mismo esquema de música en color, puede hacer un dispositivo de música en color que funcione con una fuente de 12 voltios (por ejemplo, una red de automóvil a bordo) y hacer una pantalla con LED superbrillantes de varios colores. La siguiente figura muestra una versión de cuatro canales del esquema de música en color. Por supuesto, puede hacer ocho canales, pero solo hay cuatro tipos de LED a la venta en términos de color: rojo, amarillo, verde y azul, por lo que tiene sentido limitarse a cuatro canales. Dado que hay menos canales, las frecuencias y los anchos de banda se cambian en consecuencia.

La señal de entrada se suministra sin transformador de aislamiento, ya que el circuito de música en color es de bajo voltaje y se puede alimentar desde la misma fuente que la fuente de la señal. Las etapas de salida están hechas de acuerdo con el esquema de interruptores de transistores reforzados. Cada canal tiene nueve LED ultrabrillantes.
En el circuito de música en color, puede usar cualquier LED súper brillante, pero para un voltaje directo de no más de 3,5 V, con una caída de voltaje nominal más alta, es posible que no se enciendan cuando se alimentan de una fuente de 12 V.
Cada canal tiene un color de LED diferente.
Si resulta que el brillo del brillo de los LED de diferentes colores varía mucho, esto se puede compensar seleccionando las resistencias de las resistencias R29-R40.

Además

• EN: Compré una cinta, tiene contactos G, R, B, 12. ¿Cómo conectar?
  R: Esta es la cinta equivocada, puede tirarla

  EN: El firmware está cargado, pero el error "Mensaje de Pragma..." aparece en letras rojas.
  R: Esto no es un error, sino información sobre la versión de la biblioteca.

  EN: ¿Qué debo hacer para conectar una cinta de mi propia longitud?
  R: Calcule la cantidad de LED, antes de descargar el firmware, cambie la primera configuración NUM_LEDS en el boceto (el valor predeterminado es 120, reemplácelo con el suyo). Sí, simplemente reemplázalo y ¡listo!

  EN: ¿Cuántos LED admite el sistema?
  R: Versión 1.1: máximo 450 piezas, versión 2.0: 350 piezas

  EN: ¿Cómo aumentar este número?
  R: Hay dos opciones: optimizar el código, tomar otra biblioteca para la cinta (pero hay que reescribir una parte). O toma Arduino MEGA, tiene más memoria.

  EN: ¿Qué capacitor se debe usar para alimentar la cinta?
  R: Electrolítico. Voltaje mínimo de 6,3 voltios (más posible, pero el convertidor en sí será más grande). Capacitancia: al menos 1000 microfaradios, y cuanto más, mejor.

  EN: ¿Cómo probar la cinta sin Arduino? ¿La cinta se quema sin Arduino?
  R: La cinta de direcciones está controlada por un protocolo especial y SÓLO funciona cuando está conectada a un controlador (microcontrolador)

• ¡ES POSIBLE MONTAR UN CIRCUITO SIN POTENCIÓMETRO! Para hacer esto, el parámetro POTENTE (en el boceto en el bloque de configuración en la configuración señal) asigne 0. Se utilizará la fuente de referencia interna de la tensión de referencia de 1,1 voltios. ¡Pero no funcionará con ningún volumen! Para que el sistema funcione correctamente, deberá ajustar el volumen de la señal de audio entrante para que todo sea hermoso, utilizando las dos configuraciones anteriores.

• La versión 2.0 y superior se puede usar SIN CONTROL REMOTO IR, los modos se cambian con el botón, todo lo demás se configura manualmente antes de cargar el firmware.

• ¿Cómo configurar otro control remoto?
  Para otros controles remotos, los botones tienen un código diferente, para determinar el código del botón, use el boceto prueba_IR(versiones 2.0-2.4) o IRtest_2.0(para versiones 2.5+), está en el archivo del proyecto. El sketch envía los códigos de los botones presionados al monitor del puerto. Más adelante en el boceto principal en la sección. para desarrolladores hay un bloque definido para los botones del control remoto, simplemente cambie los códigos por los suyos. Puede calibrar el control remoto, pero, sinceramente, ya es completamente perezoso.

• ¿Cómo hacer dos columnas de volumen por canal?
  Para hacer esto, no es necesario volver a escribir el firmware, basta con cortar un trozo largo de cinta en dos cortos y restaurar las conexiones eléctricas rotas con tres cables (GND, 5V, DO-DI). La cinta seguirá funcionando como una sola pieza, pero ahora tiene dos piezas. Por supuesto, el enchufe de audio debe estar conectado con tres cables, y el modo mono (MONO 0) está deshabilitado en la configuración, y el número de LED debe ser igual al número total en los dos segmentos.
  PD ¡Mira el primer diagrama en los diagramas!

• ¿Cómo restablecer los ajustes que están almacenados en la memoria?
  Si jugó un poco con la configuración y algo salió mal, puede restablecer la configuración a "fábrica". Desde la versión 2.4 hay una configuración REINICIAR AJUSTES, configúrelo en 1, parpadee, configúrelo en 0 y parpadee nuevamente. Los ajustes del boceto se almacenarán en la memoria. Si está en 2.3, siéntase libre de actualizar a 2.4, las versiones difieren solo en la nueva configuración, que no afectará el sistema de ninguna manera. En la versión 2.9 había una configuración AJUSTES_REGISTRO, que envía los valores de la configuración almacenada en la memoria al puerto. Entonces, para la depuración y la comprensión.

Esta es la música ligera más simple que tiene un solo elemento. Sí, absolutamente solo y nada más que: sin resistencias, sin transistores... Es muy posible montar una instalación de luz y música de este tipo en 30 minutos. Todo lo que necesita es un relé de estado sólido.
Los relés de estado sólido aparecieron en el mercado hace relativamente poco tiempo y ya han conquistado con confianza el mercado de la electrónica de radio. Es comprensible, daré las principales ventajas.

• - Actuación.
• - Aislamiento galvánico por tensión.
• - Silencioso, en comparación con un relé convencional.
• - Detector de paso por cero.

Hay muchas más ventajas, he enumerado solo algunas.
Un relé de estado sólido, de hecho, excepto por el nombre, no tiene nada que ver con un relé mecánico, que todo el mundo suele imaginar cuando escucha este nombre por primera vez. Esta es una llave triac ordinaria, con circuitos de control y desacoplamiento.
Este milagro es bastante económico y puedes comprarlo fácilmente en nuestro aliexpress.com favorito

Hay muchas versiones diferentes de relés en el mercado de la radio: pequeños y grandes, potentes y de baja potencia. Yo tome esto:
En primer lugar, tiene terminales de tornillo para la conexión. En segundo lugar, puede cambiar una carga con un voltaje de 24-380 V y una corriente de hasta 60 A. Por supuesto, lo tomé con enumeración para otros fines. Para controlar la guirnalda, basta con tomar de 2 A. En tercer lugar, el voltaje de control es de 3 a 32 voltios, pulsado. Eso es lo que necesitamos, ya que controlaremos el relé directamente por el sonido que sale de la salida del amplificador de baja frecuencia.

Esquema de música ligera.

Se enciende un relé de estado sólido para interrumpir el circuito de una lámpara o guirnalda. Y la entrada del relé de estado sólido es el sonido del altavoz. El esquema no podría ser más sencillo. Lo principal es no confundir las conclusiones. Ahora, tan pronto como la música comience a reproducirse en la columna, la guirnalda comenzará a parpadear inmediatamente al ritmo de la música.
Tomamos la salida del amplificador de cualquier canal, izquierdo o derecho. Puede conectar entre salidas para hacer que la guirnalda parpadee para obtener un efecto estéreo. Si hay una salida de subwoofer, puede conectarse a ella. Y puedes tomar dos guirnaldas y dos relevos y conectarte a diferentes canales. Hay muchas opciones, elige la que más te guste.

Agregué un parque de interruptores de palanca al circuito, para cambiar. El primer interruptor de palanca en el diagrama para que pueda simplemente encender la guirnalda en modo normal. Y el segundo es apagar la influencia de la música en él.
Debido al aislamiento galvánico, el alto voltaje de la red eléctrica se aísla de manera confiable y no cruzará el altavoz y el amplificador.
Tomé un recipiente de plástico, coloqué enchufes allí para conectar la carga. Hice agujeros para los interruptores de palanca y conecté todo el sistema.

Este prefijo de música de color implementa el efecto de "punto en ejecución" y "caos" con acompañamiento musical. El decodificador no está conectado a la fuente de una señal eléctrica con cables, sino que recibe una señal mediante un micrófono. Simplemente lo coloca en una habitación donde se reproduce música y comienza a funcionar al ritmo. El dispositivo consta de un amplificador de micrófono en un transistor, un microcircuito 176IE12 , que contiene dos divisores de frecuencia y elementos de un oscilador maestro, enciende los transistores VT2-VT5 y los LED con resistencias limitadoras de corriente. El circuito recuerda un poco a la conocida música ligera de las revistas de los años 80, donde el mismo microcircuito controlaba los tiristores que encendían las lámparas incandescentes de 220V.

Dibujo del tablero de la caja de música de color LED

La señal musical, amplificada por el transistor VT1, se alimenta a través del condensador C2 a la entrada del contador generador DD1. Las resistencias R4, R5 crean una retroalimentación negativa del generador y lo ponen en modo de operación activo, por lo que reacciona a la señal del amplificador del micrófono. Después de eso, los pulsos se reciben en la entrada del segundo contador, y en sus salidas T1-T4 se forman pulsos de varias frecuencias, desplazados una cuarta parte del período entre sí. Estos pulsos abren los transistores VT2-VT5 y los LED correspondientes comienzan a brillar.

La resistencia variable R4 puede ajustar la sensibilidad, logrando así el efecto de "punto de funcionamiento" o "caos". Al encender el capacitor entre los pines 12 y 14 del microcircuito DD1, el efecto de "punto en ejecución" se realizará sin acompañamiento musical, por lo tanto, el prefijo de la CMU se convertirá en una SDU (se selecciona la capacitancia del capacitor, el frecuencia de flash * 2200pf depende de ello).

Transistor amplificador de micrófono KT3102 reemplazar con transistores de la serie KT315 . Las pruebas han demostrado que el dispositivo funciona con una tensión de alimentación de 7 a 9 V. Se utilizan LED azules y rojos de alto brillo. Pero los LED y otros colores servirán. Para el intervalo de voltaje de suministro especificado, en lugar de un LED, puede instalar dos conectados en serie. Fuente de alimentación de música en color: fuente de alimentación estabilizada por la red con una corriente de salida de 200 mA o una batería.

Vídeo del funcionamiento de CMP