볼륨 미터 는 음악 시스템에 있는 이퀄라이저 로 간주 할 수 있습니다. 음악에 따라 춤추는 조명 (LED)을 볼 수있는 곳에서 음악이 크면 이퀄라이저가 최고점에 도달하고 낮은 음악에서는 Low로 유지됩니다. 우리는 또한 MIC, OP-AMP 및 LM3914의 도움으로 볼륨 미터 또는 VU 미터를 구축했습니다. LM3914는 소리의 강도에 따라 LED를 켜고 소리가 낮 으면 적은 LED가 켜지고 소리가 높으면 더 많이 켜집니다. LED가 켜지고 마지막에 비디오를 확인하십시오. VU 미터는 부피 측정 장치 로도 사용됩니다 .
Condenser MIC 또는 Microphone은 기본적으로 소리 에너지를 전기 에너지로 변환 하는 소리 감지 변환기 입니다. 따라서이 센서를 사용하면 전압을 변경하는 소리가 들립니다. 우리는 보통이 장치를 통해 소리를 녹음하거나 감지합니다. 이 변환기는 모든 휴대폰 및 랩톱에 사용됩니다. 일반적인 MIC는 다음과 같습니다.
콘덴서 마이크의 극성 결정:
MIC에는 두 개의 단자가 있습니다. 하나는 양수이고 다른 하나는 음수입니다. 마이크 극성은 Multi-Meter를 사용하여 찾을 수 있습니다. Multi-Meter의 포지티브 프로브 (미터를 DIODE TESTING 모드로 설정)를 가져 와서 MIC의 한 단자에 연결하고 네거티브 프로브를 MIC의 다른 단자에 연결합니다. 화면에 판독 값이 표시되면 양극 (MIC) 단자는 Multi-Meter의 음극 단자에 있습니다. 또는 간단히보고 단자를 찾을 수 있습니다. 음극 단자에는 마이크의 금속 케이스에 연결된 2 ~ 3 개의 납땜 라인이 있습니다. 음극 단자에서 금속 케이스까지의 이러한 연결은 음극 단자를 찾기 위해 연속성 테스터를 사용하여 테스트 할 수도 있습니다.
필요한 구성 요소:
연산 증폭기 LM358 및, LM3914 (10 비트 비교기) 및 MIC (위 참조)
100KΩ 저항 (2 개), 1K Ω 저항 (3 개), 10KΩ 저항, 47KΩ 포트,
100nF 커패시터 (2 개), 1000µF 커패시터, 10 개 LED,
브레드 보드 및 일부 커넥터 와이어.
회로도 및 작동 설명:
VU 미터의 회로도,도 아래에서 쇼
VU 미터 회로의 작동 은 간단합니다. 처음에 MIC는 사운드를 픽업하여 사운드 강도에 선형적인 전압 레벨로 변환합니다. 따라서 더 높은 사운드의 경우 더 높은 값을, 더 낮은 사운드의 경우 더 낮은 값을 갖게됩니다. 그런 다음 이러한 전압 신호는 노이즈를 필터링하기 위해 고역 통과 필터에 공급되고, 필터링 신호는 Op-amp LM358에 의해 증폭되고, 마지막으로 이러한 필터링 및 증폭 된 신호는 전압계로 작동하고 다음에 따라 LED를 켜는 LM3914에 공급됩니다. 소리의 강도. 이제 각 단계를 하나씩 설명하겠습니다.
1. 하이 패스 필터를 사용하여 노이즈 제거:
MIC는 소리와 환경 소음에 매우 민감합니다. 특정 조치를 취하지 않으면 앰프가 음악과 함께 노이즈를 증폭하므로 이는 바람직하지 않습니다. 따라서 증폭기로 이동하기 전에 High Pass Filter를 사용 하여 노이즈 를 필터링 할 것 입니다. 여기이 필터는 패시브 RC 필터 (Resistor-Capacitor)입니다. 설계가 쉽고 단일 저항과 단일 커패시터로 구성됩니다.
오디오 범위를 측정하고 있으므로 필터를 정확하게 설계해야합니다. 회로를 설계하는 동안 하이 패스 필터 차단 주파수를 염두에 두어야합니다. 고역 통과 필터는 입력에서 출력으로 전달되는 고주파 신호를 허용합니다. 즉, 필터 규정 주파수 (차단 주파수)보다 높은 주파수를 갖는 신호 만 통과 할 수 있습니다. 회로에 하이 패스 필터가 표시됩니다.
인간의 귀는 2-2Khz에서 주파수를 선택할 수 있습니다. 그래서 우리는 차단 주파수가 10-20Hz 범위 인 High Pass 필터를 설계 할 것입니다.
컷오프 주파수가 고역 통과 필터는 수식에 의해 발견 될 수있다
F = 1 / (2πRC)
이 공식을 사용하여 선택한 차단 주파수에 대한 R 및 C 값을 찾을 수 있습니다. 여기서 우리는 10-20Hz 사이의 차단 주파수가 필요합니다.
이제 값 또는 R = 100KΩ, C = 100nF에 대해 16Hz 주변의 차단 주파수를 가지게되며, 16Hz보다 높은 주파수의 신호 만 출력에 나타날 수 있습니다. 이러한 저항 및 커패시터 값은 더 나은 정확도 또는 선택의 용이성을 위해 방정식을 사용할 수있는 필수가 아닙니다.
2. 사운드 신호의 증폭:
잡음 요소를 제거한 후 신호는 증폭 을 위해 Op-amp LM358에 공급됩니다. OP_AMP는 "Operation Amplifier"를 나타냅니다. 이것은 3 개의 IO (입력 출력) 핀이있는 삼각형 기호로 지정됩니다. 여기에서는 이에 대해 자세히 논의하지 않을 것입니다. 자세한 내용은 LM358 회로를 살펴볼 수 있습니다. 여기서는 연산 증폭기 를 네거티브 피드백 증폭기 로 사용하여 MIC의 낮은 크기 신호를 증폭하고 LM3914에서 선택할 수있는 수준으로 가져옵니다.
네거티브 피드백 연결의 일반적인 연산 증폭기는 아래 그림에 나와 있습니다.
출력 전압의 공식은 다음과 같습니다.
Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). 이 공식을 사용하여 증폭기의 이득을 선택할 수 있습니다.
µVolts의 MIC 신호를 사용하면 전압계가 이러한 저전압을 선택할 수 없기 때문에 판독을 위해 전압계에 직접 공급할 수 없습니다. 이득이 100 인 연산 증폭기를 사용하면 MIC의 신호를 증폭하여 전압계에 추가로 공급할 수 있습니다.
3. LED를 사용한 사운드 레벨의 시각적 표현:
이제 필터링되고 증폭 된 오디오 신호가 있습니다. 연산 증폭기에서 필터링 된이 증폭 된 오디오 신호는 오디오 신호 의 강도를 측정 하기 위해 LM3914 칩 LED 전압계 에 제공됩니다. LM3914는 소리 / 전압의 세기에 따라 10 개의 LED를 구동하는 칩입니다. IC는 입력 전압 값에 따라 LED 조명 형태로 10 진수 출력을 제공합니다. 최대 측정 입력 전압은 기준 전압과 공급 전압에 따라 다릅니다. 이 단일 칩 장치는 op-amp의 아날로그 값을 시각적으로 표현할 수있는 방식으로 조정할 수 있습니다.
LM3914 칩은 많은 기능을 가지고 있으며 배터리 보호 회로 및 전류계 회로 로 수정할 수 있습니다. 하지만 여기서는 VOLTMETER 구축에 도움이되는 기능에 대해서만 설명합니다.
LM3914는 10 단계 전압계로 10 비트 모드에서 변화를 보여줍니다. 칩은 측정 입력 전압을 매개 변수로 감지하고이를 기준과 비교합니다. "V"기준을 선택하면 측정 입력 전압이 "V / 10"만큼 상승 할 때마다 더 높은 값의 LED가 켜집니다. "V / 10"을 주면 LED1이 빛나고, "2V / 10"을 주면 LED2가 빛나고, "8V / 10"을 주면 LED8이 빛납니다. 음악 볼륨이 커질수록 시각적 인 LED 표현이 늘어납니다 (더 많은 LED가 빛남).
회로의 LM3914 IC:
LM3914 의 내부 회로는 아래와 같습니다. LM3914는 기본적으로 10 개의 비교기 조합입니다. 각 비교기는 음의 단자에서 기준 전압을 얻는 연산 증폭기입니다.
논의 된 바와 같이 최대 측정 값을 기준으로 기준 값을 선택해야합니다. OP_AMP의 출력은 최대 0-4V입니다. 따라서 LM3914의 기준 전압을 4V로 선택해야합니다.
기준 전압은 아래 그림과 같이 LM3914의 RefADJ 핀에 연결된 두 개의 저항으로 선택됩니다. 기준 전압에 관한 공식은 아래 그림에도 나와 있습니다 (데이터 시트에서 가져옴).
이제 저항 분할 기반 전압 레퍼런스에는 공급 전압에 다소 의존한다는 문제가 있습니다. 그래서 우리는 회로도에 표시된 것처럼 일정한 저항 R2를 47KΩ 포트로 대체했습니다. 냄비가 제자리에 있으면 편의에 따라 기준을 조정할 수 있습니다.
4V를 기준으로 소리의 세기에 따라 0.4V 씩 증가 할 때마다 중요도가 높은 LED가 빛납니다. LED의 측정 수준은 다음과 같습니다.
+ 0.4V, + 0.8V, + 1.2V, + 1.6V, + 2.0V, + 2.4V, + 2.8V, + 3.2V, + 3.6V, + 4.0V.
따라서 Nutshell 에서 소리가있을 때 MIC는 이러한 음파의 크기를 나타내는 전압을 생성하고 MIC의 이러한 신호는 RC 필터에 의해 필터링됩니다. 필터링 된 신호는 증폭을 위해 연산 증폭기 LM358에 공급됩니다. 이러한 필터링되고 증폭 된 MIC 신호는 전압계 LM3914에 제공됩니다. LM3914 비교기 전압계는 주어진 신호의 강도에 따라 LED를 켭니다. 따라서 우리는 소리 측정기, 그래서 VOLUME METER가 있습니다.