Динамические громкоговорители в схемах на микроконтроллере

Динамические громкоговорители в схемах на микроконтроллере

Речь пойдёт о стандартных громкоговорителях, которые устанавливаются в радиоприёмниках, телевизорах, акустических системах. Их основная функция заключается в качественном воспроизведении аналогового звука. В конструкциях, содержащих MK, в основном используется «цифровой» звук. Это означает, что прямоугольные импульсные сигналы, формируемые MK, подаются на вход громкоговорителя через усилитель или согласующий каскад. О музыкальном качестве звучания здесь вопрос не ставится. Главное — это узнаваемость мелодии или звукового сигнала, а также его достаточная громкость.

Номинальная мощность громкоговорителей общего применения составляет 0.25…30 Вт. Сопротивление звуковой катушки унифицировано согласно следующему ряду: 4; 8; 16; 32; 64; 100; 150 Ом. Имеется разделение по диапазонам частот:

63.. .5000 Гц (НЧ), 3…20 кГц (ВЧ), 63…12500 Гц (НЧ, СЧ, ВЧ).

При непосредственном подключении динамических громкоговорителей к MK приходится ограничивать выходной ток (Рис. 2.54, а, б). На практике для генерации «цифрового» звука чаще применяют транзисторные ключи, собранные по однотактной (Рис. 2.55, а…ф) или двухтактной (Рис. 2.56, а…з) схемам.

Рис. 2.54. Схемы непосредственного подключения динамических громкоговорителей к MK:

а) прямое подключение динамика BA1 к запараллеленным линиям MK, на которых должны синхронно выставляться ВЫСОКИЕ/НИЗКИЕ уровни. Резистор R1 ограничивает ток. Разделительный конденсатор C1 позволяет не заботиться об остаточном уровне на выходе MK (НИЗКИЙ или ВЫСОКИЙ) в перерывах звука в программе. Тумблер S1 аппаратно отключает звук;

б) динамик BA1 обязательно должен быть высокоомным. При выключении звука на выходе MK необходимо выставлять ВЫСОКИЙ уровень, чтобы через катушку BA1 не протекал ток.

Рис. 2.55. Схемы подключения динамических громкоговорителей к MK по однотактной схеме (начало):

а) громкоговоритель BA1 работает в режиме подмагничивания с постоянной составляющей, но это допускается, если звук генерируется кратковременно. В режиме длительного «молчания» надо формировать НИЗКИЙ, а не ВЫСОКИЙ уровень на выходе MK, чтобы транзистор VT1 был закрыт. Переменный резистор &2должен быть мощным одно или двух ваттным, чтобы не выгорал резистивный слой при установке движка резистора ближе к верхнему по схеме выводу;

б) элементы корректирующей ЛС-цепочки выполняют две функции: резистор R1 ограничивает постоянный ток через громкоговоритель BA1, а конденсатор C1 увеличивает громкость звучания, поскольку имеет низкое сопротивление на высоких частотах; О

в) аналогично Рис. 2.55, а, но с разнесением громкоговорителя BA1 и регулятора громкости R2 в коллектор и эмиттер транзистора VT1. Диод VD1 уменьшает выбросы напряжения, возникающие при большой индуктивности громкоговорителя BA1;

г) вывод речевых сигналов с MK через канал ШИМ. Фильтрация гармоник производится непосредственно в громкоговорителе BA1

д) транзистор VT1 работает в режиме эмиттерного повторителя. Максимальный размах сигнала на громкоговорителе BA1 уменьшается с 5 до 4.3 В. В паузах звука на выходе MK надо устанавливать НИЗКИЙ уровень;

е)разделительный конденсатор С/ защищает громкоговоритель BA1 от повреждения при случайном выставлении постоянно ВЫСОКОГО уровня на выходе MK;

ж) конденсатор C1 устраняет постоянную составляющую тока, протекающего через громкоговоритель BA1. В паузах звука на выходе MK следует устанавливать ВЫСОКИЙ уровень;

з) эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 структуры р—п—р. В паузах звука на выходе MK надо устанавливать ВЫСОКИЙ уровень;

и) эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 с конденсаторной развязкой. В паузах звука на выходе MK может устанавливаться любой уровень; О

О Рис. 2.55. Схемы подключения динамических громкоговорителей к MK по однотактной схеме (продолжение):

к) аналогично Рис. 2.55, а, но на транзисторе VT1 структуры р—п—р. Необязательный резистор R1 закрывает транзистор во время рестарта MK. В паузах звука на выходе MK необходимо устанавливать ВЫСОКИЙ уровень, чтобы через динамик BA1 не протекал постоянный ток;

л) ключ на полевом транзисторе VT1 (замена IR1ML2803) имеет более низкое сопротивление в открытом состоянии, чем аналогичный ключ на биполярном транзисторе. Резистор R2 не даёт «висеть в воздухе» затвору транзистора VT1 в момент рестарта MK. Диод VD1 ставят не столько для защиты транзистора K77, сколько для снижения импульсных помех, генерируемых в цепь питания +5…+12 В;

м) транзисторы K77, VT2 соединены по схеме Дарлингтона, что обеспечивает большой коэффициент усиления. Конденсатор C1 устраняет самовозбуждение каскада. Его можно заменить резистором, имеющим сопротивление 47 кОм. Вместо резистора R2 допускается короткозамкнутая перемычка. В паузах звука на выходе MK надо устанавливать НИЗКИЙ уровень;

н) ключ на транзисторах разной структуры. Диод VD1 защищает транзистор VT1 от выбросов отрицательного напряжения;

о) аналогично Рис. 2.55, м, но на транзисторах структуры р—п—р. В паузах звука на выходе MK надо устанавливать ВЫСОКИЙ уровень;

п) с верхнего выхода MK через транзистор VT1 генерируется звуковой сигнал, а с нижнего выхода MK через транзистор VT2 можно увеличивать/уменьшать громкость; О

p) громкоговорители BA /, BA2 разнесены в пространстве. Резистором R3 регулируется ширина стереобазы. Сигналы с выходов МК должны иметь разные музыкальные партии или одинаковые, но с разной частотой, фазой, сдвигом во времени, иначе не возникнет стереоэффект;

с) имитация тембра аккордеонного звучания при помощи суммирования двух звуковых сигналов, отличающихся по частоте ровно на одну октаву. В перерывах звука оба выхода МК долы иметь ВЫСОКИЙ уровень, чтобы транзистор VT1 был надёжно закрыт;

т)двух транзисторный ключ позволяет повысить напряжение питания до +12 В и более. Двух ваттным переменным резистором R4 регулируется громкость. Длительность звучания должна быть кратковременной, чтобы катушка громкоговорителя BA1 не успела намагнититься;

у) звуковой сигнал генерируется с выхода MK через транзистор VT2. Резистором RJ регулируется громкость путём изменения сопротивления «коллектор — эмиттер» транзистора VT1 ф) мощный автомобильный УНЧ. Дроссель L1 снижает нагрузку по току на динамик BA1.

Рис. 2.56. Схемы подключения динамических громкоговорителей к МК по двухтактной схеме

а) двухтактный каскад образован двумя ключами на транзисторах VT1, К72разной проводимости. Разделительный конденсатор С2должен иметь достаточно большую ёмкость для воспроизведения низких частот. При переходе сигнала с НИЗКОГО в ВЫСОКИЙ уровень и наоборот на короткий момент времени оба транзистора оказываются открытыми. Однако, из-за наличия накопительного конденсатора C1 и батарейного питания, сквозные токи не опасны, хотя и могут создавать помехи нормальной работе MK и других узлов;

б) схема Д.Лансфорда. Для устранения сквозных токов применяют раздельное управление транзисторами P77, Г72от двух линий МК . Логика работы следующая: закрыть оба транзистора, открыть транзистор K77, выждать время, равное полпериоду звуковой частоты, закрыть транзистор VT1, сделать защитную паузу длительностью 1…5% от периода, открыть транзистор VT2, выждать время в полпериода звуковой частоты и т.д. Конденсатор С/ и громкоговоритель BA1 можно поменять местами. Необходимо следить, чтобы в программе MK на обоих выходах не выставлялись одновременно одинаковые уровни;

в)двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах VT1, VT2 обеспечивает хорошее согласование выхода MK с низким сопротивлением звуковой катушки громкоговорителя BA1. Размах амплитуды выходного сигнала на 1.3…1.4 В меньше, чем напряжение питания. При высоком сопротивлении громкоговорителя BA1 можно применить маломощные транзисторы, например, VT1 — KT315, VT2-KT361;

г) аналогично Рис. 2.56, б, но с двумя конденсаторами C7, C2, которые подключаются последовательно друг с другом, но параллельно источнику питания, что дополнительно снижает сетевые пульсации. Подобный приём применяется в схемотехнике аналоговых бестрансформорных УНЧ. Ёмкости конденсаторов должны быть по-возможности одинаковыми и в 2 раза большими, чем для обычной схемы с одним конденсатором; О

О Рис. 2.56. Схемы подключения динамических громкоговорителей к MK по двухтактной схеме (окончание):

д) мостовой усилитель на транзисторах VT1…VT4 можно рассматривать как два отдельных двухтактных каскада, работающих в противофазе. В первом полупериоде открываются транзисторы VT1, VT4, во втором — VT2, VT3. Для устранения сквозных токов в программе МК должны быть предусмотрены защитные паузы, чтобы не открывались одновременно транзисторы VT1 и VT2, VT3 и VT4. При отладке устройства рекомендуется применять источник питания с защитой по току на случай ошибок в программе;

е) двухтактный усилитель с резистивными делителями R1, R3 и R2, R4. Разделительный конденсатор C1 определяет завал АЧХ на низких частотах. Он должен иметь достаточно большую ёмкость для качественного воспроизведения широкополосных сигналов;

ж) многоканальное полифоническое звучание. Двухкаскадный УНЧ на трёх транзисторах VT1…VT3 обеспечивает низкие искажения за счёт обратной связи через резистор R3, которым выставляется напряжение на эмиттерах транзисторов VT2, VT3 близким к половине питания. Резисторы R …R n можно использовать одинаковые (смеситель цифровых сигналов) или разные (ЦАП на матрице «2R»). В последнем случае следует зашунтировать резистор R1 конденсатором ёмкостью 0.01…0.47 МК Ф;

з) применение полевых транзисторов VT1, ГТ2увеличивает размах выходного сигнала практически до напряжения питания. Резистор Я2устраняет возможные щелчки в громкоговорителе BA1 при рестарте MK, в некритичных случаях может отсутствовать.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Регуляторы громкости и тембра.

Казалось бы, нет ничего проще — изменяй уровень звукового напряжения, подводимого к УМЗЧ, вот и вся регулировка!
Сделать это можно простым потенциометром — переменным резистором (рис. 1), к крайним выводам которого подведено входное напряжение ЗЧ, а с движка — средний вывод — и общего вывода снимают сигнал на вход УМЗЧ (рис. 2а).

В простейших конструкциях так и делают. Переменные резисторы бывают разные: типа А имеют линейную зависимость сопротивления от угла поворота оси. Такие плохо подходят для регулятора громкости, поскольку вначале, при малых углах поворота, громкость субъективно меняется резко, а при больших углах поворота, вблизи максимальной громкости, она почти не меняется.
Объяснение простое: наши органы чувств, в том числе и слух, имеют логарифмическую зависимость отклика от интенсивности внешнего воздействия. Например, увеличив уровень сигнала ЗЧ вдвое, мы почувствуем увеличение громкости на сколько-то. Чтобы увеличить громкость еще на столько же, надо увеличить уровень еще вдвое, и так далее.
Чтобы субъективно получить увеличение громкости, пропорциональное углу поворота оси, применяют переменные резисторы с обратнологарифмической (экспоненциальной) зависимостью, типа В.
Определить тип резистора легко обычным омметром. Повернув ось против часовой стрелки до упора, то есть в положение минимальной громкости, надо найти вывод, сопротивление между которым и средним выводом нулевое. Поворачивая ось, замечают, что сначала сопротивление возрастает медленно, затем все быстрее и быстрее. Это и есть резистор типа В.
Однако с простыми регуляторами громкости (рис. 2а) было замечено, что при малых уровнях громкости звук становится каким-то «плоским», невыразительным, в нем субъективно пропадают басы и высокие частоты. Причем, потеря низких частот (басов) заметно сильнее, чем потеря верхних.

Для компенсации этого явления предложены частотно-зависимые, или тонкомпенсированные, регуляторы громкости (рис. 2б). Для них нужен потенциометр с отводом от проводящего слоя, сделанный примерно от 1/10 части, считая по сопротивлению. Для переменного резистора R1 номиналом 47 или 50 кОм сопротивление между отводом и нижним по схеме выводом должно быть около 5 кОм.
В устройстве предусмотрено отключение тонкоррекции. В нижнем положении переключателя к отводу потенциометра присоединен только резистор R3, увеличивающий плавность регулировки и не влияющий на частотную характеристику. В верхнем же положении переключателя работают элементы тонкоррекции C1, С2, R2. Они подобраны так, чтобы цепочка R2, С2 ослабляла средние и верхние частоты, когда движок потенциометра находится ниже отвода. Субъективный завал самых Полностью ли отвечает столь несложный тонкомпенсатор свойствам человеческого слуха? Естественно, нет — он только первое, хотя и неплохое, приближение. Есть и более сложные, например, использующие потенциометры с несколькими отводами. Но к чему же надо стремиться?
В многочисленных электроакустических исследованиях получены кривые равной громкости (изофоны). Прежде чем в них разобраться, определимся с единицами измерений.
Уровень громкости звука — относительная величина. Она выражается в фонах и численно равна уровню звукового давления (в децибелах — дБ), создаваемого синусоидальным тоном частотой 1 кГц такой же громкости, как и измеряемый звук (равным по громкости данному звуку).

На рисунке 3 изображено семейство кривых равной громкости, называемых также изофонами.
Они представляют собой графики стандартизированных (международный стандарт ISO 226) зависимостей уровня звукового давления от частоты при заданном уровне громкости. С помощью этого графика можно определить уровень громкости чистого тона какой-либо частоты, зная уровень создаваемого им звукового давления.
Например, если синусоидальная волна частотой 50 Гц создает звуковое давление около 80 дБ, то, проведя прямые, соответствующие этим значениям на диаграмме, находим на их пересечении изофону, соответствующую уровню громкости 60 фон. Это значит, что данный звук имеет уровень громкости 60 фон.

Изофона «0 фон», обозначенная пунктиром, характеризует порог слышимости звуков разной частоты для нормального усредненного слуха. За нулевой уровень звукового давления принято значение 2-10-5 Па, примерно соответствующее порогу слышимости на частоте 1000 Гц.
В таблице 1 приведены ориентировочные значения громкости различных звуков.
Из рисунка 3 видно, что полной компенсации изофонических кривых при регулировании громкости добиться довольно трудно, поэтому, кроме тонкоррекции, используют дополнительные регуляторы, позволяющие получить желаемый тембр звучания при любой громкости.

Регулировка тембра

В простейшем случае достаточно обеспечить некоторый подъем нижних и верхних звуковых частот, чтобы сделать звучание приятнее и выразительнее. Для этого необязательно конструировать устройства с плавной регулировкой.
Одно время было модным делать УЗЧ с фиксированными частотными характеристиками даже в серьезной промышленной аппаратуре. Схема очень простого ступенчатого регулятора тембра приведена на рисунке 4.

Регулятор имеет три положения.
В положении переключателя 1 конденсатор C1 отключен, а конденсатор С2 замкнут накоротко. Поэтому коррекция отсутствует и частотная характеристика регулятора равномерна во всем диапазоне звуковых частот. Происходит лишь некоторое ослабление амплитуды проходящего сигнала, обусловленное делителем напряжения R1, R2.
В положении 2 «Бас» включается в работу конденсатор С2. На средних и высоких частотах его емкостное сопротивление мало, и эти частоты по- прежнему ослабляются делителем R1, R2. На нижних частотах, ниже частоты Fн = 1/(2πR2C2), сопротивление конденсатора С2 возрастает, и эти частоты ослабляются меньше, что и соответствует подъему басов.
В положении 3 «Джаз» параллельно R1 подключается емкость С1 и поднимаются верхние частоты, начиная с частоты Fв = 1/(2πR1C1),
Примерно по тому же принципу работает и более сложный регулятор тембра с плавной и независимой регулировкой подъема или некоторого завала нижних и верхних звуковых частот. Его схема показана на рисунке 5.

В верхнем положении движка резистора R2 поднимаются нижние частоты, поскольку средние и высокие ослаблены цепочкой C1, R3.
В нижнем же его положении басы ослаблены, поскольку средние и высокие частоты проходят к УМЗЧ через конденсатор С1. Регулятор верхних частот R4 подобен уже рассмотренному простейшему регулятору громкости. Но на средних и низких частотах он не действует из-за возрастающего емкостного сопротивления конденсатора С2. Высокие же частоты проходят через этот конденсатор беспрепятственно.
В регуляторах тембра с успехом можно использовать переменные резисторы с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота оси (типа А).
В высококачественной аппаратуре применяют и более сложные регуляторы тембра или даже многополосные эквалайзеры, позволяющие независимо подобрать уровень любой полосы звуковых частот. О них можно прочитать в специальной литературе по звукотехнике.

Цифровой регулятор громкости на микроконтроллере схема. Электронные регулятор громкости

В этой статье мы рассмотрим схему электронного регулятора громкости звука с возможностью дистанционного управления и цифровой индикацией уровня.

Рис.1. Передняя сторона устройства

Рис.2. Задняя сторона устройства

Увеличение громкости осуществляется кнопкой или дистанционно с пульта ДУ (инфракрасное управление). Подходит практически любой домашний пульт управления.

Схема устройства представлена на рисунке 3.

Рис.3. Схема электрическая принципиальная

Переключения уровней звука основаны на десятичном счетчике CD4017 (DD1). Данная микросхема имеет 10 выходов Q0-Q9. После подачи питания на схему, на выходе Q0 сразу присутствует логическая единица, светодиод HL1 светится, указывая на нулевой уровень звука. К остальным выходам Q1-Q9 подключены резисторы R4-R12, которые имеют разное сопротивление.
Напомню, что микросхема в один и тот же момент времени выдает сигнал высокого уровня только на одном из своих выходов, а последовательное переключение между ними происходит при подаче короткого импульса на вход (вывод 14).
Исходя из этого, сопротивления в группе резисторов R4-R12 подобраны в порядке убывания (сверху-вниз по схеме), чтобы при каждом переключении микросхемы на базу транзистора VT2 поступало все больше и больше тока, постепенно открывая транзистор.
На коллектор этого транзистора подается сигнал от внешнего УНЧ или источника звука.
Итак, переключая микросхему счетчик, мы, по сути, изменяем сопротивление коллектор-эмиттер и тем самым изменяем громкость звука поступающего на динамик.
Сопротивления резисторов зависят от коэффициента усиления транзистора (h21э). Например, при использовании 2N3904 сопротивление резистора R4 может быть около 3 кОм, чтобы чуть чуть «приоткрыть» транзистор, звук при этом будет на самом тихом уровне. А сопротивление R12 должно быть наименьшим из всей группы (около 50 Ом), чтобы обеспечить режим насыщения и максимальную пропускную способность коллектор-эмиттер, соответственно максимальную громкость данного регулятора.
Мне трудно указать конкретные номиналы R4-R12, так как это еще очень сильно зависит от мощности звукового сигнала, поданного на транзистор, а также от питания. Лучше всего использовать многооборотные подстроечные резисторы и настроить ступени «на слух».

В нижней части схемы представлен узел индикации, основанный на дешифраторе К176ИД2 (DD2). Он предназначен для управления семисегментным индикатором.
На входы дешифратора подается двоичный код, поэтому на диодах VD1-VD15 построен шифратор, который преобразует десятичный сигнал от CD4017 в двоичный код, понятный для К176ИД2. Такая схема на диодах может показаться странной и архаичной, но вполне работоспособна. Диоды следует выбирать с малым падением напряжения, например диоды Шоттки. Но в моем случае использованы обычные кремниевые 1N4001, их видно на рисунке 2.
Итак, сигнал с выхода счетчика поступает не только на базу транзистора, но и на диодный преобразователь, превращаясь в двоичный код. Далее DD2 примет двоичный код и на семисегментном индикаторе отобразится нужная цифра, показывающая уровень звука.
Микросхема К176ИД2 удобна тем, что позволяет использовать индикаторы и с общим катодом, и с общим анодом. В схеме использован второй тип. Резистор R17 ограничивает ток сегментов.
Резисторы R13-R16 стягивают входы дешифратора на минус для стабильной работы.

Теперь рассмотрим верхнюю левую часть схемы. Двухпозиционным переключателем SA1 устанавливается режим управления громкостью. В верхнем (по схеме) положении ключа SA1 громкость изменяется вручную, путем нажатия на тактовую кнопку SB1. Конденсатор C3 устраняет дребезг контактов. Резистор R2 стягивает вход CLK на минус, предотвращая ложные срабатывания.
После подачи питания светится светодиод HL1, а индикатор показывает ноль — это режим без звука (Рисунок 4, сверху).

Рис.4. Отображение уровней на индикаторе

Нажимая на тактовую кнопку, маленькими скачками происходит увеличение громкости динамика от 1-го до 9-го уровня, следующее нажатие снова активирует беззвучный режим.

Если установить переключатель в нижнее (по схеме) положение, то вход DD1 подключается к схеме инфракрасного дистанционного управления, основанной на TSOP приемнике. При поступлении внешнего ИК сигнала на TSOP приемник, на его выходе появляется отрицательное напряжение, отпирающее транзистор VT1. Данный транзистор — любой маломощный, структуры PNP, например КТ361 или 2N3906.
ИК приемник (IF1) рекомендую выбрать с рабочей частотой 36 кГц, так как именно на этой частоте работает большинство пультов (от телевизора, DVD и т.д.). При нажатии на любую кнопку пульта, будет происходить управление громкостью.

В схеме присутствует кнопка с фиксацией SB2. Пока она нажата, вывод сброса RST подключен к минусу питания и счетчик будет переключаться. С помощью этой кнопки можно осуществить сброс счетчика и уровня громкости до нуля, а если оставить ее в отключенном положении, вывод сброса окажется не стянутым на минус и счетчик не будет принимать сигналы с пульта ДУ, и не будет реагировать на нажатия кнопки SB1.

Рис.5. Переключатели, тактовая кнопка и TSOP приемник с обвязкой выведены на отдельную плату

Аудиосигнал на транзистор регулятора я подаю с усилителя на микросхеме PAM8403. Коллектор VT2 подключен к положительному выходу одного из каналов усилителя (R), а его эмиттер к положительному контакту колонки (красный провод на фото). Отрицательный контакт колонки (черно-красный) подключен к минусу используемого канала. Источник звука в моем случае мини mp3 плеер.

Рис.6. Подключение устройства

Почему использованы подстроечные резисторы?
Хочу обратить ваше внимание на фото задней стороны устройства (рис.2). Там видно, что присутствуют три подстроечных резистора R4, R5, R6 на 100 кОм. Я реализовал только лишь три уровня громкости, потому что остальные резисторы (R7-R12) не поместились на плате. Подстроечные резисторы позволяют настроить уровни громкости для разных источников звука, т.к. они отличаются по мощности аудиосигнала.

Недостатки устройства.
1) Регулирование громкости происходит только вверх по уровню, т.е. только громче. Убавлять сразу не получится, придется дойти до 9-го уровня и затем снова вернуться к начальному уровню.
2) Немного ухудшается качество звука. Наибольшие искажения присутствуют на тихих уровнях.
3) Не осуществляет управление стерео сигналом. Введение второго транзистора для еще одного канала не решают проблему, т.к. эмиттеры обоих транзисторов объединяются на минус питания, что приводит к «моно» звуку.

Усовершенствование схемы.
Можно использовать вместо транзистора резисторную оптопару. Фрагмент схемы представлен на рисунке 7.

Рис.7. Фрагмент этой же схемы с оптопарой

Резисторная оптопара состоит из излучателя и приёмника света, соединенных оптической связью. Они имеют гальваническую развязку, а значит управляющая схема не должна вносить помехи в звуковой сигнал, проходящий по фоторезистору. Фоторезистор под действием света излучателя (светодиода или т.п.) будет изменять свое сопротивление и громкость будет изменяться. Элементы оптопары гальванически изолированы, а значит можно управлять двумя или более каналами аудиосигнала (рис.8).

Рис.8. Управление двумя каналами с помощью резисторных оптопар

Резисторы R4-R12 подбираются индивидуально.

Питание устройства можно осуществлять от USB 5 Вольт. При повышении напряжения следует увеличить сопротивление токоограничивающего резистора R17, чтобы не вышел из строя семисегментный индикатор HG1, а также следует увеличить сопротивление R1, чтобы защитить TSOP приемник. Но не рекомендую превышать питающее напряжение выше 7 Вольт.

К данной статье имеется видео, в котором изложен принцип работы, показана собранная на плате конструкция и проведен тест данного устройства.

Arduino.ru

Регулятор громкости на энкодере с индикацией на кольце WS2812b

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Доброго дня. Хотелось бы предложить к реализации проект регулятора громкости с индикацией уровня на светодиодном кольце WS2812b и включением режима VU-метра в промежутках между вращениями энкодера.

Используемые модули:

Функции:

— Изменение уровня громкости при вращении энкодера (точкой/полоской)

— При отсутствии вращения рукоятки энкодера переходить в режим VU-метра (с выделением пика/ без пиков).

— При отсутствии звукового сигнала воспроизводить эффекты наподобие бегущих огней (отключаемые).

— Кнопкой энкодера циклично переключать режимы отображения

Пример подобной реализации представлен по ссылке.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Не хватает еще одного пункта в разделе «Используемые модули» — того, через что будет звук заводиться на ардуину.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Не хватает еще одного пункта в разделе «Используемые модули» — того, через что будет звук заводиться на ардуину.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

И еще из текста неясно: вы этот проект заказать кому-то хотите или наоборот — продать кому-то.

Так-то штука забавная, я бы поучаствовал в этом.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

И еще из текста неясно: вы этот проект заказать кому-то хотите или наоборот — продать кому-то.

Так-то штука забавная, я бы поучаствовал в этом.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Напишите на wrk.sadman@gmail.com — может и сообразим сообща.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Для ввода звука лучше используйте модуль ADS1115, копеечный но очень не плохой АЦП, и операционники не нужны.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Для ввода звука лучше используйте модуль ADS1115, копеечный но очень не плохой АЦП, и операционники не нужны.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Ну тогда предусмотрите переключние характеристик регулирования, для громкости нужна обратная логарифмическая 😉 Для частот, скорее, линейная.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Линейный, одноканальный Ц.П., выпущенный к тому же в прошлом веке, -выбор мягко говоря не лучший. И вся иллюминация вряд ли компенсирует того, что этот Ц.П. будет вытворять со звуком. Насколько я в курсе — Ц.П. в аудио-регулировках со временем вытеснили аудио контроллеры и аудио процессоры. Но если уж брать Ц.П., то наверное он должен быть специально разработанный под аудио применения -логарифмический, сдвоенный, с большим динамическим диапазоном и отсутствием шумов при переключении.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Доброго дня. Хотелось бы предложить к реализации проект регулятора громкости с индикацией уровня на светодиодном кольце WS2812b и включением режима VU-метра в промежутках между вращениями энкодера.

Используемые модули:

Функции:

— Изменение уровня громкости при вращении энкодера (точкой/полоской)

— При отсутствии вращения рукоятки энкодера переходить в режим VU-метра (с выделением пика/ без пиков).

— При отсутствии звукового сигнала воспроизводить эффекты наподобие бегущих огней (отключаемые).

— Кнопкой энкодера циклично переключать режимы отображения

Пример подобной реализации представлен по ссылке.

Суть технического задания в принципе ясна, но остается ряд вопросов по поводу звука:

1. Сколько ступеней регулировки громкости?

2. Регулировка громкости линейная или нет?

Если мы говорим о линейном регуляторе и небольшом количестве ступеней регулировки (например 8-10) то проблем особо не вижу, так как в подобном варианте можно реализовать как линейную так и не линейную регулировку громкости.

Если регулировка громкости нужна нелинейная и с большим количеством ступеней (32-128), то задача усложняется, тогда ваш цифровой потенциометр явно не подойдет. Если брать нелинейную регулировку громкости например на 100 ступеней, то там единственный цифровой потенциометр который я встречал за свою практику — CAT5116. Либо при помощи аналогового перемножителя (например AD633 или AD835) и ЦАПа с разрядностью не меньше 12 бит (для реализации нелинейной регулировки), например MCP4822. Если аналоговые перемножители слишком для вас дорого, то можно использовать аудио микросхемы в которых регулировка громкости осуществляется при помощи аналоговых перемножителей, например LM1036. Если количество ступеней не обязательно должно быть равно 100, можно использовать цифровые потенциометры с нелинейной шкалой, например DS1807. Или еще проще взять готовый аудио процессор, например TDA8425 и рулить им по I2C шине.

Регулятор громкости с помощью Arduino

В этом уроке вы узнаете, как настроить Arduino UNO для создания тональных сигналов через стандартные наушники, с регулятором громкости через потенциометр, с визуальным отображением громкости через ЖК-дисплей с кнопкой пауза/воспроизведение.

Шаг 1: Части, детали

На изображении показаны компоненты, используемые в этом уроке.

Итак, в уроке понадобятся:

• макетная плата (прикреплена к акриловой базе на фотографии)
• стандартные наушники
• аналоговый потенциометр
• 3,5 мм разъем
• 16×2 ЖК дисплей с чипом I2c
• кнопка
• 10 Ом резистор (на фото над кнопкой) с разъемом USB
• провода

Шаг 2: Примечание о пайке

При создании устройства соединения без пайки на этих компонентах были ненадежными. Этот урок не включает пайку, но следует отметить, что соединения были припаяны к комплектующим:

• потенциометр
• 3,5 мм разъем
• ЖК

Также на изображении выше можно заметить чип I2c на задней панели ЖК-дисплея. Обычно ЖК-интерфейс имеет 16 соединений. Одна из функций I2c состоит в том, чтобы уменьшить это число до 4. Там где сделаны паяные соединения.

Шаг 3: Питание и заземление

Начните с подсоединения питания и заземления к макетной плате с помощью проводов без пайки.

Это делает питание и заземление остальной части схемы более управляемой, поскольку на Arduino очень ограниченное число пинов.

Шаг 4: Кнопка пауза/воспроизведение

На изображении кнопка располагается на двух половинах макета для того, чтобы оставить больше места. Резистор на 10 Ом подключается к заземляющей шине и другой стороной к кнопке.

Другой соединительный провод без пайки соединяет другую сторону кнопки с шиной питания.

Шаг 5: Подключение ЖК-дисплея

Чип Ic2 и Arduino оба помечены, чтобы помочь определить, где находятся соединения. SDA и SCL (синий и желтый) подключаются к ardunio в контактах, обозначенных одинаково.

GND и VCC заземлены и соответственно 5 В. Подключите их к земле и шине питания на макете.

Шаг 6: Подключение разъема 3,5 мм

Компонент на изображении имеет 3 вывода: два канала (справа и слева) и землю. В этом уроке создается только один канал аудио. Во время подготовки к уроку было непонятно способен ли ардуино контролировать два канала. В любом случае на изображении видно, что один вывод с разъема 3,5 мм остается несвязанным (в данном случае красный).

Одна из особенностей библиотеки управления звуком, используемой в этом примере, а также аппаратное обеспечение arduino, заключается в том, что pin 5 должен использоваться для вывода звука.

На изображении показан черный провод заземления с разъема 3,5 мм, подключенного к шине заземления макетной платы, и белый провод, подключенный к контакту 5.

Шаг 7: Подключение потенциометра

Потенциометр также имеет три провода. Единственное различие между внешними выводами — это высоко или низко. Если у вас были две идентичные настройки и были изменены внешние подключения потенциометра, единственное различие заключалось бы в том, что вам приходилось бы поворачивать ручку в противоположном направлении для увеличения или уменьшения громкости.

Тем не менее, один внешний штырь присоединяется к заземляющей шине (черный провод на изображении), а другой соединяется с шиной питания (красный провод на изображении).

Средний контакт (белый провод на изображении) подключается к выходу ANALOG на Arduino Uno (A0 на изображении). Эти контакты интерпретируют аналоговый вход, а не цифровые сигналы, как и остальные ардуины.

Шаг 8: Код

К сожалению, нет возможности много комментировать код. Итоговый вариант получился после изучения большого количества рекомендаций.

Этот код использует определенные библиотеки. В уроке мы не касаемся установки библиотек (что довольно просто). Сами ссылки на библиотеки ниже:

I2c ЖК-дисплея имеет адрес, который является частью кода. Вышеуказанная ссылка «i2c address finder» — это программа arduino, которая, хотя и не используется в коде, как и другие библиотеки, возвращает адрес I2c в SERIAL MONITOR (серийный монитор).

Ниже на изображении показан раздел кода в который должен быть введен ЖК-адрес. В этом случае адрес равен 0x3F.

Шаг 9: Итог

Прикрепите наушники к разъему 3,5 мм обычным способом. Подключите arduino к компьютеру через USB-порт. Используя программное обеспечение arduino, установите библиотеки и загрузите код.

В этом уроке сохраняется элемент из кода примера arduino, который включает и выключает встроенный светодиод. Это было полезно в процессе проектирования, чтобы обеспечить обратную связь с функциями программы, в то время как компоненты этого не сделали.