Projekt Projekt: Sensitive Audio Detector

Arduino with Sound Sensor and LED (Tutorial) (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Projekt Projekt: Sensitive Audio Detector

Obwody elektryczne prądu zmiennego


Pytanie 1

Wybór transformatorów obniżających do wykorzystania w projekcie takim jak ten nie jest arbitralny. Musimy wziąć pod uwagę kilka czynników przy wyborze konkretnego transformatora:

Obraca współczynnik
Napięcie znamionowe napięcia uzwojenia
Napięcie znamionowe izolacji (bezpieczeństwa)
Koszt (transformatory mogą być drogie!)

Współczynnik obrotu między 20: 1 a 10: 1 wydaje się dobrze działać w przypadku takiego projektu. Polecam transformator o najwyższej wartości znamionowej uzwojenia wysokiego napięcia i możliwej izolacji uzwojenia do uzwojenia w celu zapewnienia maksymalnej rezystancji między testowanym obwodem (pierwotnym) a słuchawkami (wtórnym). Jest to funkcja bezpieczeństwa - aby zapewnić, że nie otrzymasz porażenia prądem, jeśli czujka zostanie przypadkowo podłączona do źródła śmiertelnego napięcia. Polecam również używanie transformatora z odzysku (np. Odzyskanego z jakiegoś sprzętu śmieciowego) zamiast zakupu nowego.

Zidentyfikuj niektóre powszechnie dostępne transformatory, które spełniają te kryteria.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Proste transformatory obniżające napięcie od 120 V do 6 V typu stosowanego na etapie zasilania elektronicznych urządzeń konsumenckich, takich jak radiobudziki, działają dobrze. Użyłem nawet transformatora wysokiego napięcia ze starej kuchenki mikrofalowej (120 woltów pierwotnych, 2000 woltów wtórnych) do tyłu jako transformatora obniżającego, z bardzo dobrymi wynikami (nie wspominając już o doskonałej izolacji bezpieczeństwa).

Oczywiście zwykłe transformatory dopasowujące audio o częstotliwości 1000: 8 omów będą działać poprawnie w zakresie wykrywania sygnałów. Jednak transformatory te zwykle nie zapewniają takiego samego poziomu izolacji uzwojenia, co transformator mocy, więc nie polecam ich do stałej konstrukcji (tylko w przypadku obwodów proof-of-concept).

UWAGA: w przypadku odzyskania transformatorów ze starego sprzętu, w szczególności urządzeń wysokiego napięcia, takich jak kuchenki mikrofalowe, należy przestrzegać wszystkich odpowiednich środków ostrożności! W razie wątpliwości należy skonsultować się z instruktorem przed przystąpieniem do demontażu urządzenia. Wiele urządzeń elektronicznych zawiera kondensatory wysokonapięciowe, które mogą przechowywać śmiercionośne ładunki długo po włączeniu zasilania. Wszystkie kondensatory muszą być rozładowane w rozsądny sposób przed dotknięciem przewodów w starym sprzęcie!

Uwagi:

Upewnij się, że Twoi uczniowie wykonują prawdziwe badania w celu znalezienia sugerowanych źródeł transformatorów - po prostu powtarzanie tego, co przeczytali w odpowiedzi, jest nie do zaakceptowania.

Może wydawać się dziwne sugerowanie użycia do tego celu transformatorów mocy o częstotliwości liniowej, gdzie zakres częstotliwości sygnału (audio) może znacznie przekraczać 60 Hz. Jednak nie dążymy do wysokiej wierności tego urządzenia, tylko do maksymalnej czułości i maksymalnego bezpieczeństwa. Nawiasem mówiąc, odkryłem, że transformatory mocy z linii prądu przemiennego - pracujące przy napięciach znacznie poniżej ich wartości znamionowych uzwojeń - wykonują przyzwoite zadanie reprodukcji sygnału audio, ponieważ strumień pola magnetycznego w rdzeniu jest tak niesamowicie niski w porównaniu do tego, co by tam transformowało 50 Hz lub moc liniowa 60 Hz. Wierność sygnału audio przechwyconego na przykład przez obwód radiowy z tym czujnikiem jest całkiem zadowalająca dla celów diagnostycznych.

pytanie 2

Oporności szeregowe i połączone równolegle diody w tym obwodzie działają jako sieć obcinania napięcia. Dlaczego sądzisz, że ważne byłoby ograniczenie lub "przycięcie" napięcia sygnału, zanim dotrze ono do reszty obwodu "# 2"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Sieć obcinania chroni słuch w razie przypadkowego podłączenia do dużego źródła sygnału.

Uwagi:

Twoi uczniowie mogą nie być jeszcze zaznajomieni z działaniem diod półprzewodnikowych. Na razie wystarczy wyjaśnić, że diody przewodzą prąd tylko w jednym kierunku, a nawet wtedy nie zaczynają się przewodzić, dopóki spadek napięcia na nich nie wyniesie około 0, 7 wolta (dla diod krzemowych).

pytanie 3

Czy ten czujnik może być użyty do wskazania obecności prądu stałego (DC) lub tylko prądu przemiennego w zakresie częstotliwości audio? Co powiesz na sygnały AC poza zakresem częstotliwości audio?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Ten detektor jest użyteczny do wykrywania obecności sygnałów w bardzo szerokim zakresie częstotliwości (i do zera - DC), chociaż detektor zapewnia znacznie więcej informacji o naturze sygnału, jeśli jego częstotliwość leży w zakresie audio. Używanie tego detektora do sygnałów DC i sygnałów powyżej zakresu audio może wymagać pewnej kreatywności, ale na pewno można to zrobić!

Uwagi:

Niech uczniowie dzielą się swoimi sukcesami z wykrywaniem sygnału powyżej i poniżej zakresu częstotliwości audio. Jaką technikę (e) dały najlepsze (najbardziej czułe) wyniki?

Pytanie 4

Gdy słuchawki są podłączone do wejścia obwodu detektora audio, jaki jest najniższy bieżący poziom sygnału, jaki można usłyszeć, mierzony za pomocą czułego miliamperomierza połączonego szeregowo między czujnikiem a źródłem sygnału?

Porównaj to z najniższą wartością sygnału dźwiękowego dla słuchawek bezpośrednio. Który element obwodu detektora odpowiada za zwiększoną czułość "# 4"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Transformator. Ale czy możesz wyjaśnić, dlaczego?

Uwagi:

Jest to bardzo praktyczny sposób dla studentów, aby doświadczyć znaczenia dopasowania impedancji za pomocą transformatorów.

Pytanie 5

Załóżmy, że chciałbym słuchać "szumu" napięcia tętnień z zasilacza AC-DC za pomocą tego detektora. "Napięcie tętnienia", na wypadek gdybyś nie wiedział, to małe napięcie prądu przemiennego nałożone na duże napięcie prądu stałego. Jeśli po prostu podłączę swój wykrywacz bezpośrednio do zacisków zasilacza, słyszę głośne "kliknięcie". Jeśli obrócę regulator głośności do momentu, aż "kliknięcie" będzie do przyjęcia, szum będzie zbyt słaby, by go usłyszeć. Jeśli obrócę regulator głośności na tyle, aby usłyszeć brzęczenie, wówczas "kliknięcie" jest zbyt głośne, by zapewnić mu komfort.

Jak ustawić czujkę tak, aby wykrywała tylko część AC (napięcie "tętnienia") wyjścia zasilacza, a nie część DC?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Jest to całkiem proste i polega na łączeniu określonego typu elementu szeregowo z przewodami pomiarowymi wykrywacza. Nie powiem ci bezpośrednio, czym jest ten komponent, ale dam Ci wskazówkę: będziesz robił to samo, co jest robione wewnątrz oscyloskopu, kiedy ustawisz przełącznik "sprzężenia" z pozycji "DC" na Pozycja "AC".

Pytanie uzupełniające: zmodyfikuj schemat tak, aby zawierał przełącznik sprzężenia AC / DC, aby sprzęgło detektora mogło zostać przełączone z jednego trybu na drugi, podobnie jak oscyloskop.

Uwagi:

Byłoby bardzo pomocne mieć zasilacz AC-DC ze znacznym napięciem tętnienia dostępnym dla studentów, aby wykonać to ćwiczenie.

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →