Miernik VU lub miernik głośności to bardzo popularny i zabawny projekt w elektronice. Możemy traktować miernik głośności jako korektor, który jest obecny w systemach muzycznych. W którym możemy zobaczyć taniec diod LED zgodnie z muzyką, jeśli muzyka jest głośna, korektor osiąga maksimum i więcej diod LED będzie się świecić, a jeśli muzyka jest cicha, świeci mniejsza liczba diod. Miernik głośności (VU) jest wskaźnikiem lub reprezentacją natężenia dźwięku na diodach LED i może również służyć jako urządzenie do pomiaru głośności.
Wcześniej zbudowaliśmy miernik VU przy użyciu LM3914, w którym wejście audio jest pobierane z mikrofonu pojemnościowego, a także zbudowaliśmy inny miernik VU za pomocą Arduino, w którym wejście audio jest pobierane z gniazda 3,5 mm. Ta późniejsza została zbudowana na PCB jako Arduino Shield. Dzisiaj budujemy kolejny i najbardziej prosty miernik głośności, który używa tylko czterech układów scalonych wzmacniacza operacyjnego LM358 jako głównych komponentów.
Wymagane składniki:
- LM358 IC (4)
- Gniazdo audio 3,5 mm
- Kabel AUX
- Rezystory 1k (16)
- Rezystor zmienny 100k
- Rezystor 10k (2)
- Zasilacz
- Diody (8)
- Płytka prototypowa
- Przewody łączące
- Źródło muzyki (telefon komórkowy lub laptop)
Pracujący:
Ten miernik VU jest bardzo prostym, tanim i interesującym projektem dla uczącego się. W tym projekcie użyliśmy czterech podwójnych układów scalonych LM358, które są łatwo dostępne na rynku i zawierają wewnątrz dwa komparatory. Użytkownik może również użyć dwóch układów scalonych LM324, które mają cztery wzmacniacze operacyjne w środku, ale skomplikuje to obwód płytki prototypowej. Tutaj użyliśmy 8 komparatorów wykorzystujących cztery układy scalone LM358, które porównują sygnał napięcia audio z napięciem odniesienia. Napięcie odniesienia na zacisku nieodwracającym (+) regulowane jest układem dzielnika napięcia, zbudowanym za pomocą potencjometru i rezystorów 1k. W każdym komparatorze zastosowano rezystor 1k. Tutaj jeszcze jedną zaletą POT (zmienny rezystor) jest to, że nie musimy zmieniać wartości wszystkich rezystorów, aby zmienić napięcie odniesienia dla każdego komparatora, zamiast tego możemy je regulować, używając tylko POT. W tym obwodzie diody LED są połączone w odwrotnej logice, co oznacza, że ujemne zaciski diod LED są podłączone do wyjścia komparatorów, a gdy wyjście komparatora jest wysokie, dioda LED będzie wyłączona, a gdy wyjście będzie niskie, dioda LED będzie włączona. Ten obwód może pracować od 3,3 V do 18 V, ale dla lepszego wyniku zalecam użycie 12 V.
Aby uruchomić ten fajny korektor LED, użytkownik musi zasilić obwód i podłączyć jeden koniec kabla Aux 3,5 mm do telefonu komórkowego lub laptopa, a drugi koniec przewodu pomocniczego do obwodu. Teraz zwiększ głośność do maksimum i skalibruj obwód za pomocą potencjometru. Po kalibracji użytkownik może korzystać z tego obwodu.
Aby zademonstrować ten projekt, wysłałem sygnał audio do dwóch urządzeń, jedno to nasz obwód miernika VU, a drugie to głośnik niskotonowy lub wzmacniacz audio. Głośnik niskotonowy lub wzmacniacz służy do tego, aby muzyka była przez nas słuchana podczas pracy, dzięki czemu możemy zobaczyć, jak diody LED tańczą zgodnie z sygnałem muzycznym. Obejrzyj film demonstracyjny na końcu tego artykułu.
Objaśnienie obwodu:
W tym obwodzie miernika VU zastosowaliśmy 8 diod LED, w których 2 diody LED mają kolor czerwony dla wyższego sygnału audio, 2 żółte diody LED dla pośredniego sygnału audio i 4 zielone diody LED dla niższego sygnału audio. Wszystkie diody LED są podłączone na wyjściu 8 komparatorów obecnych w czterech układach scalonych LM358. Aby zapewnić dobrą jasność diod LED, można zmniejszyć wartość rezystorów (1k) połączonych z diodami. W całym mierniku VU użyliśmy wzmacniaczy operacyjnych LM358 jako komparatorów i rezystora 1K i potencjometru 100k jako dzielnika napięcia do regulacji napięcia odniesienia na nieodwracającym zacisku (+) wszystkich komparatorów.
Wzmacniacz operacyjny LM358:
Wzmacniacze operacyjne są również znane jako komparatory napięcia. Gdy napięcie na wejściu nieodwracającym (+) jest wyższe niż napięcie na wejściu odwracającym (-), to na wyjściu komparatora jest stan wysoki. A jeśli napięcie na wejściu odwracającym (-) jest wyższe niż na końcu nieodwracającym (+), to na wyjściu jest LOW. Dowiedz się więcej o działaniu wzmacniacza operacyjnego tutaj.
LM358 to podwójny wzmacniacz operacyjny o niskim poziomie szumów, który ma wewnątrz dwa niezależne komparatory napięcia. Jest to wzmacniacz operacyjny ogólnego przeznaczenia, który można skonfigurować w wielu trybach, takich jak komparator, lato, integrator, wzmacniacz, układ różniczkujący, tryb odwracania, tryb nieodwracający itp.