Как сделать цветомузыку для дома своими руками: схемы, фото

Цветомузыка на светодиодах своими руками: рабочие схемы

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы:

  • широкая цветовая гамма и более насыщенный свет;
  • различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки);
  • высокая скорость срабатывания;
  • низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт.

Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Принцип работы

В основе подобного устройства используют метод частного преобразования звука и его передачи определенным каналам с целью контролировать источник света. В итоге выходит, что в зависимости от музыкальных параметров, работа цепи будет полностью ей отвечать. Именно на данных принципах базируется схема, по которой происходит сбор.

Обычно, чтобы создать цветовые эффекты, применяют от трех и более различных цветов. Чаще применяют красный, синий и зеленый. Благодаря смешению в определенные комбинации с четкой продолжительностью, они создают настоящий праздник.

Разделение частот на высокие, средние, а также низкие происходит за счет RC и LC фильтров, которые монтируются и настраиваются в систему, в которой используют светодиоды.

Фильтры настраиваются по таким параметрам:

  • Для низкочастотных деталей отводится до 300 герц, и он, чаще обычного, красный;
  • Средние – 250 – 2500Гц, зеленый;
  • Все, что больше отметки в 2000 герц преобразуют высокочастотные фильтры и именно от этого элемента зависит то, как будет работать светодиод с синим оттенком.

Чтобы во время работы получались разнообразные цветовые оттенки, деление на частоты должно осуществляться с незначительным перекрытием. В рассматриваемой схеме выбор цвета не столь важен, потому что при желании можно воспользоваться различными светодиодами, переставлять их местоположение и экспериментировать, здесь все зависит от желания мастера. Необычная цветовая программа вкупе с колебаниями могут оказать значительное влияние на итоговый результат. Для осуществления настройки есть и такие показатели как частота или число каналов.

Исходя из данной информации, можно понять, что в цветомузыке может быть задействовано значительное количество различных оттенков, а также непосредственное программирование каждого.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке.

Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем.

Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке.

В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Читайте также:
Усилитель на микросхеме серии LM

Тиристоры в цветомузыке

До сих пор в статье рассказывалось только про цветомузыкальные устройства на светодиодах. Если возникнет надобность собрать ЦМУ на лампах накаливания, тогда для управления яркостью ламп нужно будет применить тиристоры. Что такое вообще тиристор? Это трехэлектродный полупроводниковый прибор, который соответственно имеет Анод, Катод и Управляющий электрод.

На рисунке выше изображен советский тиристор КУ202. Тиристоры, в случае, если планируется использовать с мощной нагрузкой, также необходимо крепить на теплоотвод (радиатор). Как мы видим на рисунке, тиристор имеет резьбу с гайкой и крепится аналогично мощным диодам. Современные импортные просто снабжены фланцем с отверстием.

Схема цветомузыки на тиристорах

Одна из подобных схем на тиристорах приведена выше. Это схема трехканальной цветомузыки с повышающим трансформатором на входе. В случае подбора аналогов тиристоров, следует смотреть на максимальное допустимое напряжение тиристоров, в нашем случае у КУ202Н — это 400 вольт.

Цветомузыка на тиристорах 2

На рисунке приведена подобная схема цветомузыки приведенной выше, главное отличие в нижней схеме — отсутствует диодный мост. Также цветомузыку на светодиодах можно встроить в системный блок. Мной была собрана такая трехканальная цветомузыка с предусилителем в корпусе от сидирома. При этом сигнал брался со звуковой карты компьютера с помощью делителя сигнала, в выходы которого подключались активная акустика и цветомузыка. Предусмотрена регулировка уровня сигнала, как общего, так и отдельно по каналам. Запитывались предусилитель и цветомузыка от разъема Молекс 12 Вольт (желтый и черный провода). Схемы предусилителя и трехканальной цветомузыки по которым собирались приведены выше. Существуют и другие схемы цветомузыки на светодиодах, например эта, также трехканальная:

Цветомузыка на 3 светодиодах — схема

В этой схеме, в отличие от той, что собирал я, используется в канале средних частот индуктивность. Для тех, кто захочет сперва собрать что-нибудь попроще, привожу следующую схему на 2 канала:

Цветомузыка с RGB светодиодной лентой

Следующая схема цветомузыкальной приставки работает от 12 вольт и может устанавливаться в автомобиле. Она совместила в себе основные функции ранее рассмотренных схемотехнических решений и способна работать в режиме цветомузыки и светильника.

Первый режим достигается за счёт бесконтактного управления RGB-лентой при помощи микрофона, а второй – за счёт одновременного свечения красного, зелёного и синего светодиодов на полную мощность. Выбор режима осуществляется при помощи переключателя, размещенного на плате. Теперь остановимся подробно на том, как сделать цветомузыку, которая отлично подойдет даже для установки в авто, и какие детали для этого потребуются.

Структурная схема

Чтобы понять, как работает данная цветомузыкальная приставка, сначала рассмотрим её структурную схему. Она поможет проследить полный путь прохождения сигнала.

Источником электрического сигнала является микрофон, который преобразует звуковые колебания от фонограммы. Т.к. этот сигнал чрезмерно мал, его необходимо усилить при помощи транзистора или операционного усилителя. Далее следует автоматический регулятор уровня (АРУ), который удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к дальнейшей обработке. Фильтры разделяют сигнал на три составляющие, каждая из которых работает только в одном частотном диапазоне. В конце остаётся только усилить подготовленный токовый сигнал, для чего используют транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Принципиальная схема

На основании структурных блоков, можно перейти к рассмотрению принципиальной схемы. Её общий вид представлен на рисунке.

Для ограничения тока потребления и стабилизации питающего напряжения установлен резистор R12 и конденсатор С9. Для задания напряжения смещения микрофона установлены R1, R2, C1. Конденсатор Cfc подбирается индивидуально к конкретной модели микрофона в процессе наладки. Он нужен для того, чтобы немного приглушить сигнал той частоты, которая превалирует в работе микрофона. Обычно снижают влияние высокочастотной составляющей.

Нестабильное напряжение автомобильной сети может оказывать влияние на работу цветомузыки. Поэтому наиболее правильно подключать самодельные электронные устройства через стабилизатор на 12В.

Звуковые колебания в микрофоне преобразуются в электрический сигнал и через С2 поступают на прямой вход операционного усилителя DA1.1. с его выхода сигнал следует на вход операционного усилителя DA1.2, снабженного цепью обратной связи. Сопротивления резисторов R5, R6 и R10, R11 задают коэффициент усиления DA1.1, DA1.2 равный 11. Элементы цепи ОС: VD1, VD2, C4, C5, R8, R9 и VT1 вместе с DA1.2 входят в состав АРУ. В момент возникновения на выходе DA1.2 сигнала слишком большой амплитуды транзистор VT1 открывается и через С4 замыкает входной сигнал на общий провод. Это приводит к мгновенному снижению напряжения на выходе.

Затем стабилизированный переменный ток звуковой частоты проходит через отсекающий конденсатор С8, после чего разделяется на три RC-фильтра: R13, C10 (НЧ), R14, C11, C12 (СЧ), R15, C13 (ВЧ). Чтобы цветомузыка на светодиодах светила достаточно ярко, нужно усилить выходной ток до соответствующего значения. Для ленты с потреблением до 0,5А на каждый канал подойдут транзисторы средней мощности типа КТ817 или импортный BD139 без монтажа на радиатор. Если собираемая светомузыка своими руками предполагает нагрузку около 1А, то транзисторам потребуется принудительное охлаждение.

В коллекторах каждого выходного транзистора (параллельно выходу) стоят диоды D6-D8, катоды которых объединены между собой и выведены на переключатель SA1 (White light). Второй контакт переключателя соединён с общим проводом (GND). Пока SA1 разомкнут, схема работает в режиме цветомузыки. При замыкании контактов переключателя все светодиоды в ленте зажигаются на полную яркость, образуя в сумме белый поток света.

Читайте также:
MP3-модуль и схема учёта реального времени

Печатная плата и детали сборки

Для изготовления печатной платы понадобится односторонний текстолит размером 50 на 90 мм и готовый файл .lay, который можно скачать здесь. Для наглядности плата показана со стороны радиоэлементов. Перед выводом на печать необходимо задать её зеркальное отображение. В слое М1 показаны 3 перемычки, размещаемые на стороне деталей.

Для сборки цветомузыки из светодиодной ленты своими руками понадобятся доступные и недорогие компоненты. Микрофон электретного типа, подойдет в защитном корпусе со старой аудио аппаратуры. Светомузыка собрана на микросхеме TL072 в DIP8 корпусе. Конденсаторы, независимо от типа, должны иметь запас по напряжению и быть рассчитаны на 16В или 25В. При необходимости конструкция платы позволяет установить выходные транзисторы на небольшие радиаторы. С краю запаивают клеммную колодку на 6 позиций для подачи питания, подключения RGB светодиодной ленты и переключателя. Полный перечень элементов приведен в таблице.


В заключение хочется отметить, что количество выходных каналов в самодельной цветомузыкальной приставке можно увеличивать сколь угодно раз. Для этого нужно разбить весь частотный диапазон на большее количество секторов и пересчитать полосу пропускания каждого RC-фильтра. К выходам дополнительных усилителей подключить светодиоды промежуточных цветов: фиолетового, бирюзового, оранжевого. От такого усовершенствования цветомузыка своими руками станет только краше.

ЦВЕТОМУЗЫКА

В этой статье мы поговорим о цветомузыке. Наверное, у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, в своё время возникало желание собрать цветомузыку. Что это такое, думаю, известно всем — говоря проще, это создание визуальных эффектов, изменяющихся в такт музыке.

Та часть цветомузыки, которая излучает свет, может быть выполнена на мощных лампах, например в концертной установке, в случае если цветомузыка нужна для домашних дискотек, её можно сделать на обычных лампах накаливания 220 вольт, а если цветомузыка планируется, например, как моддинг компьютера, для повседневного использования, её можно выполнить на светодиодах.

Светодиодная лента для ЦМУ

В последнее время, с появлением в продаже светодиодных лент, находят все большее применение цветомузыкальные приставки с использованием таких led-лент. В любом случае, для сборки Цвето Музыкальных Установок (ЦМУ сокращенно) требуется источник сигнала, в роли его может выступать микрофон с собранными несколькими каскадами усилителя.

Невероятно эффектная цветомузыка на Arduino и светодиодах

С наступающим! Приближается Новый год, а значит, пора срочно создавать настроение! Ну и как всегда в это время года рождаются десятки электронных схем различных цветомузыкальных установок.

Чего только самобытные мастера не придумают. От трехцветных моргалок до лазерных многолучевых установок с управлением по MIDI интерфейсу.

Как большой поклонник, так называемых адресных светодиодов, хочу показать вам очень простую и удивительную цветомузыку. Я вообще такой ни разу не видел. Пока не собрал за один вечер. Итак, визуализатор звука!

Инструкция

Схема очень простая!

Вам понадобятся Arduino Nano, или Uno. Или какая там у вас есть? Два потенциометра, пять резисторов, пару конденсаторов и линейка (лента) из 180 светодиодов WS2812b. Всё! Светодиодов в линейке может быть 60, 120 или 180.

В визуализаторе с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье выделяются 8 частот (порог чувствительности на каждую частоту свой, снижается от 1 к 8), преобразуются в цвет и выводятся на линейку светодиодов по одному из восьми алгоритмов. Скетч писал Майкл Крампас, парни из Чип и Дипа добавили функционал, а библиотека для светодиодов и быстрого преобразования Фурье (FFT) написана в Адафрут для проекта Piccolo. Библиотека FFT для 128 точек, адаптированная для AVR микроконтроллеров написана на ассемблере.

Сам скетч и библиотеку FFT нужно скачать здесь и здесь.

Не теряйте время на разбор алгоритмов, просто соберите, залейте скетч и наслаждайтесь шоу.
Это всего лишь развлечение!

В момент первого включения нужно сделать пару настроек:

Яркость: удерживайте кнопку color при включении питания. На первых 8 светодиодах будет отображаться радуга светодиодов. С помощью ручки param измените яркость. По завершении нажмите кнопку color еще раз, и ваша конфигурация будет сохранена в памяти.

Длина светодиодной полосы: удерживайте кнопку pattern при включении питания. Отобразится один, два или три красных светодиода. Используйте ручку param, чтобы выбрать длину светодиодной полосы в зависимости от количества красных светодиодов:

1=60 светодиодов
2=120 светодиодов
3=180 светодиодов

По завершении нажмите кнопку pattern еще раз, и ваша конфигурация будет сохранена в памяти.

Алгоритмы

Танцы плюс: пики звуковых сигналов испускаются из центра полосы и исчезают по мере приближения к концам. Скорость пика пропорциональна величине звукового сигнала этого пика.

Танцы минус: то же, что и Dance Party, но пики сигналов испускаются с одного конца.
Импульс: пики сигналов отображаются как яркие импульсы, которые поступают из центра полосы. Ширина импульса зависит от уровня сигнала.

Световая полоса: в пиках освещается вся полоса.

Цветные полоски: пики сигналов отображаются как цветные полосы, которые исчезают.

Цветные полоски 2: подобно цветные полоски, но каждая полоска сжимается и исчезает.

Читайте также:
Самодельный усилитель к наушникам

Вспышки: пики сигналов отображаются в виде светодиодной вспышки в случайном месте. Начальный цвет белый, а затем исчезает через другой цвет.

Светлячки: пики сигналов отображаются как одиночные светодиоды в случайном месте, и они перемещаются влево или вправо и исчезают. Их скорость зависит от величины сигнала.

Цветовые схемы

Случайная двухцветная схема: выбраны два случайных цвета и только они используются для отображения пиков сигнала. Со временем будут выбраны новые цвета. Используйте param, чтобы настроить скорость изменения цветовой схемы. Если ручка потенциометра «параметры» в верхнем положении, цвета будут меняться часто и каждый пик сигнала будет иметь новый цвет. Рекомендую установить ручку в средину.

Радуга: все пики сигналов отображаются как один и тот же цвет (с небольшим количеством случайных вариаций) и этот цвет меняется как радуга с течением времени. Скорость изменения цвета устанавливается потенциометром param.

Цветные частоты: в этом режиме каждый пик сигнала окрашивается в зависимости от частотной полосы где он находится. Самая низкая полоса красного цвета, и дальше вверх по спектру. Есть 8 полос частот: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, белый. Этот цветовой режим наиболее интересен, когда частотная характеристика настроена на все полосы частот.

Диапазон частот: вы можете управлять тем диапазоном частот, на который откликается цветомузыка. Чтобы установить диапазон нажмите и удерживайте обе кнопки. Используйте ручку param, чтобы выбрать, сколько из восьми частотных диапазонов будет показываться. Если вы хотите выделить бас и ритм музыки, установите частотную характеристику только на самые низкие 2 или 3 полосы. Если вы хотите показать все частоты в музыке (например, вокал и более высокие инструменты), выберите все полосы частот.

Это видеоинструкция по настройке и она же демонстрация визуализатора в работе. Там в конце две музыкальные композиции с разными алгоритмами.

Простые схемы цветомузыки на светодиодах и светодиодных лентах для сборки своими руками

Неисчерпаемый потенциал светодиодов в очередной раз раскрылся в конструировании новых и модернизации уже имеющихся цветомузыкальных приставок. 30 лет назад пиком моды считалась цветомузыка, собранная из разноцветных лампочек на 220 вольт, подключенных к кассетному магнитофону. Сейчас ситуация изменилась и функцию магнитофона теперь выполняет любое мультимедийное устройство, а вместо ламп накаливания устанавливают сверхъяркие светодиоды или светодиодные ленты.

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы:

  • широкая цветовая гамма и более насыщенный свет;
  • различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки);
  • высокая скорость срабатывания;
  • низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт. Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Схема с одноцветной светодиодной лентой

Простейшая вышеприведенная цветомузыка на транзисторе может быть собрана с использованием светодиодной ленты в нагрузке. Для этого нужно увеличить напряжение питания до 12В, подобрать транзистор с наибольшим током коллектора превышающим ток нагрузки и пересчитать номинал резистора. Такая простейшая цветомузыка из светодиодной ленты прекрасно подойдёт начинающим радиолюбителям для сборки своими руками даже дома.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке. Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Читайте также:
Схема усилителя звука 30 ватт

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем. Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке. В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Цветомузыка с RGB светодиодной лентой

Следующая схема цветомузыкальной приставки работает от 12 вольт и может устанавливаться в автомобиле. Она совместила в себе основные функции ранее рассмотренных схемотехнических решений и способна работать в режиме цветомузыки и светильника.

Первый режим достигается за счёт бесконтактного управления RGB-лентой при помощи микрофона, а второй – за счёт одновременного свечения красного, зелёного и синего светодиодов на полную мощность. Выбор режима осуществляется при помощи переключателя, размещенного на плате. Теперь остановимся подробно на том, как сделать цветомузыку, которая отлично подойдет даже для установки в авто, и какие детали для этого потребуются.

Структурная схема

Чтобы понять, как работает данная цветомузыкальная приставка, сначала рассмотрим её структурную схему. Она поможет проследить полный путь прохождения сигнала. Источником электрического сигнала является микрофон, который преобразует звуковые колебания от фонограммы. Т.к. этот сигнал чрезмерно мал, его необходимо усилить при помощи транзистора или операционного усилителя. Далее следует автоматический регулятор уровня (АРУ), который удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к дальнейшей обработке. Фильтры разделяют сигнал на три составляющие, каждая из которых работает только в одном частотном диапазоне. В конце остаётся только усилить подготовленный токовый сигнал, для чего используют транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Принципиальная схема

На основании структурных блоков, можно перейти к рассмотрению принципиальной схемы. Её общий вид представлен на рисунке. Для ограничения тока потребления и стабилизации питающего напряжения установлен резистор R12 и конденсатор С9. Для задания напряжения смещения микрофона установлены R1, R2, C1. Конденсатор Cfc подбирается индивидуально к конкретной модели микрофона в процессе наладки. Он нужен для того, чтобы немного приглушить сигнал той частоты, которая превалирует в работе микрофона. Обычно снижают влияние высокочастотной составляющей.

Нестабильное напряжение автомобильной сети может оказывать влияние на работу цветомузыки. Поэтому наиболее правильно подключать самодельные электронные устройства через стабилизатор на 12В.

Звуковые колебания в микрофоне преобразуются в электрический сигнал и через С2 поступают на прямой вход операционного усилителя DA1.1. с его выхода сигнал следует на вход операционного усилителя DA1.2, снабженного цепью обратной связи. Сопротивления резисторов R5, R6 и R10, R11 задают коэффициент усиления DA1.1, DA1.2 равный 11. Элементы цепи ОС: VD1, VD2, C4, C5, R8, R9 и VT1 вместе с DA1.2 входят в состав АРУ. В момент возникновения на выходе DA1.2 сигнала слишком большой амплитуды транзистор VT1 открывается и через С4 замыкает входной сигнал на общий провод. Это приводит к мгновенному снижению напряжения на выходе.

Затем стабилизированный переменный ток звуковой частоты проходит через отсекающий конденсатор С8, после чего разделяется на три RC-фильтра: R13, C10 (НЧ), R14, C11, C12 (СЧ), R15, C13 (ВЧ). Чтобы цветомузыка на светодиодах светила достаточно ярко, нужно усилить выходной ток до соответствующего значения. Для ленты с потреблением до 0,5А на каждый канал подойдут транзисторы средней мощности типа КТ817 или импортный BD139 без монтажа на радиатор. Если собираемая светомузыка своими руками предполагает нагрузку около 1А, то транзисторам потребуется принудительное охлаждение.

В коллекторах каждого выходного транзистора (параллельно выходу) стоят диоды D6-D8, катоды которых объединены между собой и выведены на переключатель SA1 (White light). Второй контакт переключателя соединён с общим проводом (GND). Пока SA1 разомкнут, схема работает в режиме цветомузыки. При замыкании контактов переключателя все светодиоды в ленте зажигаются на полную яркость, образуя в сумме белый поток света.

Печатная плата и детали сборки

Для изготовления печатной платы понадобится односторонний текстолит размером 50 на 90 мм и готовый файл .lay, который можно скачать здесь. Для наглядности плата показана со стороны радиоэлементов. Перед выводом на печать необходимо задать её зеркальное отображение. В слое М1 показаны 3 перемычки, размещаемые на стороне деталей. Для сборки цветомузыки из светодиодной ленты своими руками понадобятся доступные и недорогие компоненты. Микрофон электретного типа, подойдет в защитном корпусе со старой аудио аппаратуры. Светомузыка собрана на микросхеме TL072 в DIP8 корпусе. Конденсаторы, независимо от типа, должны иметь запас по напряжению и быть рассчитаны на 16В или 25В. При необходимости конструкция платы позволяет установить выходные транзисторы на небольшие радиаторы. С краю запаивают клеммную колодку на 6 позиций для подачи питания, подключения RGB светодиодной ленты и переключателя. Полный перечень элементов приведен в таблице. В заключение хочется отметить, что количество выходных каналов в самодельной цветомузыкальной приставке можно увеличивать сколь угодно раз. Для этого нужно разбить весь частотный диапазон на большее количество секторов и пересчитать полосу пропускания каждого RC-фильтра. К выходам дополнительных усилителей подключить светодиоды промежуточных цветов: фиолетового, бирюзового, оранжевого. От такого усовершенствования цветомузыка своими руками станет только краше.

Читайте также:
Динамическая головка

Цветомузыка. Что может быть проще?

Вы начинающий радиолюбитель и вам нечем заняться? Хотите что-нибудь спаять, но не можете определиться с выбором? Делаем цветомузыку! Устроим дома дискотеку и будем зажигать, но сначала включим паяльник и немного попаяем. Не хотим дискотеку, просто поставим возле компьютера в уголок, пусть моргает под музыку.

Цветомузыкальная установка позволяет получать цветные вспышки в такт с исполняемой мелодией. Для начала возьмём транзистор, светодиод, резистор и источник питания 9В. Подключим источник звука и подадим напряжение


1-ая схема

И что мы видим? Светодиод мигает в ритм музыки. Но мигает надоедливо под уровень громкости. И тут встаёт вопрос разделения звуковой частоты. В этом нам помогут фильтры из конденсаторов и резисторов. Они пропускают только определённую частоту, и получается, что светодиод будет мигать только под определённые звуки


2-ая схема

На схеме приведён пример простой цветомузыки. Но это только небольшая приставка, с незначительной яркостью. Она состоит из трёх каналов и предусилителя. Звук подаётся с линейного выхода или усилителя НЧ на трансформатор, который нужен для усиления звука и гальванической развязки. Подойдёт сетевой малогабаритный, на вторичную обмотку которого подаётся звуковой сигнал. Можно обойтись без него, если входного сигнала достаточно для вспыхивания светодиодов. Резисторами R4-R6 регулируется вспыхивание светодиодов. Далее идут фильтры, каждый из которых настроен на свою полосу пропускания частот. Низкочастотный – пропускает сигналы частотой до 300Гц (красный светодиод), среднечастотный – 300-6000Гц (синий), высокочастотный – от 6000Гц (зелёный). Транзисторы подойдут практически любые, структуры NPN с коэффициентом передачи тока не менее 50, лучше, если больше, например те же КТ3102 или КТ315.

Вы собрали надёжное, прекрасно работающее цветомузыкальное устройство, но чего-то не хватает? Модернизируем его!

Начнём с самого главного. Увеличим яркость. Для этого будем использовать лампы накаливания на 12 вольт. В схему добавляем тиристоры и питаем устройство от трансформатора. Тиристор – управляемый диод, позволяющий управлять мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов. При прохождении через него постоянного тока он остаётся в открытом состоянии даже без управляющего сигнала, при переменном токе принцип работы похож на транзисторный. Имеет анод, катод – как у диода, и дополнительный управляющий электрод. Способен выдерживать приличную нагрузку, поэтому используется в схеме для управления лампами накаливания.


3-яя схема

Звуковой сигнал подаётся от усилителя НЧ, мощностью 1-2 Ватта. Тиристоры практически любые, рассчитанные под ток ламп, лампы – автомобильные на 12 вольт. Трансформатор должен отдавать достаточный ток (1.5-5 ампер) в зависимости от ламп.

Если у вас есть опыт работы с сетевым напряжением, то лучшим вариантом будет использование осветительных ламп на 220 вольт. Сетевой трансформатор в таком случае не понадобится, а вот звуковой лучше оставить для защиты источника звука. При этом всё должно быть тщательно изолировано и размещено в надёжном корпусе.

Теперь делаем фоновую подсветку. Она будет работать обратно основным каналам: при отсутствии звука светодиод горит постоянно, подаётся звук – светодиод гаснет. Можно сделать один общий фоновый канал или несколько с отдельными звуковыми фильтрами и подключить по предыдущей схеме.


4-ая схема

В схеме добавлен резистор (R2) для постоянного открытия транзистора. Поэтому ток через светодиод проходит свободно, но звуковой сигнал способен закрывать транзистор, светодиод гаснет.

Заменим трансформатор на транзисторный усилитель.


5-ая схема

Избавляемся от звукового провода при помощи микрофона. Добавим его в предыдущую схему. Теперь цветомузыка будет реагировать на все окружающие звуки, в том числе и на разговор.


6-ая схема

В схеме приведён пример двухкаскадного микрофонного усилителя. Резистор R1 необходим для питания микрофона, R2 R6 устанавливают смещение, R4 – настройка чувствительности. Конденсаторы C1-C3 пропускают переменный звуковой сигнал и не дают пройти постоянному току. Микрофон – любой электретный. Если схему использовать просто как предусилитель, то R1 и микрофон убираются, звуковой сигнал подаётся на C1 и минус питания. Номиналы деталей не критичны, особая точность здесь не важна. Главное не делать ошибок и у вас всё получится.

Схемы светомузыки на 12 вольт на светодиодах — как сделать и подключить своими руками

Первые эксперименты по связи света и музыки проводил композитор Скрябин А.Н. еще в царской России. В СССР развитие идеологии медиаискусства принял на себя Галеев А.М., НИИ «Прометей», г. Казань. В это время Ваш покорный слуга занимался разработкой цветомузыкальных устройств в ОКБ при ВЗЭМ г. Волгограда. Сегодня я предлагаю обзор наиболее интересных схем светомузыки с профессиональными комментариями.

Читайте также:
Усилитель звука на 20 ватт

Преимущества цветомузыки на светодиодах

В применении к цветомузыкальным устройствам (ЦМУ) светодиоды с ярким свечением имеют ряд преимуществ, по сравнению с лампами накаливания:

  • потребляют заметно меньше энергии;
  • их не нужно красить или ставить перед ними цветные фильтры;
  • схемы ЦМУ проще, не требуется гальваническая развязка.

Простейшая схема светомузыки на 12 В

По этой причине с них и начнем. Для тех, кто не имеет опыта в радиоэлектронике, имеет смысл собрать для начала совсем простую схему на одном биполярном транзисторе. В качестве источника питания можно использовать, например, «крону». Также подойдет любой низковольтный блок питания, который найдется в доме, сгодится и зарядка для мобильника с выходом 5 Вольт. В последнем случае сопротивление резистора, ограничивающего ток через светодиод, нужно уменьшить до 220 Ом.

Маркировка полупроводников указана на фото. Подключаете схему к колонке или громкоговорителю машины, и светодиод начинает мигать. Если он светится постоянно, нужно уменьшить уровень громкости, если совсем не горит – наоборот увеличить. Транзистор будет открываться и обеспечивать ток питания нагрузки каждый раз, когда напряжение на его базе будет превышать определенное значение. Получилась простейшая светомузыка, так как свечение излучателя связано с громкостью музыки.

Далее мы будем постепенно наращивать функционал схем, естественно, усложняя их. Советую последовательно ознакомиться со всем материалом, так как при этом Вы научитесь комбинировать части схем, создавая собственное устройство с нужными характеристиками. При этом во всех случаях используются однотипные, взаимозаменяемые элементы.

Самая простая цветомузыка на транзисторах

Это схема именно цветомузыки, так как устройство обеспечивает связь частоты звука с цветом светового излучателя. Три канала различаются RC фильтрами, установленными перед транзисторами. В результате нижний канал цветомузыки, к которому подключен красный светодиод, реагирует на звуковые сигналы частотой ниже 300 Гц, средний, с синим светодиодом, работает в диапазоне 300-6000 Гц, а верхний, к которому подключен зеленый светодиод, работает от сигналов выше 6000 Гц. Звуковой сигнал, как и в прошлом варианте, подается с выхода для наушников, колонок или динамиков авто.

Деление на частотные диапазоны в ЦМУ условное и может быть выбрано другим. Более того, границы каналов по частоте получаются нечеткие из-за низкой избирательности фильтров, а еще они заметно сдвигаются из-за разброса параметров радиоэлементов. При этом три переменных резистора на входе схемы позволяют отрегулировать ее так, чтобы светодиоды мерцали примерно с одинаковой интенсивностью.

Маркировку керамических конденсаторов смотрите на фото. Транзисторы все те же КТ315 или КТ3102. Подойдут вообще почти любые биполярные структуры р-n-р. Можно использовать элементы проводимости n-р-n, если сменить полярность подключения питания и светодиодов.

Если установить мощные транзисторы, например, КТ805, то к выходу устройства можно подключить много светодиодов или светодиодную ленту. Еще лучше использовать составные транзисторы КТ829 с большим коэффициентом усиления, с которыми чувствительность устройства заметно вырастет.

Количество светодиодов, которые можно подключить параллельно, определяется их рабочим током и максимальным током коллектора транзистора. Например, максимальный ток коллектора транзисторов КТ315 с индексом Ж, И составляет 50 мА, значит, допускается в нагрузке один светодиод с рабочим током 30 мА. Эти же транзисторы с другими индексами допускают нагрузку до 100 мА, значит, можно подключить параллельно пару аналогичных светодиодов.

Мощные транзисторы могут использоваться с радиаторами, так что для них нужно принимать максимальный ток коллектора в том режиме, в котором Вы собираетесь их использовать. Какой ток потребляет конкретная светодиодная лента, нужно читать на ее упаковке.

Светодиоды имеют разброс параметров, так что, если их соединить параллельно без отдельных резисторов, свечение будет разным. Токоограничивающие резисторы легко рассчитать, пользуясь законом Ома. Для этого надо знать рабочее напряжение и ток используемых светодиодов. Если считать не хочется, можно сначала подключить сопротивление 200 Ом в любой из рассматриваемых схем. Если светодиод горит плохо, сопротивление надо уменьшать до того, пока ток через светодиод не достигнет нужного значения (от 10 до 30 мА в зависимости от марки).

Фильтры в этой схеме несколько другие, но сути это не меняет. Как и в прошлом случае, на входе можно предусмотреть подстроечные или переменные резисторы для выравнивания чувствительности каналов. В следующем видео демонстрируется сборка представленного выше устройства.

Маркировку электролитических конденсаторов смотрите на фото. Для монтажа простой схемы в домашних условиях нет смысла травить печатную плату. Удобно использовать навесной монтаж на макетной плате. В простейшем случае радиоэлементы самодельной приставки можно закрепить горячим клеем на пластике выводами вверх. После застывания клея радиодетали надежно зафиксированы, и их выводы нетрудно соединить пайкой с помощью провода.

Звуковой сигнал в рассмотренных схемах подается с выхода для наушников или колонок. Для того, чтобы повысить чувствительность устройства и обеспечить его работу от сигнала с линейного выхода любого гаджета, необходим предварительный усилитель. Представленная схема подключается к входу всех рассмотренных выше схем. Переменный резистор R1 обеспечивает согласование уровня сигнала, чтобы светодиоды работали оптимально.

Можно вовсе избежать электрического соединения, если снабдить самодельную цветомузыку микрофоном с подключением по представленной схеме. Переменный резистор R4 обеспечивает согласование уровня. Подойдет почти любой электретный микрофон. Резистор R1 обеспечивает питание и нагрузку микрофона. Электретный микрофон – полярное устройство, так что его минус нужно соединять с минусом питания, а плюс подключить к точке R1, С1.

Читайте также:
Как сделать двухполосный темброблок своими руками?

Как сделать своими руками четырехканальную приставку

Если собрать вместе рассмотренные выше схемы цветомузыки, получится примерно такой вариант. В данном случае частотный диапазон звукового сигнала разделен на 4 полосы, соответственно предусмотрено 4 канала, и RC фильтры перед транзисторами немного другие.

На входе четырехканальной цветомузыки имеется предварительный усилитель на транзисторах VT1, VT2, так что сигнал на ЦМУ можно подавать с линейного выхода компьютера и любого другого прибора. При этом переменный резистор R3 обеспечивает регулировку практически любого входного сигнала. Резисторы R1, R2 обеспечивают развязку стереосигнала по входу. Подстроечные резисторы R7, R10, R14, R18 позволяют отрегулировать чувствительность каждого канала по отдельности. Диоды на базах транзисторов «срезают» положительную составляющую сигнала переменного тока, и транзисторы открываются отрицательной полуволной сигнала с фильтра.

В схеме предусмотрен стабилизированный источник питания на КР142ЕН5. Для его сборки требуется трансформатор, и зачастую проще использовать любой имеющийся блок питания постоянного тока с выходным напряжением 9-12 В. Восемь цепочек светодиодов с рабочим током по 30 мА потребуют питание порядка 240 мА, так что блок питания с максимальным током нагрузки 500 мА и более точно подойдет. Подойдет и нестабилизированный источник напряжения, так как светодиоды имеют низкий динамический диапазон свечения, и пульсации по питанию не будут вызывать их ложное срабатывание.

Мы уже обсуждали возможность параллельного включения светодиодов с токоограничивающими резисторами. В этой схеме они соединены еще и последовательно. При этом нужно обеспечить, чтобы суммарное падение напряжения на включенных последовательно светодиодах была заведомо меньше напряжения питания схемы.

Например, для двух включенных последовательно светодиодов с рабочим напряжением 3,6 В получаем 2х3,6 В =7, 2 В, что меньше 9 В питания. «Запас» по напряжению нужно погасить резистором с учетом дополнительного падения напряжения на открытом транзисторе порядка 0,7 В. В качестве примера считаем «запас» по напряжению для двух светодиодов: 9 В – 7,2 В – 0,7 В = 1,1 В. Теперь по закону Ома, для светодиодов с рабочим током 20 мА получаем: 1,1 В: 20 мА = 55 Ом.

Таким образом, подавая более высокое напряжение, можно включать последовательно больше светодиодов, не увеличивая мощность транзисторов. При этом безопасным следует считать напряжение не более 36 В и нужно использовать транзисторы и электролитические конденсаторы, которые имеют соответствующие параметры.

Собирать устройство удобно на печатной плате, эскиз которой представлен на фото. Размеры платы 80х45 мм.

Транзисторы КТ502 (с любым буквенным индексом) можно заменить на КТ503 с полярностью n-p-n. При этом одновременно необходимо заменить КТ361 на КТ315 или КТ3102 (с любым буквенным индексом), а также сменить полярность подключения питания, диодов, светодиодов и электролитических конденсаторов. В этом случае вместо предварительного усилителя можно подключить микрофон по рассмотренной выше схеме.

Маркировку конденсаторов мы рассмотрели выше. При параллельном соединении их емкость суммируется, что облегчает подбор элементов для фильтров. Напряжение, указанное на корпусе электролитических конденсаторов, должно быть заведомо больше напряжения источника питания. Конденсатор С8 должен быть рассчитан не менее, чем на 25 В.

Резисторы подойдут любые мощностью 0,125-0,25 Вт. Цветная маркировка поможет определить их номиналы. Подстроечные резисторы мы рассмотрели выше, переменный резистор подойдет любой, подходящий по размерам.

Диоды VD1 – VD4 любые малогабаритные. Для Д9 маркировка указана на фото.

В блоке питания в качестве выпрямителя удобнее использовать готовый диодный мост. При его отсутствии подойдут дискретные диоды типа КД105, КД106, КД209 и прочие с рабочим током не менее 300 мА. Если подобрать малогабаритные элементы, их удастся установить на плату вместо диодного моста. Светодиоды нужного цвета выбирайте с ярким свечением. Желательно знать их рабочее напряжение и номинальный ток питания.

Вместо КР142ЕН5 удобнее использовать КР142ЕН8А,Г, которая обеспечивает 9 В на выходе без резистора R22. В этом случае вместо него ставится перемычка. Трансформатор нужно подобрать с напряжением на выходе 12-15 В с током нагрузки не менее 300 мА. В следующем видео пошаговая инструкция по сборке ЦМУ.

Установка с микрофоном на светодиодной ленте RGB

Следующее ЦМУ 3-х канальное. Здесь операционные усилители (ОУ) А1.2, А1.3, А1.4 вместе с набором RC элементов образуют активные фильтры. На ОУ А1.2 собран низкочастотный фильтр, и к выходу канала подключены красные светодиоды, на ОУ А1.3 собран среднечастотный фильтр, и к выходу канала подключены зеленые светодиоды, на ОУ А1.4 собран высокочастотный фильтр, и к выходу канала подключены синие светодиоды.

Фильтры активного типа обеспечивают заметно более высокую избирательность, чем рассмотренные выше схемы. При этом частотных диапазонов всего три, и эффект связи уровня звучания музыки соответствующих частот с яркостью свечения светодиодов определенного цвета становится более выразительным.

ОУ А1.1 выполняет роль предварительного усилителя сигнала с встроенного микрофона. Резистор R1 обеспечивает питание и нагрузку микрофона. Электретный микрофон М1 – полярное устройство, так что его минус нужно соединять с минусом питания, а плюс подключить к точке R1, С3.

Читайте также:
Предусилитель на JFET транзисторе

Переменный резистор R6 обеспечивает регулировку общей чувствительности устройства. Элементы R18, R21, R24 обеспечивают настройку яркости мерцания каждого канала по отдельности.

Для питания устройства используется однополярный источник, поэтому для ОУ с двухполярным питанием выполнена схема «виртуальная земля». Она выполнена на элементах R2, R3 и С2 и обеспечивает половину напряжения источника питания. Прямые входы всех ОУ подключены к «виртуальной земле» через резисторы 100 кОм.

Четыре ОУ схемы находятся в одном корпусе микросхемы КР1402УД2 (зарубежный аналог LM324). Конечно, можно использовать четыре ОУ общего применения в отдельных корпусах, например, КР140УД708. При этом топология печатного монтажа изменится.

Выходные каскады каналов выполнены по схеме составных элементов и состоят из пары транзисторов. К коллекторам транзисторов средней мощности КТ817 подключены минусы соответствующего цвета светодиодной ленты RGB. Подстроечные элементы R19, R22 и R25 позволяют установить начальное напряжение смещения, при котором светодиоды будут немного светиться при отсутствии звукового сигнала. Такой режим работы позволит избежать резких вспышек света и сделает работу ЦМУ более плавной. Однако в этом случае на транзисторах будет выделяться значительная мощность, и они могут перегреться при использовании без радиаторов.

Хотя КТ817 допускают максимальный ток до 3000 мА, однако максимальная рассеиваемая мощность с применением без радиатора составляет 1 Вт. В пересчете это означает, что в обозначенном выше режиме при использовании без радиатора нельзя подключить более 3-х светодиодов параллельно. На практике это значит, что чем больше рабочий ток RGB ленты, тем большей площади радиаторы необходимо использовать. Все прочие радиоэлементы схемы подбираются по тем же принципам, что и для всех вышеизложенных схем.

Таким образом, мы рассмотрели схемы светомузыкальных устройств в порядке возрастания их функциональности и сложности. Цветомузыка своими руками — хороший опыт в освоении электроники, а также интересная самореализация. Если внимательно изучить материал, можно создать своими руками устройство для вечеринок по собственным требованиям, с учетом имеющихся радиодеталей. В заключение посоветую серьезно отнестись к оформлению собственно подсветки. Для создания праздника цвета и музыки ее исполнение может оказаться даже более значимым, чем выбор схемы устройства.

Цветомузыка своими руками.
Различные схемы цветомузыкальных автоматов.

Принцип работы цветомузыкального автомата.

Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия – прожектора, фары.
Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности – это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.

Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов. В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу – цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную.
Соответствено, требуется участие как минимум – одного, а максимум – группы операторов-осветителей.

Если блок управления контролируется непосредственно музыкой, работает по какой – либо заданной программе, то цветомузыкальная установка считается – автоматической.
Именно такого рода “цветомузыки” обычно собирают своими руками начинающие конструкторы – радиолюбители, на протяжении 50-ти последних лет.

Самая простая (и популярная) схема “цветомузыки” на тиристорах КУ202Н.

Это самая простая и пожалуй, самая популярная схема цветомузыкальной приставки, на тиристорах.
Тридцать лет назад я впервые увидел вблизи полноценную, работающую “светомузыку”. Ее собрал мой однокласник, с помощью старшего брата. Это была именно эта схема. Несомненным ее достоинством является простота, при достаточно явном разделение режимов работы всех трех каналов. Лампы не мигают одновременно, красный канал низких частот устойчиво моргает в ритм с ударными, средний – зеленый откликается в диапазоне человеческого голоса, высокочастотный синий реагирует на все остальное тонкое – звенящее и пищащее.

Недостаток один – необходим предварительный усилитель мощности на 1-2 ватта. Моему товарищу приходилось почти “на полную” врубать свою “Электронику” для того, что бы добиться достаточно устойчивой работы устройства. В качестве входного трансформатора был использован понижающий тр-р от радиоточки. Вместо него можно использовать любой малогабаритный понижающий сетевой транс. Например, с 220 до 12 вольт. Только подключать его нужно наоборот – низковольтной обмоткой на вход усилителя. Резисторы любые, мощностью от 0,5 ватт. Конденсаторы тоже любые, вместо тиристоров КУ202Н можно взять КУ202М.

Схема “цветомузыки” на тиристорах КУ202Н, с активными частотными фильтрами и усилителем тока.

Схема предназначена для работы от линейного звукового выхода(яркость ламп не зависит от уровня громкости).
Рассмотрим подробнее, как она работает.
Звуковой сигнал подается с линейного выхода на первичную обмотку разделительного трансформатора. С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на активные фильтры, через резисторы R1, R2, R3 регулирующие его уровень.
Раздельная регулировка необходима для настройки качественной работы устройства, путем выравнивания уровня яркости, каждого из трех каналов.

С помощью фильтров происходит разделение сигналов по частоте – на три канала. По первому каналу идет самая низкочастотная составляющая сигнала – фильтр обрезает все частоты выше 800 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R9. Номиналы конденсаторов С2 и С4 в схеме указаны – 1 мкФ, но как показала практика – их емкость следует увеличить, минимум, до 5 мкф.

Читайте также:
Усилитель 50 ватт на микросхеме LM3886

Фильтр второго канала настроен на среднюю частоту – примерно от 500, до 2000 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R15. Номиналы конденсаторов С5 и С7 в схеме указаны – 0,015 мкФ, но их емкость следует увеличить, до 0,33 – 0,47 мкф.

По третьему, высокочастотному каналу проходит все что выше 1500(до 5000) гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R22. Номиналы конденсаторов С8 и С10 в схеме указаны – 1000пФ, но их емкость следует увеличить, до 0,01 мкФ.

Далее, сигналы каждого канала в отдельности детектируются(используются германиевые транзисторы серии д9), усиливаются и подаются на оконечный каскад.
Оконечный каскад выполняется на мощных транзисторах, либо на тиристорах. В данном случае, это тиристоры КУ202Н.

Далее, идет оптическое устройство, конструкция и внешний которого зависит от фантазии конструктора, а начинка(лампы, светодиоды) – от рабочего напряжения и максимальной мощности выходного каскада.
В нашем случае – это лампы накаливания 220в, 60вт(если установить тиристоры на радиаторы – до 10 шт на канал).

Порядок сборки схемы.

О деталях приставки.
Транзисторы КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами со статическим коэффициентом усиления не менее 50. Постоянные резисторы – МЛТ-0,5, переменные и подстроечные – СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы – любого типа.
Трансформатор Т1 с коэффициентом 1:1, поэтому можно использовать любой с подходящим количеством витков. При самостоятельном изготовлении можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом ПЭВ-1 0,1-0,15 по 150-300 витков каждая.

Диодный мост для питания тиристоров(220в) выбирают исходя из предпологаемой мощности нагрузки, минимум – 2А. Если количество ламп на каждый канал увеличить – соответственно возрастет потребляемый ток.
Для питания транзисторов(12в) можно использовать любой стабилизированный блок питания расчитанный на рабочий ток минимум – 250 мА(а лучше – больше).

Сначала, каждый канал цветомузыки собирается в отдельности на макетной плате.
Причем, сборку начинают с выходного каскада. Собрав выходной каскад проверяют его работоспособность, подав на его вход сигнал достаточного уровня.
Если этот каскад отрабатывает нормально, – собирают активный фильтр. Далее – проверяют снова работоспособность того, что получилось.
В итоге, после испытания имеем – реально работающий канал.

Подобным образом необходимо собрать и отстроить все три канала. Подобное занудство гарантирует безусловную работоспособность устройства после “чистовой” сборки на монтажной плате, если работа проведена без ошибок и с применением “испытанных” деталей.

Возможный вариант печатного монтажа(для текстолита с односторонним фольгированием). Если использовать более габаритные конденсаторе в канале самых низких частот, расстояния между отверстиями и проводниками придется изменить. Применение текстолита с двухсторонним фольгированием может быть более технологичным вариантом – поможет избавиться от навесных проводов-перемычек.

Вместо тиристоров можно использовать и более”продвинутые” полупроводниковые приборы, например – оптосимисторы, не меняя при этом особенно схему. Это дает отличную гальваническую развязку между высоко и низковольтными цепями – такой элемент, как разделительный входной трансформатор становится необязательным. Вместо него, лучше поставить дополнительный предварительный усилительный каскад(на КТ315), что в свою очередь позволит снизить требования к транзисторам(по коэффициенту усиления). Необходимость в диодном мосте для выпрямления переменного напряжения, отпадает само собой.
Придется подобрать величину сопротивления резисторов ограничивающих ток входа оптосимисторов(R12, R18, R25). Например, для оптосимисторов ТСО132-10 при напряжении 12в, потребуются резисторы на 200 – 240 Ом.

Реально собранная светомузыка в процессе настройки
(19.10. 2015).

Она же – в корпусе, без крышки.(21. 10. 2015).

В работе.(27. 12. 2015).

В темноте.(27. 12. 2015).

Схема “бегущие огни”.

Автомат “бегущие огни” – еще одно популярное устройство. Его основным предназначением изначально было создание цветовых эффектов, для оформления диско – вечеринок Так что, хотя и с небольшой натяжкой, “бегущие огни” тоже можно отнести к разряду “цветомузык”.
Схема на логических элементах И-НЕ и триггерах, дает возможность регулировать частоту переключений(скорость “бегущего огня”) вручную.

Схема выполнена на двух триггерах микросхемы D2(К155ТМ2) и дешифраторах управления на D1(К155ЛА3), а скорость переключения задаются частотой мультивибратора на микросхеме D3(К155ЛА3). Частота импульсов на выходе мультивибратора на D3 зависит от постоянной времени частотозадающей цепи R10-R11-С6. Скорость переключения ламп можно регулировать при помощи переменного резистора R10. Уменьшая его сопротивление можно увеличивать скорость переключения, увеличивая – снижать.

Питающий трансформатор Тр1 понижающий с напряжением на первичной обмотке 220в, вторичной 6-8 в, мощностью от 5 ватт. Напряжение 5 вольт для питания микросхем получается с помощью стабилизатора КРЕН5А, или его аналога. Транзисторы – КТ315Б, тиристоры – КУ202Н, конденсаторы и резисторы – любого типа.

Использование каких – либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт “Электрика это просто”.

Ламповый усилитель звука своими руками

Этот ламповый усилитель спроектирован и построен с нуля. Это очень длинный проект, и он потребовал много времени и терпения от автора данного проекта. Разберем все плюсы и минусы этой самоделки вместе с автором.

Читайте также:
Музыкальный синтезатор CASIO MA-100

ВАЖНО! Это устройство имеет смертельное напряжение внутри. Если вы не знаете о высоких напряжениях и электронике, то не желательно повторять эту самоделку. Иначе вы делаете это на свой страх и риск! Не рекомендуется копаться в устройстве с электронными лампами, пока он включен!

Шаг первый: Сама идея

В ящике, в доме бабушки и дедушки, было найдено несколько старых ламп. Было принято решение сделать на их базе усилитель низкой частоты. Другие полупроводники в данной самоделке не использовались принципиально. Пришлось провести исследование, чтобы выяснить, как работают эти ламповые усилители.

Шаг второй: Схема и компоненты

Разработка схемы, была, вероятно, самой сложной частью этого проекта. Сначала был написан список трубок, которые имелись в наличии, а затем уже, на их основе, нарисована принципиальная схема проекта. Был спроектирован стереофонический усилитель двухтактного типа с регуляторами тембра, входами фоно и aux и некоторыми VU-метрами. Требовались лампы EL84 с, и для других этапов было решено использовать простые двойные триоды. Лампы быстро закончились и пришлось заказывать новые.

Затем пришло время очередной трудности: выходной трансформатор. Дешевый трансформатор оказалось не легко найти. Но после небольшого поиска, в конечном итоге трансформатор нашелся на одной популярной доске объявлений. Трансформатор обозначен, как NASS II-12 на схеме. «NASS» означает «Not A Single Semiconductor», II означает двухтактный и имеет в общей сложности 12 ножек.

Шаг третий: Первый тест

Хаос на столе выше, – это сборка компонентов в воздухе.
Здесь использовано два обычных силовых трансформатора последовательно в качестве выходного трансформатора, просто чтобы проверить, все ли работает. Казалось, все в порядке, и теперь пришло время найти силовой трансформатор. В наличии лежал старый трансформатор и автором была предпринята попытка накрутить трансформатор самому. Однако после разборки, перемотки и тестирования, пришлось, отказался от идеи . Поэтому был взят один трансформатор от старого радио, думая, что все будет в порядке. Но это не так. Но об этом позже.

Шаг четвертый: Корпус изделия









Материалом для корпуса должен был быть алюминий. Передняя, верхняя и задняя пластина из матового алюминия. Стороны, из какой-нибудь твердой древесины. К сожалению, автору пришлось отказаться от алюминиевой верхней крышки, потому что ресурсы были ограничены. Передняя и задняя часть были сделаны из трехслойного материала (два листа алюминия и один пластик между ними). Для верхней крышки требовался прочный и долговечный материал, потому что он должен был выдерживать тепло, выделяемое лампами, и выдерживать вес основного трансформатора. Поэтому решение было в пользу текстолита. Этот материал имеет коричневатый цвет, он относительно прочный и с ним легко работать.

Важно! Необходимо электрически экранировать весь корпус и подключить его к земле только в одной точке, чтобы избежать контуров заземления. В этом случае был использован аэрозольный клей и тонкий алюминиевый радиатор.

Передняя и задняя панели были спроектированы в SolidWorks, чтобы посмотреть, как выглядит усилитель. После этого был использован сверлильный станок, чтобы сделать необходимые отверстия для разъемов, предохранителей, переключателей, потенциометров и измерителей уровня громкости. Для хорошей отделки поверхности использована мелкозернистая наждачная бумага. После этого использовалась трансферная фольга для печати этикеток, которая была покрыта слоем блестящего и прозрачного покрытия, чтобы предотвратить стирание букв со временем.

Сначала верхняя панель была установлена для пробной посадки, а затем высверлены необходимые отверстия.

Шаг пятый: Проводка усилителя



Чтобы верхняя панель выдержала трансформаторы, конструкция была усилена листовым металлом. После этого была начата разводка проводки. Это самая трудоемкая процедура. Сначала крепятся болты к трансформаторам и патрубкам, а затем паяются необходимые компоненты. Модуль управления тоном нуждался в дополнительном экранировании, потому что он улавливал шумы из окружающей среды. Поэтому он был установлен в металлическую коробку.

Шаг шестой: Финальная сборка, проблемы и спецификации




Таким образом, всё было собрано. После теста выяснилось, что у главного силового трансформатора появились проблемы с очень высоким током, он сильно нагревался. Примерно через 30 минут он достигал температуры свыше 90 C. Это было выше его оптимальной рабочей температуры. Даже после установки небольшого вентилятора внутри корпуса, снизить температуру не получилось. Поэтому пришлось установить еще один 6,3В трансформатор внутри корпуса. Это решило проблему высокой температуры основного трансформатора.

Другой проблемой был очень высокий уровень шума. Вероятно, это связано с контурами заземления, которые случайно были оставлены в цепи.
Поэтому неминуема модернизация данного усилителя.

В конце концов, несмотря на небольшие недостатки этого усилителя, по словам автора, он звучит превосходно!

Этот усилитель может выдавать среднеквадратичное значение 15 Вт на канал без каких-либо заметных искажений. Он потребляет около 10-15 Вт от сети при работе на холостом ходу и около 100 Вт при работающих на полную мощность, трансформаторах.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: