Theremin: an Electronic Odyssey [en 555 Timer IC] * (Tinkercad): 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

En este experimento, he diseñado un Theremin óptico usando un 555 Timer IC. Aquí te mostraré cómo generar música (cerca de ella: P) sin siquiera tocar el instrumento musical. Básicamente, este instrumento se llama Theremin, construido originalmente por un científico ruso Léon Theremin. El theremin original usaba interferencias de radiofrecuencia causadas por el movimiento de la mano del jugador para cambiar el tono del instrumento. Este theremin óptico depende de la intensidad de la luz que incide sobre un fotorresistor que puede controlarse mediante el movimiento de la mano del jugador. Intentaré explicar todas las etapas del circuito también. Espero que te guste esta implementación práctica de Electrónica que habrías estudiado en tu universidad.

¿No tienes componentes electrónicos? O ¿Tienes miedo de jugar con artículos electrónicos? ¡Oye, no te preocupes!

He diseñado todo este circuito virtualmente en Tinkercad (www.tinkercad.com). Compruébelo y juegue con la electrónica diseñando cosas reales y también ejecútelas (simulación).

Paso 1: componentes necesarios

Aquí está la lista de todos los componentes esenciales necesarios para construir este circuito:

1) 555 temporizador IC

2) Resistencia de 10 kOhmios

3) LDR (fotoresistor)

4) Condensador de 100 nF

5) Piezo (zumbador)

6) Batería de +9 V y conector de CC de alimentación (5,5 mm x 2,1 mm)

En primer lugar, ¡diseña todo este circuito en tinkercad para hacerte una idea! También puede verificar la salida de los circuitos básicos en tinkercad. He adjuntado el archivo csv que contiene la lista de todos los componentes como referencia.

Paso 2: Diseño y funcionamiento del circuito

Básicamente, el IC del temporizador 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones de temporizador, generación de pulsos y oscilador. El 555 se puede utilizar para proporcionar retardos de tiempo, como oscilador y como elemento flip-flop.

Existen varios modos de aplicación del 555 Timer IC, dependiendo de cómo lo configuremos.

El 555 Timer IC se puede conectar en su modo monoestable produciendo así un temporizador de precisión de una duración de tiempo fija, o en su modo biestable para producir una acción de conmutación de tipo flip-flop. Pero, aquí estamos conectando el IC del temporizador 555 en un modo Astable para producir un circuito oscilador 555 muy estable para generar formas de onda de funcionamiento libre altamente precisas cuya frecuencia de salida se puede ajustar por medio de un circuito de tanque RC conectado externamente que consta de solo dos resistencias y un condensador.

En el circuito de salida puede ver el circuito del tanque RC, donde LDR (resistencia dependiente de la luz) también actúa como parte del circuito del tanque RC junto con el condensador y la resistencia de 10k Ohm.

FUNCIONAMIENTO BÁSICO: simplemente moviendo nuestra mano sobre el LDR, estamos cambiando la cantidad de luz que cae sobre el LDR, lo que está cambiando la intensidad de la luz y, por lo tanto, la resistencia general. Más luz, menos resistencia y viceversa. Entonces, al cambiar la resistencia de LDR, estamos cambiando la constante de tiempo RC del circuito general, que en general está cambiando la frecuencia de este circuito (pulsos cuadrados generados por 555 Timer IC) por el cambio de tiempo de carga y descarga del condensador.

Explicación completa:

Cuando el 555 está en modo astable, la salida del pin 3 es un flujo continuo de pulsos (ondas cuadradas).

El pin 2 es el pin de disparo (utilizado para disparar los componentes del circuito), se conectará a tierra a través de un condensador. La carga y descarga de este condensador conmuta en los pines 3 y 7. El pin 3 es el pin de salida. En este circuito, genera una señal de onda cuadrada. El pin 4 es el pin de reinicio. Este pin está conectado al lado positivo de la batería. El pin 6 es el pin de umbral.

El capacitor se cargará y cuando alcance aproximadamente 2/3 Vcc (voltaje de la batería), esto es detectado por el pin Threshold. Esto finalizará el intervalo de tiempo y enviará 0 V (voltios) al pin de salida 3 (lo apaga). El pin 7 es el pin de descarga. Este pin también se desconecta mediante el pin 6 de umbral. Cuando se desconecta el pin 7, corta la alimentación del condensador, lo que hace que se descargue. El pin 7 también controla el tiempo. El pin 7 está conectado a la resistencia de 100K ohmios (LDR) y cambiar el valor de la resistencia de 100K ohmios (LDR) cambia la sincronización del pin 7 y, por lo tanto, cambia la frecuencia de la salida de onda cuadrada por el pin 3. El pin 8 está conectado al fuente de alimentación positiva (Vcc).

El chip 555 está en modo astable, lo que significa que el Pin 3 está enviando un flujo continuo de pulsos entre 9 voltios y 0 voltios (señal de onda cuadrada). En el siguiente circuito, modifiqué el generador de onda cuadrada estándar 555 reemplazando la resistencia de 100k ohmios con una resistencia dependiente de la luz (LDR) o fotorresistencia. También agregué un parlante piezoeléctrico para convertir las ondas en sonido.

Así es como se genera el sonido usando 555 Timer IC & LDR. Espero que hayan entendido la lógica. Si ustedes no entendieron la lógica del modo astable, entonces lean un poco sobre los diferentes modos, entonces será más fácil de entender. ¿Aún tienes dudas? Siéntete libre de preguntar

Paso 3: Salida y resultado de la simulación

Consulte la simulación del circuito (salida del osciloscopio) y su funcionamiento real del circuito que diseñé en la placa a través del video. Espero que te hayan gustado los sonidos espeluznantes: P (Arranque de moto).

Punto a observar: Tenga en cuenta que inicialmente no estoy poniendo ninguna luz de antorcha y casi la cubro con mi mano para bloquear la luz, ¡luego obtengo un sonido de MUY BAJA FRECUENCIA! Mientras mueve la mano ligeramente hacia arriba, se vuelve más ligera y, por lo tanto, la frecuencia aumenta ligeramente. Pero cuando puse la luz de la antorcha, entonces la frecuencia salta a una frecuencia mucho más alta de repente debido a la gran cantidad de luz. Mira, cómo puedes jugar con él para generar diferentes sonidos de frecuencia.

Diseño de circuitos basado en software en Tinkercad:

Visite el sitio web, modifique el circuito y también haga la simulación del circuito.

Mi otro circuito Theremin que usa puertas lógicas NAND:

Espero que les haya gustado esto. Intentaré mejorarlo más pronto agregando componentes adicionales para mejorar la onda de sonido y para aumentar el rango de frecuencia.

Hasta entonces, disfruta jugando con dispositivos electrónicos sin preocuparte por dañar nada. ¿Adivina qué? ¡También puede obtener el diseño CAD de PCB de EAGLE exportándolo! Además, incluso puede diseñar modelos 3D en este increíble sitio web: www.tinkercad.com

TODO LO MEJOR: D