Árbol de Navidad sensible al nivel de sonido ambiental: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

¿Quiere un árbol de Navidad que reaccione al nivel de sonido ambiental en su sala de estar? ¿Qué tal uno que se ilumina con el ritmo de tu canción navideña favorita sin la necesidad de ejecutar una entrada de audio en el árbol? ¿Qué tal un árbol que reacciona a tiempo con las conversaciones que tienen lugar a su alrededor? ¡Este es tu árbol!

Este árbol actúa como un "medidor VU", como los del ecualizador gráfico de algunos receptores, o como la caja de voz de KITT en la serie de televisión Knight Rider. Utiliza un micrófono electret antiguo como entrada que impulsa una placa de relés de estado sólido. Hay un ajuste de sensibilidad que le permitirá personalizar el circuito para su configuración particular, y hay un interruptor de derivación para cuando prefiera tener las luces completamente encendidas. Lo llamo "Mi familia está harta de eso".

Lista de materiales

Placa de relé de estado sólido (SSR)

• Protoboard
• Optoacopladores MOC3041 (o equivalente) x 6
• BT136-600 (o equivalente) triacs x 6
• Resistencia de 150Ω x 6
• Resistencia de 330Ω x 6
• 2 conectores de placa de PC de terminal x 8
• Cable de extensión de 6 pies x 6 (Dollar Tree tenía estos a $ 1 cada uno)
• Tuercas de alambre

Placa de controlador VU

• Medidor de VU AN6884 IC
• Circuito integrado de amplificador operacional cuádruple LM324
• Transistor 2N3906 PNP x 5
• Condensador 2.2uf
• Condensador de 0.1uf
• Resistencia de 10 kΩ x 2
• Resistencia de 4.7kΩ
• Resistencia de 100 kΩ
• Resistencia de 330 kΩ (y posiblemente algunos valores alternativos en el rango de 40-500 kΩ)
• Potenciómetro de 10 kΩ (resistencia variable)

Misc

• Caja de plástico con bisagras
• Gato de barril
• Interruptor deslizante SPDT
• Fuente de alimentación de 9V

Paso 1: placa de relé de estado sólido

Esta parte del proyecto se tomó de este excelente Instructable de luces navideñas impulsadas por Arduino. Allí se pueden encontrar instrucciones detalladas y esquemas. Usé triacs fornidos simplemente porque los tenía en mi contenedor de repuestos. Ciertamente, puede usar triacs más pequeños y menos costosos si están disponibles para usted. Lo mismo ocurre con los optoacopladores. Usé optoacopladores MOC3041 porque los tenía. Son robustos para los optoacopladores, y puede usar otros menos costosos si así lo desea. Estás conduciendo las puertas de los triacs con ellos.

Es necesaria una advertencia de seguridad. Estás usando la red eléctrica aquí, y es mortal. Tenga en cuenta que si usa un triac como la serie BT136, la pestaña de montaje también funciona como terminal principal. No toque la pestaña de metal cuando su placa SSR esté enchufada, y lea atentamente las hojas de datos de todo lo que hay en esta placa. No estoy tratando de asustarlo, es una construcción segura y divertida, pero involucra a la red eléctrica.

Como consejo, el superglue asegurará muy bien y con fuerza los bloques de terminales azules al protoboard. También coloqué mis resistencias verticalmente para ahorrar espacio. En resumen, una señal positiva a los terminales del optoacoplador activará los triacs y activará todo lo que esté conectado a ellos. Un optoacoplador contiene un LED, y la señal de entrada debe tener un voltaje mayor que el voltaje directo del LED, pero no tan grande como para proporcionar una corriente demasiado grande. Las resistencias de 330Ω asumen que proporcionará alrededor de 5-9V.

Finalmente, esta placa es reutilizable. Se interconectará muy bien con un Arduino, por ejemplo.

Paso 2: Conecte la placa SSR a la caja y agregue cables

Coloque su placa SSR en la parte inferior de su caja con bisagras. Utilicé un cable esmaltado, asegurándome de que no estuviera cerca de la red eléctrica, a pesar de estar aislado. Primero presioné una chincheta a través de un conveniente orificio de protoboard y a través del fondo de la caja. Repetí esto fuera del protoboard, y luego pasé un trozo de alambre esmaltado en forma de U a través de los orificios y retorcí los extremos en la parte inferior de la caja. Repetí este proceso para las cuatro esquinas de la placa SSR.

Corte el extremo del enchufe de sus seis cables de extensión, dejando al menos un pie de cable. Puede dejar más o incluso escalonar la longitud del cable. Sus luces navideñas se conectarán a estos enchufes, por lo que es posible que desee planificar ahora su ubicación final en su árbol. Reserve un extremo del enchufe para la alimentación.

Pele aproximadamente 1/4 de pulgada del aislamiento de los seis extremos del enchufe y del extremo reservado del enchufe.

Corte o perfore orificios para los cables en el costado de la caja adyacente a los terminales de alimentación principal del SSR. Para mayor tranquilidad, corté los agujeros en tres lados y dejé una solapa de la caja para mantener el recinto lo más cerrado posible. Haga un nudo en cada cable, dejando suficiente cable para conectar a los terminales. El nudo evita que los cables se pasen sin forzar la conexión en los terminales de la placa de circuito impreso.

Tenga en cuenta que sus cables de extensión tienen un cable liso y un cable estriado. El cable liso es el cable "caliente" o conductor de corriente. Este es el que cambiaremos. Puede cambiar el cable neutro estriado y todo seguirá funcionando. Sin embargo, es más seguro cambiar el cable caliente, ya que eso detiene el flujo de corriente antes de que ingrese al circuito. Por lo tanto, conecte los extremos lisos de sus seis enchufes a los seis terminales del triac y conecte el extremo liso del cable del enchufe al terminal común del triac. También tenga en cuenta que si tiene un cable no polarizado más antiguo (ambas cuchillas del mismo tamaño), no importa qué cable conecte, ¡porque puede enchufarlo de cualquier manera!

Conecte todos los cables neutrales juntos usando tuercas para cables. Corté algunos trozos de cable adicionales de uno de los extremos del enchufe de repuesto y amontoné las cosas en cuatro o tres, porque es muy difícil conectar 7 cables entre sí con una sola tuerca para cable. Tenga en cuenta que puede juntar los cables neutrales del enchufe y conectarlos al terminal libre en la placa SSR, y luego conectar el cable neutro del extremo del enchufe al mismo terminal. Para eso está ese terminal flotante. Opté por atarlos con nueces y dejé esa terminal sin usar.

Felicidades. Sabes que tienes 6 tomas de corriente controlables. Si aún no lo ha hecho, le recomiendo que pruebe la placa SSR en este momento.

Paso 3: construya el circuito del controlador

El corazón de este circuito es el AN6884 IC. Si observa la hoja de datos, verá que son solo 5 comparadores en serie. Este IC está diseñado para iluminar LED, no para controlar otro circuito. Sin embargo, eso es exactamente lo que está haciendo, porque el optoacoplador es simplemente un LED junto con un fotorresistor en el mismo paquete de plástico.

La única advertencia es que hemos configurado nuestra placa SSR para que se dispare en señales altas, ¡pero el AN6884 emite una señal baja! Si alimentamos la salida del AN6884 en las bases de 5 transistores PNP configurados en la configuración de emisor común, podemos invertir la salida. Finalmente, un uso para todos esos transistores PNP que parece que nunca usas para nada más.

La entrada al AN6884 es un micrófono electret. El micrófono está polarizado y filtrado de paso alto. Pero es demasiado débil para manejar el AN6884, por lo que primero lo ejecutamos a través de uno de los amplificadores operacionales en el chip de amplificador operacional cuádruple LM324. Recuerde, el nivel de amplificación de un amplificador inversor como el de este circuito está determinado por la relación entre la resistencia de retroalimentación y la resistencia de entrada. Nuestra resistencia de entrada es de 10 kΩ. Experimenté un poco aquí. Inicialmente probé una resistencia de retroalimentación de 47kΩ, pero no estaba satisfecho con la sensibilidad del circuito. Finalmente me decidí por una resistencia de 330 kΩ. El amplificador oscila un poco, pero no me importa. Por último, tenga en cuenta que la sensibilidad también está controlada por el potenciómetro de 10 kΩ conectado a la entrada del AN6884. Esto le brinda cierto control de sensibilidad sobre la marcha en caso de que cambie el nivel de ruido ambiental. Si no le gusta cómo las luces parpadean a un nivel de volumen constante, puede colocar algunos condensadores en las resistencias de retroalimentación y de entrada. Sin embargo, querrás asegurarte de que estén correctamente equilibrados.

La otra característica clave aquí es el interruptor. Evita el micrófono y alimenta 9V directamente a la entrada del AN6884, encendiéndolo por completo. Esa es una buena característica para cuando simplemente desea que las luces se enciendan, después de que la novedad de VU desaparezca.

Paso 4: monte todo en la caja

Monté la placa del controlador al costado de la caja usando alambre esmaltado como antes. Corté agujeros para el gato de barril y el interruptor en el frente de la caja. El gato vino con una tuerca para asegurarlo. Pegué el interruptor en su lugar con pegamento caliente. Corté un agujero en la parte superior de la caja para el micrófono.

Usé encabezados para la salida del controlador, las entradas de energía y el interruptor para facilitar el montaje y desmontaje. Esto fue especialmente útil cuando hice prototipos y ajusté todo.

Prueba todo.

Paso 5: Configura tu árbol

Usé hilos cortos de 50 bombillas en blanco. Puede usar varios colores, longitudes adicionales, etc. Recomiendo usar minilights tradicionales en lugar de LED porque las luces tradicionales se encenderán y apagarán naturalmente. Los LED se encenderán y apagarán abruptamente, lo que puede ser un buen efecto en sí mismo.

Envuelva el árbol en capas y conecte la capa más baja en la salida 1, y así sucesivamente.

Puede envolver la caja de control en papel festivo para que sea menos visible debajo de su árbol, y puede ocultar el micrófono dentro de un gran lazo. Solo tienes que explicarles a tus invitados más perspicaces por qué uno de los regalos está conectado.

"¡AHA!" tu dices. "¿Qué pasa con el sexto cordón?" Si. El AN6884 solo tiene 5 salidas y nuestra placa SSR tiene seis entradas. Puedes hacer lo que quieras con el sexto. Quizás conecte la entrada a 9V y tenga un equipo que esté siempre encendido. O ignóralo. O construya su SSR con solo 5 relés. Solo incluí el sexto para ser consistente con mi tablero reutilizable. Pensé que sería confuso proporcionar fotos de seis SSR con instrucciones de compilación para 5.