电子探索者-苏打罐特雷门

  • 用易拉罐天线和模拟部件套件构造特雷门琴。

介绍

还记得那些背景音乐刺耳诡异的老式科幻电影吗?这些独特的声音是用特雷门琴发出的,特雷门琴是一种电子乐器,可以在没有身体接触的情况下演奏。当演奏特雷门琴时,操作者可以通过他或她的手相对于两个天线的位置来控制音量和音调。

这个项目将演示如何在电子探索板上使用易拉罐作为天线构建一个简单的特雷门!简单起见,本项目中的特雷门只演示音调调制。所实现的设计如下面的框图所示。增加音量控制并不需要太多额外的工作,所以如果你想寻找额外的挑战,我鼓励你尝试一下。

为了简洁明了,我们不会深入研究特雷门琴的原理。简单地说,天线(汽水罐)就像电容器的一块板。你的手将作为电容器的另一个板。因此,通过将你的手从罐子移近或移远,你改变了电路的电容。这发生在我们电路的变频振荡器部分。当振荡器中的电容发生变化时,振荡器的输出频率也会发生变化。这种频率的变化可以在电路末端的扬声器上听到。

材料

  • 电子资源管理器板w/电源和USB电缆
  • 来自模拟部件套件:
    • OP27运算放大器(x2)
    • OP37 Operationial放大器
    • 小喇叭
    • 100 pf陶瓷电容器
    • 0.047超滤陶瓷电容器
    • 小信号二极管(1 n3064)
    • 10 kΩ电阻器(x2)
    • 20 kΩ电阻器(x2)
    • 47 kΩ电阻器(x2)
    • 100Ω电阻(x3)
    • 试验板针
    • 跳线
  • 苏打水可以
  • 波形软件(下载

程序

电路将全部建立在同一个电路板上,一次一个部分。最好是从你的方向开始,然后朝着正确的方向努力,以确保一切都合适。第5步显示了整个电路组装在一起的图像。您可能想检查该图像,以了解所有内容如何匹配。

步骤1 -振荡器

对于变频振荡器,我们将使用OP27运算放大器。OP27的引脚和规格可以在数据表

  1. 放置运算放大器,使其跨越山谷的面包板和缺口是朝着面包板的顶部。
  2. 运放需要在一个轨道上+5V,在另一个轨道上-5V。也就是说,面包板上的一个动力轨道指定为+5V,另一个动力轨道指定为-5V。在下图中,红色线用于连接到+5V电源轨,白色线用于连接到-5V电源轨。
    • 将运放引脚7连接到正电源轨道(+5V)。
    • 将运放的引脚4连接到负电源轨道(-5V)。
  3. 在运放上方的地面轨道和面包板上的一行之间连接一根黑色电线。
  4. 将100pF电容放置在面包板接地排与运放引脚2之间。
  5. 现在我们来放置电阻。振荡器中使用的电阻均为100kΩ。
    • 从引脚2到引脚6放置一个电阻器。
    • 从引脚3到引脚6放置另一个电阻器。
    • 将最后一个电阻器放在面包板的接地排和运放的引脚3之间。
  6. 饮料罐与电容器平行放置。
    • 将绿色跳线的一端连接到运放的引脚2。操作特雷门琴时,你要用右手握住这根电线的另一端。
    • 将另一根黑色跳线(如图所示)的一端连接到面包板的接地轨道上。把这根电线的另一端连接到饮料罐上。稍微长一点的跳线在这里更容易。我把电线这样,它是保持在瓶盖上的标签。把电线绑在罐头上也可以。只要确保有金属对金属的接触。
    • 用右手握住绿线,你的身体就成为了电路的一部分。这让你可以用左手作为一个盘子的电容器与汽水罐。
  7. 将橙色线连接到运放的引脚6上。这将把输出电压从这个振荡器带到电路的下一个部分,加权夏天。

为了节省我们的面包板上的空间,我们将使用EE板的任意波形发生器(在波形软件中)作为固定振荡器。在EE板上(在步骤2的面包板图像中),这是黄色的线。在这里使用波形来应用正弦波。你想让正弦波的频率接近于变频振荡器的频率。在这个项目中,大约是25.5千赫


步骤2 -夏季加重

电路的下一部分,加权夏,混合了来自固定频率和可变频率振荡器的信号。我们将使用另一架OP27。

  1. 从振荡器的面包板上移动几个洞,放置OP27,这样它就跨越了板的山谷和缺口侧是朝向板的顶部。
  2. 正如我们在建立振荡器时所做的,将运放引脚7连接到正功率轨道,运放引脚4连接到负功率轨道。
  3. 将运算放大器的引脚3连接到面包板上的一个接地轨上。
  4. 连接两个47kΩ电阻器并联如下图所示。两个电阻的底部应该连接到运放的引脚2。左边的电阻应该是off一行显示。
  5. 将橙色电线的另一端从振荡器连接到这些47kΩ电阻之一。
  6. 用黄色线将AWG的1通道与另一个47kΩ电阻连接。
  7. 从引脚2到引脚6放置一个20kΩ电阻器。
  8. 最后,放置一个橙色的导线在引脚6的运放,就像在步骤1。这将把加权夏的输出连接到电路的下一段,加权夏。


步骤3 -信封探测器

将振荡信号与加权夏季信号混合,产生“跳动”信号。从加权夏输出的新信号将通过跟踪跳动模式的包络探测器。

注:二极管的方向是非常重要的。模拟部件套件中的二极管是橙色的,一边有一个黑色的带。黑色带的那一面是“阴性”。

  1. 包络探测器的输入是加权夏函数的输出。几个洞从加重夏天,连接橙色电线的另一端(从加重夏天)到橙色(正)的二极管的一边。
  2. 在二极管的负侧,将10kΩ电阻和0.047uF电容并联。
  3. 将电阻和电容的另一端连接到接地轨上。
  4. 这个电路的输出在二极管、电阻和电容的交界处。在这里连接一根橙色电线的一端。


步骤4 -放大器

包络探测器的输出信号实际上已经准备好发送到扬声器,但结果不会很大声。也就是说,在将信号发送到扬声器之前的最后一步是一个放大器。这里使用的放大器是一个内置OP37运放的反相放大器。与OP27相比,OP37有一个相同的引脚。它的行为也类似。如果你感兴趣,这是数据表是OP37所特有的。

  1. 再往下走,把OP37放在和OP27一样的位置上,跨越板的山谷与缺口朝向面包板的顶部。
  2. 和前面的两个运放一样,运放的引脚7连接到面包板的+5V轨道,运放的引脚4连接到面包板的-5V轨道。
  3. 从引脚2到引脚6放置一个20kΩ电阻器。
  4. 放置10kΩ电阻器,使其一侧连接在运放的引脚2。电阻器的另一端应在运放上方接几个孔。将橙色导线的另一端从包络探测器的输出连接到电阻的这一端。
  5. 运放的引脚3通常通过电阻连接到地。在这种情况下,理想的情况是使用尽可能大的电阻器,因此在原理图中描述的无限电阻。为了模拟一个无限电阻,我们将引脚3不连接,这样它看到一个“开路”。没有电流能通过开路电路,因此它起着无限电阻的作用。
  6. 将橙色线连接到运放的引脚6上。这将用来发送放大器到扬声器。


步骤5 -检查整个电路

  1. 将放大器的输出连接到扬声器的正引脚上。将扬声器的另一个引脚连接到EE板的一个地面轨道上。
  2. 将电线连接到易拉罐上,确保有金属对金属的接触。此线的另一端应连接到EE板上的接地轨上。
  3. 你拿着振荡器里的绿线。把你的另一只手放在易拉罐周围弹奏特雷门琴!

完整的电路图如下所示。