- В этой статье вашему вниманию на рассмотрение предлагаю простую схему акустической светомузыки с разными цветами мигания. Работа данного устройства следующая – на выходе схемы имеются несколько светодиодов (я поставил 3 штуки разного цвета). На входе схемы стоит микрофон (электретного типа). Если возле этого устройства (когда оно включено) будет тишина, то светодиоды загораться не будут. Но, если возле микрофона положить, допустим, смартфон с включенной музыкой, то схема акустической светомузыки начнет мигать в такт этой музыки. В темноте данный эффект смотрится достаточно интересно.
Данную схему цветомузыки с микрофоном можно использовать как игрушку для детей, прикольный девайс для смартфона, схему для практической сборки новичкам, которые делают первые шаги в познании электроники и т.д. Хотя при небольших доработках эту цветомузыку можно использовать для различных других задач как акустическо-световой конвертер сигнала. И для тех, кто не совсем понимает как работает данная схема предлагаю описание принципа действия этого устройства.
Тот, кто уже изучал основы электроники может увидеть в этой схеме усилитель звука, собранный на двух биполярных транзисторах VT1, VT2. То есть, у нас имеется электретный микрофон (конденсаторный), с которого при наличии звука выходит электрический сигнал в виде изменяемого напряжения. Величина выходного сигнала подобных микрофонов лежит в пределах от сотых микровольт до единиц милливольт. Это очень маленький сигнал, и его конечно не хватит, чтобы управлять работой даже светодиодов. И для усиления сигнала микрофона до нужных величин тока и напряжения как раз и используются транзисторы.
Для начала пару слов о самом электретном микрофоне. В наше время данный тип микрофонов используется практически повсеместно.
При своих небольших и компактных размерах эти конденсаторные микрофоны обладают достаточно хорошими характеристиками. Специфика подключения таких микрофонов к схемам усилителей является наличие так называемого фантомного питания. То есть, микрофон имеет два вывода – плюсовой и минусовой. Минусовой вывод является общим для схемы усилителя звука, а плюсовой вывод выдает выходной сигнал и при этом служит вторым выводом фантомного питания самого микрофона. Величина фантомного питания может быть до 48 вольт постоянного тока. Хотя в таких низковольтных схемах вполне хватает и напряжения 3 вольта (или даже 2). И чтобы разделить плюсовой вывод между сигналом и питанием ставится дополнительный резистор, идущий к плюсу самой схемы усилителя. В нашей схеме это резистор R1 номиналом в 10 килоом.
Итак, при наличии акустического звука на выводах микрофона образуется переменный электрический сигнал, что далее идет через разделительный конденсатор C1, емкостью 0,1 микрофарад. Как известно, конденсатор хорошо может пропускать через себя переменный ток, в то время как для постоянного тока он является преградой. В итоге уже на вход (базу) первого транзистора VT1 поступает только переменная составляющая электрического напряжения, а именно акустический сигнал, преобразованный в электрический.
Теперь пару слов про биполярные транзисторы, работающие в режиме усилителя. В схеме используются классические маломощные транзисторы типа КТ315.
Подобные транзисторы имеют достаточно большой коэффициент усиления – около 100-200 раз. То есть, входной сигнал очень малой величины, будет усилен первым транзистором где-то минимум в 100 раз. И на выходе первого транзистора (коллекторе) мы получим уже усиленный электрический сигнал. Но для работы и зажигания светодиодов этого все равно будет мало. И для получения сигнала нужной мощности на выходе схемы нужно наличие еще одного транзистора, у которого такой же коэффициент усиления. И в результате мы уже усиленный сигнал в 100 раз еще раз усиливаем в 100 раз. В итоге общее усиление микрофонного сигнала будет уже минимум в 10 000 раз. И для зажигания светодиодов этого усиления будет хватать.
Резисторы R2 и R3 задают нужное смещение для транзисторов. То есть, чтобы каждый из транзисторов чуть-чуть приоткрыть мы должны обеспечить напряжение между базой и коллектором каждого транзистора напряжение величиной не менее 0,6 вольт.
При напряжении менее 0,6 вольт (у некоторых может быть и 0,55) биполярные транзисторы полностью закрыты и, естественно, в таком режиме они не способны делать хоть какое-нибудь усиление входного сигнала. Поскольку первому транзисторы приходится работать с меньшими по величине токами, то и сопротивление смещения у него больше, чем у второго транзистора.
В нагрузке второго, выходного транзистора уже стоят светодиоды. Данная схема питается от напряжения 9 вольт. При последовательном соединении трех светодиодов (напряжение питания каждого в зависимости от цвета может быть от 1,7 до 4,2 вольта) в среднем мы получим общее напряжение их питания около 9 вольт. Плюс еще стоит учитывать небольшое падение напряжения между транзисторным переходом эмиттер-коллектор (около 1 вольта). В результате токоограничивающий резистор для светодиодов можно и не ставить в эту схему, поскольку ток не будет превышать номинального значения в нашей светодиодной нагрузке.
В эту схему я поставил три светодиода разного цвета. И все они мигают в такт музыки синхронно друг другу. Некоторые могут возразить, что цветомузыкой принято называть схему, где идет разделение частот между цветами светоизлучателей. Возможно это и так, но и эта простейшая схема акустической светомузыки вполне может называться цветомузыкой, поскольку не противоречит смыслу своей работы.
Видео по теме данной статьи (как сделать простейшую акустическую светомузыку на светодиодах своими руками, схема, описание и пояснение ее работы, + пример) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/6187b23a3701114265733a47 .