Главная » Регуляторы тембра
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Электронный регулятор громкости звука с дистанционным управлением

В этой статье мы рассмотрим схему электронного регулятора громкости звука с возможностью дистанционного управления и цифровой индикацией уровня.

Передняя сторона устройства
Рис.1. Передняя сторона устройства

Задняя сторона устройства
Рис.2. Задняя сторона устройства

Увеличение громкости осуществляется кнопкой или дистанционно с пульта ДУ (инфракрасное управление). Подходит практически любой домашний пульт управления.

Схема устройства представлена на рисунке 3.

Схема электрическая принципиальная

Рис.3. Схема электрическая принципиальная

Переключения уровней звука основаны на десятичном счетчике CD4017 (DD1). Данная микросхема имеет 10 выходов Q0-Q9. После подачи питания на схему, на выходе Q0 сразу присутствует логическая единица, светодиод HL1 светится, указывая на нулевой уровень звука. К остальным выходам Q1-Q9 подключены резисторы R4-R12, которые имеют разное сопротивление.
Напомню, что микросхема в один и тот же момент времени выдает сигнал высокого уровня только на одном из своих выходов, а последовательное переключение между ними происходит при подаче короткого импульса на вход (вывод 14).
Исходя из этого, сопротивления в группе резисторов R4-R12 подобраны в порядке убывания (сверху-вниз по схеме), чтобы при каждом переключении микросхемы на базу транзистора VT2 поступало все больше и больше тока, постепенно открывая транзистор. 
На коллектор этого транзистора подается сигнал от внешнего УНЧ или источника звука.
Итак, переключая микросхему счетчик, мы, по сути, изменяем сопротивление коллектор-эмиттер и тем самым изменяем громкость звука поступающего на динамик.
Сопротивления резисторов зависят от коэффициента усиления транзистора (h21э). Например, при использовании 2N3904 сопротивление резистора R4 может быть около 3 кОм, чтобы чуть чуть "приоткрыть" транзистор, звук при этом будет на самом тихом уровне. А сопротивление R12 должно быть наименьшим из всей группы (около 50 Ом), чтобы обеспечить режим насыщения и максимальную пропускную способность коллектор-эмиттер, соответственно максимальную громкость данного регулятора.
Мне трудно указать конкретные номиналы R4-R12, так как это еще очень сильно зависит от мощности звукового сигнала, поданного на транзистор, а также от питания. Лучше всего использовать многооборотные подстроечные резисторы и настроить ступени "на слух".

В нижней части схемы представлен узел индикации, основанный на дешифраторе К176ИД2 (DD2). Он предназначен для управления семисегментным индикатором.
На входы дешифратора подается двоичный код, поэтому на диодах VD1-VD15 построен шифратор, который преобразует десятичный сигнал от CD4017 в двоичный код, понятный для К176ИД2. Такая схема на диодах может показаться странной и архаичной, но вполне работоспособна. Диоды следует выбирать с малым падением напряжения, например диоды Шоттки. Но в моем случае использованы обычные кремниевые 1N4001, их видно на рисунке 2.
Итак, сигнал с выхода счетчика поступает не только на базу транзистора, но и на диодный преобразователь, превращаясь в двоичный код. Далее DD2 примет двоичный код и на семисегментном индикаторе отобразится нужная цифра, показывающая уровень звука.
Микросхема К176ИД2 удобна тем, что позволяет использовать индикаторы и с общим катодом, и с общим анодом. В схеме использован второй тип. Резистор R17 ограничивает ток сегментов.
Резисторы R13-R16 стягивают входы дешифратора на минус для стабильной работы.

Теперь рассмотрим верхнюю левую часть схемы. Двухпозиционным переключателем SA1 устанавливается режим управления громкостью. В верхнем (по схеме) положении ключа SA1 громкость изменяется вручную, путем нажатия на тактовую кнопку SB1. Конденсатор C3 устраняет дребезг контактов. Резистор R2 стягивает вход CLK на минус, предотвращая ложные срабатывания. 
После подачи питания светится светодиод HL1, а индикатор показывает ноль - это режим без звука (Рисунок 4, сверху).

Отображение уровней на индикаторе
Рис.4. Отображение уровней на индикаторе

Нажимая на тактовую кнопку, маленькими скачками происходит увеличение громкости динамика от 1-го до 9-го уровня, следующее нажатие снова активирует беззвучный режим.

Если установить переключатель в нижнее (по схеме) положение, то вход DD1 подключается к схеме инфракрасного дистанционного управления, основанной на TSOP приемнике. При поступлении внешнего ИК сигнала на TSOP приемник, на его выходе появляется отрицательное напряжение, отпирающее транзистор VT1. Данный транзистор - любой маломощный, структуры PNP, например КТ361 или 2N3906.
ИК приемник (IF1) рекомендую выбрать с рабочей частотой 36 кГц, так как именно на этой частоте работает большинство пультов (от телевизора, DVD и т.д.). При нажатии на любую кнопку пульта, будет происходить управление громкостью.

В схеме присутствует кнопка с фиксацией SB2. Пока она нажата, вывод сброса RST подключен к минусу питания и счетчик будет переключаться. С помощью этой кнопки можно осуществить сброс счетчика и уровня громкости до нуля, а если оставить ее в отключенном положении, вывод сброса окажется не стянутым на минус и счетчик не будет принимать сигналы с пульта ДУ, и не будет реагировать на нажатия кнопки SB1.

Переключатели, тактовая кнопка и TSOP приемник с обвязкой выведены на отдельную плату
Рис.5.  Переключатели, тактовая кнопка и TSOP приемник с обвязкой выведены на отдельную плату

Аудиосигнал на транзистор регулятора я подаю с усилителя на микросхеме PAM8403. Коллектор VT2 подключен к положительному выходу одного из каналов усилителя (R), а его эмиттер к положительному контакту колонки (красный провод на фото). Отрицательный контакт колонки (черно-красный) подключен к минусу используемого канала. Источник звука в моем случае мини mp3 плеер.

Подключение устройства
Рис.6. Подключение устройства

Почему использованы подстроечные резисторы?
Хочу обратить ваше внимание на фото задней стороны устройства (рис.2). Там видно, что присутствуют три подстроечных резистора R4, R5, R6 на 100 кОм. Я реализовал только лишь три уровня громкости, потому что остальные резисторы (R7-R12) не поместились на плате. Подстроечные резисторы позволяют настроить уровни громкости для разных источников звука, т.к. они отличаются по мощности аудиосигнала.

Недостатки устройства.
1) Регулирование громкости происходит только вверх по уровню, т.е. только громче. Убавлять сразу не получится, придется дойти до 9-го уровня и затем снова вернуться к начальному уровню.
2) Немного ухудшается качество звука. Наибольшие искажения присутствуют на тихих уровнях.
3) Не осуществляет управление стерео сигналом. Введение второго транзистора для еще одного канала не решают проблему, т.к. эмиттеры обоих транзисторов объединяются на минус питания, что приводит к "моно" звуку.

Усовершенствование схемы.
Можно использовать вместо транзистора резисторную оптопару. Фрагмент схемы представлен на рисунке 7.

Фрагмент этой же схемы с оптопарой
Рис.7. Фрагмент этой же схемы с оптопарой

Резисторная оптопара состоит из излучателя и приёмника света, соединенных оптической связью. Они имеют гальваническую развязку, а значит управляющая схема не должна вносить помехи в звуковой сигнал, проходящий по фоторезистору. Фоторезистор под действием света излучателя (светодиода или т.п.) будет изменять свое сопротивление и громкость будет изменяться. Элементы оптопары гальванически изолированы, а значит можно управлять двумя или более каналами аудиосигнала (рис.8).

Управление двумя каналами с помощью резисторных оптопар
Рис.8. Управление двумя каналами с помощью резисторных оптопар

Резисторы R4-R12 подбираются индивидуально.

Питание устройства можно осуществлять от USB 5 Вольт. При повышении напряжения следует увеличить сопротивление токоограничивающего резистора R17, чтобы не вышел из строя семисегментный индикатор HG1, а также следует увеличить сопротивление R1, чтобы защитить TSOP приемник. Но не рекомендую превышать питающее напряжение выше 7 Вольт.

К данной статье имеется видео, в котором изложен принцип работы, показана собранная на плате конструкция и проведен тест данного устройства.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Компоненты для схемы (рис.1)
DD1 Специальная логика
CD4017B
1 Десятичный счетчикПоиск в FivelВ блокнот
DD2 Микросхема. ДешифраторК176ИД21 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
2N3906
1 Любой маломощный PNPПоиск в FivelВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
2N3904
1 Можно КТ3102Поиск в FivelВ блокнот
VD1-VD15 Диод Шоттки
1N5817
15 Поиск в FivelВ блокнот
С1 Конденсатор электролитический47 - 100 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C2 Конденсатор керамический0.1 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С3 Конденсатор электролитический1 - 10 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
100 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор20 - 100 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор100 - 300 Ом1 Поиск в FivelВ блокнот
R4-R12 РезисторПодобрать9 ПодобратьПоиск в FivelВ блокнот
R13-R16 Резистор
10 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R17 Резистор
300 Ом
1 От него зависит яркость HG1Поиск в FivelВ блокнот
HL1 Светодиод2 В, 20 мА1 КрасныйПоиск в FivelВ блокнот
HG1 Индикатор семисегментныйSC56-11SRWA1 ОдноразрядныйПоиск в FivelВ блокнот
SB1 Тактовая кнопкаSWT-20-71 Поиск в FivelВ блокнот
SB2 Кнопка с фиксациейB170G1 Поиск в FivelВ блокнот
SA Переключатель двухпозиционныйSS12F271 Поиск в FivelВ блокнот
IF1 ИК приемникTSOP48361 или TSOP1136Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 1
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Комментарии (24) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
felix #
А упростить можно, чтобы без индикатора? Альтернативный вариант?
Ответить
0
Олег #
убери Дешифратор и его обвязку
Ответить
+1

[Автор]
rafo #
Да, конечно. Просто отсоединяем на схеме диодный преобразователь от выходов Q1-Q9 счетчика CD4017
Прикрепленный файл: Без индик..png
Ответить
0
Wladimir #
А ведь можно упростить другим методом. Если стабилизировать питание +5В, то можно применить вместо всей этой этажерки диодов один шифратор 74147 (74247), и имея конкретный индикатор, просто поставить соответствующий дешифратор серии к514
Ошибочка (склероз)... SN74LS147 (шифратор) + SN74LS247 (дешифратор на семисегментный индикатор с ОА)
Прикрепленный файл: 74147.gif
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Wladimir, спасибо за предложенный вариант доработки. А можно ли применить К555ИВ3?
Ответить
0
Wladimir #
Я просто предложил вариант отказа от МОП- серии К176. Кто собирал часы, тот знает, почему. Я бы в любом случае искал варианты обхода этой серии.
Логичнее использовать в этой конструкции линейный индикатор, который проще привязать к схеме, визуально он будет понятнее для восприятия, и проще в реализации.
Ответить
0
Wladimir #
Или вот еще, опять-таки буржуйский универсальный дешифратор КМОП CD4543, с подключением любого семисегментного индикатора (ОА и ОК), выбор типа индикатора тупо джамперами на плате. Принцип подключения понятен из схемы. СС и СА - общий катод и анод соответственно.
Отредактирован 06.08.2016 19:13
Прикрепленный файл: Proj-4-sch.jpg
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Всем, кто будет пробовать собирать данное устройство рекомендую сразу использовать вместо транзистора резисторную оптопару (см.в конце статьи "Усовершенствование схемы"), т.к. использование транзистора дает небольшие искажения.
Ответить
0
UFO #
А какую резисторную оптопару вы порекомендуете применить?
Ответить
0

[Автор]
rafo #
К примеру можно использовать CLM6000, CLM8000 и VTL5C3.
Только напряжение управляющего LED составляет 2-3 Вольт, а выходное напряжение счетчика CD4017 почти как напряжение питания. Также в даташите указан максимальный ток управляющей части, а значит минимальное сопротивление резистора для LED (управляющая часть) оптопары можно без труда рассчитать.
Темновое сопротивление данных оптопар довольно большое, около 500 кОм, а минимальное в облученном состоянии около 400-500 Ом.
Настройка сводится к тому, чтобы резистор R12 позволял уменьшить сопротивление управляемого фоторезистора до вышеуказанного порога, но при этом защищал светодиод оптопары от чрезмерного тока.
Но все же стоит поискать такую оптопару, у которых параметр "ON Resistance" самый маленький, и чем меньше, тем лучше.
Ответить
0
Иван #
АОР124А
Ответить
0

[Автор]
rafo #
АОР124А имеет световое выходное сопротивление 1,2 кОм, а у АОР124Б получше, всего 360 Ом, хотя это тоже многовато...
Отредактирован 27.07.2016 14:01
Ответить
0
Юрий #
Категорически не рекомендую повторять схему.
Предложенный способ регулировки "обеспечит" нелинейные искажения в районе 5-7%.
А отсутствие возможности уменьшить громкость вообще полностью лишает схему смысла - тут могу автору подсказать, что в природе существуют и реверсивные счетчики :)
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Реверсивный счетчик не решит проблему, т.к. управление производится все равно по одному каналу... Если только использовать два тсоп приемника на разные частоты, и соответственно два пульта, для прибавления и для убавления. Но это уже совсем глупо.
Я с Вами согласен, искажения есть, но возможно кто-нибудь найдет применение данного регулятора не для музыки, а для сигнализатора, звонка или другого монофонического источника звука..
Ответить
0
Wladimir #
Я вообще бы использовал эту схему, как последовательный переключатель, поставив на выходы ключи. И больше ни для чего.
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Скажу по секрету, сначала он и был просто переключателем с индикацией, и я планировал просто управлять LED подсветкой, но новая идея не заставила себя ждать...
Ответить
0
Vovchik #
Как я понял VT2 стоит в цепи громкоговорителя. И если усилитель будет на сто ватт это транзистор должен держать ток десятки ампер. И греться он будет очень хорошо и плюс искажения сигнала. Необходимо подумать о переносе во входную цепь. И почему не использовать полевик?
Ответить
0
Smelter2 #
Думал скажете, почему не использовать МК? Однозначно – управление во входной цепи + регулировка фоторезистором, так будет более-менее приемлемо. Бешанные аудиофилы регуляторы громкости на реле собирают или галетных переключателях, переменные резисторы "плохо" звучат )
Отредактирован 28.07.2016 12:37
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Очень поддерживаю факт, что переменные резисторы "звучат" плохо.
Ответить
0

[Автор]
rafo #
Да, пожалуйста, без проблем можно подключить сразу после источника звука, перед усилителем. Во входной цепи нормально работает, я проверял, только естественно R4-R12 нужно другого номинала.

Полевик управляется напряжением. На выходах микры стоят резисторы определяющие разный ток на разных уровнях, поэтому и использовать следует биполярник, т.к. он управляется током.
Ответить
0
Vovchik #
Использовать следует биполярник - сделай делитель и будет напряжение меняться. Это мое мнение. Полевик шумит меньше. Ну а насчет переноса во входную цепь усилителя правильней.
Ответить
0
gamebox #
Не пойму, зачем городить такое, да еще и регулировать в выходной цепи? Есть же усилители с управлением громкостью по напряжению на аналоговом входе или хотя бы цифровые потенциометры с управлением по I2C поставить на вход усилителя. А вообще лет 15 назад собирал схему кнопочного регулятора громкости на ИЕ11 и мультиплексорах КП2, которые коммутировали сопротивления, и вполне работало, правда со щелчками.
Ответить
0
Влад #
Пара дурацких вопросов автору...
Знает ли он, что у 561ИЕ8 если на выходе нет единички, то присутствует ноль? Соответственно, все резисторы собраны в кучу и могут спалить слабые входы, когда там будет появляться плюс. Диоды надо ставить последовательно с резисторами! Почему нельзя использовать двоичный реверсивный счетчик типа К176ИЕ2 ? Там и предустановка есть. На выходе паяется матрица из восьми резисторов, вроде, и имеем ступенчатое регулирование от нуля до питания на 15 шагов!
И второй вопрос...КАК можно поставить оптопары с прямым прохождением тока на динамики? Они же даже наушники не потянут?
Прикрепленный файл: 0011.JPG
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор - темброблок на LM1036
Конструктор - темброблок на LM1036
Raspberry Pi 2 Паяльник с регулировкой температуры
вверх