如何制作光控声音发生器

步骤1：您需要的东西

我用了很多东西来制作这个项目。我更喜欢从Jameco和Radio Shack那里买东西，因为它们非常方便，而且我在最后一刻都做了。您也可以从Digikey或从您最喜欢的电子供应商那里获得任何东西，这些零件都不是奇特的。

您需要：

扬声器，

蜡烛和烛台。

电线-我喜欢从无线电棚里拿出大约两包3包电线，一根实心线芯和一根绞线。我更喜欢22号规格。

Perfboard-我喜欢无线电棚的276-150板，它便宜又有用。

电源-我用Jameco的Mean Well 24V 1A壁式疣设计了它。如果您不想将电源直接焊接到板上，还需要一个相应的插孔。

电子组件-您可以从Jameco获得所有这些组件。

电阻：

2.2 x1

1k x1

5.6k x2

10k x4

22k x3 《3k》 33k x1 《100》 x1

200k x1 《1》音频锥度电位器

光敏电阻（我用的是Jameco ＃CDS003-7001）

电容器：

0.1uF x3

1uF x3 《10》 x5 《5》 100uF x3 《2》 2200uF x1

半导体：

MC1458 x1（任何通用-用途双运放是好的，这些都是便宜的）

LM555 x1

LM7805 x1

LM1875 x1（加散热器）

1N4733 x1（任何5V齐纳二极管都可以）

8针DIP插座x2（如果不小心将DIP炸掉，很难将其卸下，最好以防万一的方式将其插入。LM7805和LM1875位于TO-220中，如有必要，更容易从板上拔出。）

工具：

烙铁和焊料

钳子，剥线钳，斜口钳

步骤2：电路

这是我们要使用的电路。它有很多零件。如果您知道如何构造电路并且不想阅读大量内容，则可以继续进行构建。如果您不确定所有部件的功能，请继续阅读！

电源供应器

我们将使用24V直流电源运行整个设备。我们需要那么多的伏特才能使输出响亮而响亮。 LM555只能在爆裂之前处理18V电压，因此我们将以LM7805稳压器产生的5V电压运行初始阶段，如标有5V电源的方框所示。标有24V的电源连接到主电源，标有5V的电源连接到LM7805的输出。电源去耦

为使电路正常运行，电源之间需要有一定的电容和接地，如标有“电源去耦”的方框所示。最重要的是在LM1875的电源附近（即物理上紧密靠近）的24V电源和LM555的5V电源上放置几个电容。 LM7805附近的每个电源上可能也应该有一些电源。电源去耦是其中一种手动操作，但如果不这样做，电路将无法工作。

光传感器

硫化镉光敏电阻只是一个电阻，其值会根据击中它的光子数。将其电阻转换为信号的最简单方法是通过在其上制作一个分压器，如“光传感器”框中所示。为了减少通过电源建立反馈环路的机会，该电路比可能需要的电路复杂一些。

1K电阻，5.1V齐纳二极管和10uF电容器用于从24V电源产生相当稳定的5.1V参考。我们可以使用第二个LM7805代替电阻和二极管，但这是一种更简单的方法，因为没有太多电流流入光敏电阻分压器。我在这里使用的齐纳二极管是1N4733，但是任何旧的5.1V齐纳二极管都可以正常工作。实际上，实际上任何齐纳二极管都应该可以正常工作，而5.1V不一定是精确的。不要忘记将齐纳二极管指向与使用信号二极管的方向相反的方向！

我选择了串联的5.6k电阻来匹配中等光线下的光敏电阻，您可以测量光敏电阻和做同样的事情，或者只是使用几个欧姆的电阻。来自分压器的电压为5.1V * 5.6k/（5.6k + R（sensor））。基于环境光的量将有一个稳定的值，基于光的变化量会在其上方有一个摆动。

Bias

我们希望将来自光传感器的信号居中放置在2.5左右V，因此我们可以在达到0V或5V之前将其放大。偏置电路中的两个10k电阻产生2.5V电压，如图所示接线的运算放大器缓冲信号以使2.5V电压稳定，无论其连接的是什么。偏置电路和前置放大器电路中的运算放大器均为MC1458双运放的一半。

前置放大器

10u电容器可让交流电通过，但消除了标称直流电平，并且连接了10k电阻偏置电路将DC电平重置为2.5V。如图所示，配置有100k和1k电阻的运算放大器将信号放大（100k + 1k）/（1k）或101。我们可能不需要这么大的增益，您可以尝试使用较小电阻的电路。放在100k的位置，看看是否喜欢它的声音。

振荡器

这使用了老式的LM555来制作方波。额定频率由5.6k和33k电阻以及1u电容器根据公式f = 1.44/（（5.6k + 2 * 33k）* 1u）= 20Hz设置。前置放大器产生的振荡将调制LM555从引脚3输出的频率。您可以尝试更改电阻器，以了解您的想法。

音量

您要在这里使用1M对数电位器。这只是简单地根据需要降低信号幅度。

功率放大器

它有很多部分，因此我们将在下一步中更深入地研究它。

第3步：功率放大器电路

该电路有点复杂，但确实很方便，所以我想我会拼出所有部分。如果给它60 V的电压，LM1875可以输出大约30瓦的功率，足以引起一些麻烦。在24 V电源上，我们使用的峰值输出将仅为5 W，但这绝对足以产生一些噪声。如果您想在更大的电源上使用该电路，则无需进行任何更改，只需确保您的电源可以放出足够的电流而不会着火。

在接下来的照片中您会注意到LM1875始终带有散热器；这是必不可少的。没有人，它将很快过热。他们在芯片中放入了一些高级保护材料，以便在芯片过热时将其关闭而不会损坏芯片。如果发生这种情况，请使用更大的散热器！

顺便说一下，该电路直接从LM1875数据表中获取。

AC耦合

输入和输出处的AC耦合电容器使音频摆动但请像在前置放大器中那样去掉直流电平。它允许通过的最低频率由电容器及其串联电阻决定。由于扬声器的阻抗很低，因此我们需要在输出端设置一个较大的上限。在输入端，电容器会看到偏置网络，该网络的电阻要高得多，因此可以使用更小的电容器。Bias

这与前置放大器中使用的偏置电路相同，但是没有运算放大器缓冲器。我们可以在这里没有缓冲器的情况下逃脱，因为我们没有将偏置电路连接到反馈网络（前置放大器中的1k电阻）。偏置电路中的电容用于去耦，与电源去耦电容相同。

电源去耦

别忘了在芯片旁边的电源上放置电容！

Zobel Network

构成Zobel网络的电阻器和电容器有助于使扬声器的阻抗更易于放大器驱动。扬声器的作用就像电阻与电感串联，使电阻和电容器与扬声器并联，使整个装置的作用更像电阻。这很棘手，但请相信我会有所作为。

反馈网络

反馈网络就像在前置放大器中那样，只是添加了10u电容器。在音频频率下，电容器的作用类似于短路，而功率放大器电路给我们的增益为21。在直流电压下，电容器的作用类似于开路，给我们的增益为1。在f = 1处进行转换/（2*pi*10k*10u）=1.59Hz。

步骤4：原型

我在原型板上构建了电路。如果您有一个，最好先用这种方法尝试一下。

不要尝试构建与图片完全匹配的原型，只需尝试使电路正确即可。我只是认为一些图片可能会激发动力。并显示出实际上并不需要构建太多东西。

步骤5：在Perfboard上布置

我尝试保留一些额外的板子。他们很便宜。我通常会设计出一块穿孔板，然后将其复制到我焊接的一块板上。咖啡杯在这里很有用，您可以放下一部分，不用焊接就可以留在那里。

下面是我的原型穿孔板的一些图片，我最终确定了布局。

这些纸板几乎没有三孔总线将东西连接在一起。我尝试与这些联系建立尽可能多的联系。其余的连接尽可能多地通过折叠背面的组件引线并焊接在一起来实现。我将与电路板顶部的导线一起布线。

我使用了比原理图上更多的去耦电容器。在LM7805旁边的24 V电源上有一个电容，可产生一个稳定的5 V；在LM1875旁边的24 V电源上有另一个电容，以保持其稳定。在5 V电源上有第三组电容。

步骤6：将其焊接下来

构建最终的东西可能会很慢，但是我发现将成品制成坚固的零件并脱离原型板是令人满意的。这也是磨练那些焊接技能的好方法。

如果我犯了一个错误，我总是害怕弄乱我漂亮的漂亮的木板，但是事实证明，如果您犯了一个错误，那么您几乎可以对其中一块木板进行任何重做小心点取出组件通常需要销毁它，但是没关系，组件很便宜。出来后，您可以用一些焊锡芯清理板上的焊锡。

我试图获得足够的图片，以便您可以根据需要精确复制它。如果有不清楚的地方，我会尝试获取更多图片，或者您可以找出自己的布局方式。

在背面的图片中，上方走线穿过中间，下方走线为24 V. LM1875位于右侧，而LM7805位于左侧。

步骤7：将它们放在一起

在这里，我在第一个护板下安装了第二个护板，以保护背面的接线。我用1/4英寸的垫片将它们分开。光线传感器连接到一根蜡烛上，然后输出到我们的扬声器。简单又快乐。