Spektrum analizátor II.

 

Az áramkör a multiplexálás miatt csak egy kivezérlés-jelző IC-t igényel 10db helyett, emiatt az alkatrészköltség is jóval kevesebb. Az LM3915 (vagy LM3916) kétfajta kijelzésre képes: vonal ("BAR") - és pont ("DOT") kijelzésre. A két kijelzés-mód közt a nyákon lévő kapcsolóval lehet váltani.

A működés szempontjából a kapcsolás három részre osztható: sávszűrő, vezérlés és a LED-márix. Ezek modulárisan három külön nyákra is lettek megtervezve. A három nyák egymás fölött van azért, hogy kisebb helyet foglaljon. A három panel közt a galvanikus kapcsolatot átkötő huzalok, a mechanikait pedig egymásba csavart külső-belső menetes fém távtartók biztosítják.

Az áramkör viszonylag könnyen utánépíthető, mert a három nyák közül csak a LED-mátrix panel kétoldalas, illetve mert kizárólag furatszerelt alkatrészeket használtam. Sőt, a kezdők számára jó kis forrasztási gyakorlatot jelenthet a 100db LED beforrasztása. Emellett az áramkör élesztése sem kíván különösebb műszerezettséget vagy mélyrehatóbb elektronikai ismereteket.

 

  Sávszűrő panel Vezérlőpanel LED-mátrix panel
Kapcsolási rajz Kapcsolási rajz Valós, elvi Kapcsolási rajz
Beültetési terv Beültetési terv Beültetési terv Beültetési terv
Nyákterv Nyákterv
Alkatrészlista

Teljes alkatrészlista

HEStore.hu-n importálható kosár

Egyéb

Beállítást segítő MP3

Sávszűrők adatai

   

 


 

A sávszűrő panel működése:

Az áramkör ezen a panelon kapja meg az 5V-os tápfeszültségét. Ebből az IC4 (ICL7660) előállít (kb.) -5V-ot, mivel a műveleti erősítőknek kettős-táp igényük van. A bejövő sztereo audio jel a "BE" jelű 3,5-es jack csatlakozón kerül a panelra, ahol mono jellé alakul és IC3B felerősíti. P1 logaritmikus potméterrel az erősítés mértéke állítható. IC3C feszültségkövető hajtja meg a 10db sávszűrőt. A sávszűrők ellenállás-értékei az E24-es sorból vannak válogatva, ezért nincsenek köztük 'egzotikus' értékek. A sávszűrők adatait EZ a táblázat tartalmazza. A sávszűrők után diódás csúcs-egyenirányítók vannak. Az itt lévő elko-k értékének növelésével/csökkentésével változtatható az oszlopok 'dinamikussága'. Ha nagyobb kondenzátorokat használunk, akkor az oszlopok 'felugrásához' kicsit hosszabb ideig tartó jel szükséges (a műveleti erősítők kimenete áramkorlátos), illetve az oszlopok lassabban 'esnek le'. Kisebb kondenzátor-értékkel a világító oszlopok gyorsabban követik a jel változásait. A 10db trimmer azért kell, mert a sávszűrők erősítése nem ugyan akkora. Emiatt ugyan akkora amplitúdójú de más-más frekvenciájú jel esetén az adott frekvenciához tartozó oszlopok nem ugyan olyan magasak lennének. A trimmerek segítségével a sávszűrt, egyenirányított jelet le tudjuk osztani és így be tudjuk állítani a helyes kijelzést. Ezt a beállítást segíti EZ a hangfájl, amiben végigsöprődik a 30Hz-16,4kHz-es tartomány. A trimmereket úgy kell beállítani, hogy a teljes hangfájl ideje alatt mindegyik oszlop ugyan olyan magasra menjen fel maximum. Köszönet Pafinak a hangfájlért!

 

A vezérlő panel működése:

A vezérlő áramkör elvi működése Potyo ötlete, nem az enyém.

A sávszűrő panelról 10db vezetékkel a jel és 2db vezetéken pedig az 5V-os tápfeszültség jut át a középső panelra. Az LM3915 (vagy LM3916) bemenetére a CD4066 analóg kapcsolóival történik az oszlopok egymás utáni jeleinek kapcsolása. A CD4017 lépteti az egyes oszlopokhoz tartozó jelet az LM3915 bemenetére, illetve a kimenetére a megfelelő LED-oszlopot. A vezérlő áramkörben a 4066 analóg kapcsolóinak KI és BE- menetei, illetve azok sorrendje felcserélhető, és az oszlopok bekapcsolásának sorrendje is, mivel ez úgysem látszik a magas kapcsoló frekvencia miatt. Ezért a nyáktervezés megkönnyítése és az átkötések minimalizálása miatt éltem ezekkel a felcserélhetőségi lehetőségekkel. Emiatt néz ki a valós kapcsolási rajz -az elvi rajztól eltérően- úgy ahogy. Az 555 (IC5) az órajelet adja a 4017-nek. A MOD kapcsolóval válthatunk a DOT és BAR kijelzés közt (pont vagy oszlop). Az R3-R12 alkatrészek a LED-ek előtét-ellenállásai. Csökkentve ezeket nagyobb fényerő érhető el.

A LED-mátrix panel:

Az áramkör ezen részének működése úgy gondolom, hogy nem igényel különösebb magyarázatot.

A ledeknek 2mm*5mm-es szögleteseknek kell lenniük, ahogy a képeken is látszik. A kör keresztmetszetű ledek nem igazán férnek el a panelon egymás mellett, illetve szvsz a szögletesekkel jobban is néz ki az áramkör. Érdemes nem 100db ledet venni a boltban hanem mondjuk 10db-al többet, mivel biztos hogy egy pár hibás közülük, vagy a fénye nagyon eltér a többiétől. Nekem sárga színű ledből volt itthon sok, ezért ezeket használtam fel. Azonban bátran lehet variálni a színeket, például alsó 1.-5. sor zöld, 6. és 7. sor sárga, 8.-10. led-sor pedig piros ledekből is állhat.

 


 

Az áramkör megépítése:

 

A három panelt készítsük el vasalásos vagy fotós eljárással. Előbbihez nyújt segítséget EZ a leírás. Ha a három nyák ki van marva, akkor illesszük őket egymásra, és fény felé tartva ellenőrizzük hogy biztosan egymás felett vannak a távtartók furatai. Majd a távtartók furatait egyszerre, a nyákokat összefogva fúrjuk át, különben a távtartókat nehéz lesz egymásba csavarni. Ez után a többi furatot is készítsük el 0,7-es csigafúróval. A sávszűrő panelon lévő 10db trimmernek, a potméternek, a tápcsatlakozónak és a 3,5mm-es jack csatlakozónak a beütetéséhez viszont nagyobb furat szükséges. Végül ne felejtsük el a trimmerek alatti furatokat kifúrni egy nagyobb csigafúróval. Ezekre a furatokra azért van szükség, mert a trimmerekhez a három nyák összeszerelt állapotában nem lehet felülről hozzáférni, mivel a vezérlő panel a sávszűrő panel felett van. A trimmerek alatt ezért vannak a furatok, hogy összeszerelt állapotban egy csavarhúzóval alulról beállíthatóak legyenek. A P1-es potenciométer háza magasabb, mint a sávszűrő és a vezérlő panel közt lévő távolság, ezért a vezérlő panelből jobboldalt ki kell vágni egy kis darabot, hogy a potméter elférjen.

Az alkatrészek beszerzését az alkatrészlistán felül megkönnyíti EZ a fálj is, amit a HEStore.hu internetes áruházában a "Kosár" menüpont alatt beimportálhatunk, így az alkatrészek megrendelése csak pár kattintás.

Figyelem!

A HEStore.hu munkatársai munkájának megkönnyítése érdekében (és az otthoni alkatrész-tartalékok felhalmozásának céljából) a pár forintos ellenállások mennyisége a kosárban rendre 10-10db. Bár az áramkör jellemzően csak 1-2db ellenállást igényel értékenként (az alkatrészlistán a pontos mennyiségek szerepelnek). Ha valakit ez zavar, akkor a kosár beimportálása után módosíthatja az ellenállások mennyiségét. Továbbá a 100db LED helyett 110db-ot tartalmaz a kosár, mert általában sok a gyárilag hibás vagy eltérő fényerejű/színű LED. Illetve mind a 110db LED sárga színű, ahogyan az általam megépített áramkörben is. Természetesen a kosár importálása után a LED-ek más színűre való kicserélésére is mód van.

A kosár összeállításának időpontjában (2008. 10. 23.) az 1-es DIP kapcsoló nem szerepel a HEStore.hu kínálatában (ezért ezt máshonnan kell beszereznünk).

Még a beültetés előtt szemrevételezéssel és/vagy a multimétert szakadás-viszgálóként használva ellenőrizzük alaposan, hogy nincs-e szakadás vagy zárlat a panelon. Ha van, akkor azt javítsuk ki! Ez után kezdjük el a beültetést az átkötésekkel. Majd az ellenállások, diódák, kondenzátorok, IC-k és foglalatok, a trimmerek stb... következnek.

A három panel közt 15mm-es távtartók vannak. A ledes panel és a vezérlő panel közt 4db ilyen távtartó van, azonban most 8db-ra lesz szükségünk a két panel összeszereléséhez! 2-2-2-2 db távtartót csavarozzunk egymásba, és ezekkel rögzítsük egymáshoz a két panelt (egyenlőre ideiglenesen). Ez után átkötő huzalból vágjunk 20db kb. 4cm-es darabot. Ezeket dugjuk át a két panel szélén egymás felett lévő 2db 10-es furatsoron. Majd az átkötő huzalokat forrasszuk oda mindkét panelhoz. Ezután javaslom, hogy egy szigetelőszalag-csíkot tekerjünk a rögtönzött szalagkábelek köré, nehogy összeérjenek. Ezek után a két panel közül ki lehet venni az összecsavarozott távtartókat és szétcsavarva őket -immár véglegesen- visszatehetjük őket a két panel közé. Így a szalagkábelek behajolnak és az építés/élesztés/javítás során könyebben hozzáférünk a panelokhoz. (Ha feszülnének, akkor nem lehetne többé szétszedni a panelokat, csak ha kiforrasztanánk a szalagkábeleket.)

A LED-mátrix panel beültetése fokozott figyelmet és kézügyességet követel! A ledeket soronként vagy oszloponként kezdjük el beforrasztani, de mindig csak egyszerre egy sort forrasszunk be végig, aztán kezdjünk csak hozzá a mellette lévő sorhoz! Illetve minden egyes sor beforrasztása után ellenőrizzük le a LED-mátrix panel csatlakozó-helyeire ráadott árammal, hogy a már beforrasztott ledek biztosan világítanak-e! Ez azért nagyon fontos, mert ha a következő sornyi LED beforrasztásához hozzákezdünk, akkor az előző sorhoz már nem lehet odaférni a pákával, ha esetleg nem sikerült a forrasztás, vagy ha a LED gyárilag hibás, esetleg ha fordítva lett beforrasztva. Továbbá precízen állítsuk be a ledeket, hogy ne össze-vissza álljanak, mert különben nem néz ki olyan jól. A már beforrasztott ledeket úgy ellenőrizhetjük, hogy egy ellenálláson keresztül feszültséget kapcsolunk a LED-mátrix panel csatlakozósoraira. Ha minden LED világít, akkor rendben van. Az is könnyen előfordul, hogy egy-egy lednek gyárilag nagyon eltérő fényereje, netán színe van. Az ilyen ledeket cseréljük ki. Az ilyen gyári hibás ledek miatt írtam az alkatrészlistára 100db LED helyett 110db-ot. (Nálam konkrétan 6db volt hibás a 100-ból.) Végül még egy dolog: legalább tízszer gondoljuk át a legelső LED beforrasztása előtt, hogy mi a helyes polaritás, mert ha a végén kiderül, hogy 100db ledet fordítva forrasztunk be, akkor valószínűleg nagyon morcosak leszünk.

A LED-oszlopok kapják a pozitívot, ide a ledek ANÓDJA van kötve, azaz a ledek hosszabbik lába.

A LED-sorok kapják a negatívot, ide pedig a ledek KATÓDJA van kötve, ami a ledek rövidebbik lába.

 


 

Az áramkör élesztése:

 

Az áramkör élesztését a hátrafelé végezzük; kezdjük a LED-mátrix panellal. Az egyik csatlakozósort ideiglenesen zárjuk rövidre egy drótdarabbal (a 10db eret kössük össze). Ide és a másik csatlakozósorra egyenként tápegységről egy védőellenálláson át kapcsoljunk feszültséget megfelelő polaritással. Így minden LED soronként (vagy oszloponként) világítani fog attól függően, hogy a nem rövidrezárt csatlakozósoron épp melyik érre kapcsoljuk a feszültséget. Ha ezt elvégezve látunk olyan ledet a 100db közül ami nem világít, akkor joggal leszünk idegesek.

Az élesztést a vezérlő panellal folytassuk: Labortápegységről kapcsoljunk 5V-ot a panelra (a DIP kapcsoló melletti furatokra), természetesen ügyeljünk a polaritásra! Az alsó sor ledjei valószínűleg villódzni fognak a zavarjelek miatt, mivel a bemenetek a sávszűrő panel hiányában egyenlőre a "levegőben vannak". Kézzel érjünk hozzá a 4066-ok felett lévő furatsorhoz (bemenetek)! Ennek hatására a nagyobb zaj miatt elvileg a a felsőbb sorok is villódzni fognak. A 10db bemenetet összekötve és rá a GND-hez képest külső feszültséget kapcsolva a feszültség értékének változására látható, hogy a sorok a feszültségszintet együttesen követik. A DIP kapcsolót átkapcsolva az oszlopok egy vízszintes vonallá változnak. Ha ezeket tapasztaljuk, akkor a vezérlő áramkör helyesen működik. Ha nem, akkor szakadás vagy zárlat lehet a panelon. Az esetleges hibák nagy része erre vezethető vissza. Persze ha csak nem fordítva forrasztottuk be valamelyik IC-t, esetleg felcseréltük az NPN/PNP tranzisztorokat. Netán nem forrasztottunk be minden alkatrészt.

A sávszűrő panelre kapcsoljunk 5V-os tápfeszültséget majd ellenőrizzük, hogy a GND-hez képest az ICL7660 5-ös lábán megvan-e a -5V. Ha csak -3V az sem baj. Ez után a TL074-ek 11-es és 4-es lábaik közt nézzük meg hogy megvan-e a 8-10V-os tápfeszültség. Ha van jelgenerátorunk és oszcilloszkópunk, akkor ellenőrizhetjük egyenként a sávszűrők helyes működését. Ha nincs jelgenerátorunk, akkor használhatjuk EZT az mp3 fáljt is. Ha nincs oszcilloszkópunk, akkor millivoltmérőt is használhatunk. Ha az utóbbiak közül egyik műszer sincs kéznél, akkor a fentebb írt módon illesszük a sávszűrő panelt a másik kettőhöz (átkötő huzalokkal való összeforrasztás). Ne felejtsük el a sávszűrő és a vezérlő panelok közt a 10db jelvezeték mellett a tápfeszültséget is átvezetni!

Az immár teljesen összeépített áramkörre kapcsoljuk rá az 5V-os tápfeszültséget! A 3,5-es jack jelbemenetre kössünk rá egy számítógép, vagy mp3 lejátszó kimenetét. Játsszuk le a korábban szóba került mp3-at! A ledeken ennek hatására egy "púp" fog végigmenni. Az alsó panelon lévő trimmereket úgy állítsuk be, hogy ennek a púpnak a csúcsa minden oszlopon ugyan olyan magason legyen! Ezzel az áramkört beállítottuk. Ha a "púp" nem egyenletes, akkor a hibás oszlophoz tartozó sávszűrőnél valószínűleg kontakt hiba van a sávszűrő alkatrészeinél, vagy pedig nem a megfelelő értékű alkatrész lett oda beforrasztva. Ha minden rendben van és a trimmerek be vannak állítva, akkor ilyesmit kell látnunk:

 


 

Végezetül pár videó a működésről:

 

 

Hozzászólások   

 
#11 h.josh 2012-12-02 20:35
ez mind szép és jó de cromban nyomtasd ki a ledmatrixot egészoldalasra terjeszti ki
de már megoldottam ugyan mert a sávszőrő és a vezérlőpanel egyben lesz. aledmatrix ugyan nagyobb de dobozra felcsavarozom előre és nincs gond.
 
 
#12 attila89 2013-01-02 14:38
Helló

az lenne a bromblémám ezzel az áramkörrel, a vezérlő panelen ugy 4 ellenálás van ebből 2 22K ez tiszta a 3-ik az 8,1,de a valós és elvi kapcsolásnál van 8,2k-is a negyedik az mi?mert nézegettem az elvi és a valós kapcsolási rajzot ,és láttam 1,2K,és 5K ami ugye tudomásom szerint nem létezik és nincs is.a he store rendelési listán.
ez gondolom elirás lehet.kérleg javicsd.
aki dolgozik az hibázik is:)
ha hülyeséget beszélek nézd el kérlek,elég amatőr vagyok:D
 
 
#13 Adrian B. 2013-01-18 14:45
Hey, you have a very interesting project, i'll try to build it but i cant find CD4066, can u tell me a equivalent ..i've only founded 4066 digital; Analog Switch; DIP14
 
 
#14 Sz.Balazs 2013-01-30 21:16
Érdeklődnék, hogy a sávszűrők adatait milyen képletekkel lehet kiszámolni. Ezt sajnos nem találtam a leírásban. Hálás lennék ha elküldené valaki. mail címem:
 
 
#15 Sz.Balazs 2013-01-30 21:18
helyes e-mail cím :
 
 
#16 patrik0103 2013-04-17 14:21
Üdv, a nyáktervet nem tudom megnyitni, egy 500-as hibakódú hibaüzenetet kapok. A pontos nyáktervhe elengedhetetlen lenne.
Kérlek nézz utánna.
Előre is köszi
 
 
#17 nbunderground 2013-11-23 17:01
Üdv. Szeretném megkérdezni, hogy hány ampert vesz fel ez a spektrum analizátor?
 

Nincs jogosultságod hozzászólást írni!

Keresés

Saját menü

Szavazás

Melyik kapcsolást szeretnéd hogy mihamarabb elkészüljön?


Forrasztóállomás III. - 26.7%
PIC-es panelmérő III. - 3.2%
PIC-es panelmérő IV. - 1%
PIC-es panelmérő V. - 3.6%
Labortápegység II. - 46.4%
PIC-es vezérlőmodul - 4.1%
Precíziós árammérő - 3.9%

Összes szavazat: 1365
The voting for this poll has ended on: 02 júl. 2015 - 00:00

Szavazás

Hogy tetszik az új oldal?


Fantasztikus! - 50%
Tetszik - 47.5%
Elmegy - 0%
Lehetne jobb is - 2.5%
Pocsék - 0%

Összes szavazat: 40
The voting for this poll has ended on: 09 márc. 2015 - 00:00

Olvasók az oldalon

Oldalainkat 25 vendég és 0 tag böngészi

Online felhasználók

None