Elektronik: Kegembiraan & Dasar-Dasar - Mikrofon Electret Elektrik - 💡 Fix My Ideas

Elektronik: Kegembiraan & Dasar-Dasar - Mikrofon Electret Elektrik

Elektronik: Kegembiraan & Dasar-Dasar - Mikrofon Electret Elektrik


Penulis: Ethan Holmes, 2019

Tiga mikrofon electret dilihat dari bawah. Kanan atas: dari RadioShack. Kiri atas: dari mouser.com. Bawah: dari allelectronics.com. Terminal ground berada di sisi kanan dalam setiap case.

Mikrofon pada telepon kabel kuno relatif berat, besar, dan mahal, dan kualitas suaranya sangat buruk. Berkat perkembangan ilmu material di tahun 1990-an, electrets sekarang mungil, berkualitas tinggi, dan tersedia dari beberapa sumber dengan harga masing-masing kurang dari $ 1.

Mikrofon electret melakukan keajaibannya dengan sepasang selaput tipis bermuatan elektrostatis. Ketika gelombang suara memaksa satu lebih dekat ke yang lain, sebuah transistor kecil di mikrofon menguatkan fluktuasi potensial listrik. Kita dapat memperkuat mereka lebih lanjut, di sirkuit kita, dan menggunakannya untuk banyak tujuan.

Material

  • Mikrofon electret Kebanyakan 8mm atau 10mm electrets akan berfungsi di sirkuit ini, seperti RadioShack # 270-0090.
  • Kapasitor keramik: 0,1 μF (2), 0,68 μF, 10 μF (2)
  • Kapasitor elektrolit, 330μF
  • Resistor: 22Ω, 1K (2), 1.5K, 3.3K, 10K, 100K (2)
  • Potensiometer penghias: 10K, 100K
  • Sirkuit terpadu: LM741, LM386 Pabrikan dapat mendahului nomor bagian umum ini dengan huruf atau angka tambahan.
  • Loudspeaker: 2 inci atau 3 inci, 50Ω – 100Ω
  • Baterai 9V (2) dan klip koneksi

Simbol skematik alternatif untuk mikrofon electret.

Menguji, Menguji ...

Sebagian besar rahasia memiliki dua terminal. Mereka mungkin memiliki timah yang terpasang atau hanya bantalan solder untuk aplikasi pemasangan di permukaan. Karena bantalannya cukup besar, Anda dapat dengan mudah menambahkan timah sendiri jika perlu.

Mendeteksi output dari mikrofon electret.

Langkah pertama Anda adalah membedakan terminal positif dan negatif. Mereka biasanya tidak ditandai dengan cara apa pun, dan lembar data bisa sangat tidak informatif. Namun, jika Anda melihat bagian belakang mikrofon, Anda akan melihat “jari-jari” logam memancar keluar ke shell dari salah satu terminal. "Jari-jari" ini - tertanam dalam senyawa penyegel yang tembus cahaya - mengidentifikasi sisi negatif dari electret, yang harus dihubungkan ke ground.

Hubungkan terminal lain melalui resistor seri 3.3K ke sisi positif catu daya 9VDC, dan Anda akan melihat electret merespons suara ketika Anda menerapkan meter. Jangan lupa untuk mengatur meteran Anda untuk mengukur AC, bukan DC. Kisaran 1mV hingga 40mV adalah tipikal.

Amplifikasi

Pinout dasar dari op-amp LM741 dan power amp LM386. Pin yang tidak berlabel memiliki fungsi tambahan; lihat lembar data untuk detailnya.

Kita dapat menggunakan op-amp untuk mengubah milivolt dari electret menjadi volt. Inilah sirkuit yang menggunakan LM741. Sementara banyak sirkuit sederhana ada, ini meminimalkan osilasi dan distorsi. LM741 output ke LM386, sebuah chip penguat daya dasar yang dapat menggerakkan loudspeaker kecil.

Sirkuit penguat audio.

Perhatikan bahwa kami menggunakan "catu daya terpisah" yang terdiri dari +9V DC, –9V DC, dan 0V (diwakili oleh simbol ground). Untuk mengatur ini, Anda dapat menggunakan sepasang baterai 9V secara seri, seperti ditunjukkan di bawah dan di sebelah kiri. Tetapi mengapa itu perlu?

Pasokan daya split yang dibutuhkan oleh rangkaian dapat disediakan oleh dua baterai 9V yang dihubungkan secara seri.

Pertimbangkan bagaimana gelombang suara dibuat. Semua di sekitar kita adalah tekanan udara statis, yang bisa dibayangkan sebagai tidak adanya suara. Saat Anda berbicara, Anda membuat gelombang yang naik di atas level sekitar, dipisahkan oleh palung yang turun di bawahnya. Penguat harus mereproduksi fluktuasi ini secara akurat, dan voltase yang relatif positif dan relatif negatif adalah cara yang paling jelas.

Dalam rangkaian penguat kami, kapasitor 0,68μF memasangkan mikrofon melalui resistor 1K ke op-amp. Kapasitor memblokir tegangan DC, untuk menghentikan op-amp dari mencoba untuk memperkuatnya. Tetapi kapasitor transparan dengan sinyal audio bolak-balik, yang ingin kami perkuat. Sinyal mic menginduksi fluktuasi pada tegangan netral yang disediakan oleh pembagi tegangan, dan op-amp memperkuat perbedaan antara fluktuasi ini dan input kedua, yang memiliki tegangan referensi stabil.

Referensi ini dibuat dengan umpan balik negatif dari keluaran op-amp, disesuaikan dengan trimmer 100K. Umpan balik negatif menjaga op-amp tetap terkendali, sehingga menciptakan salinan akurat dari sinyal input. Untuk mempelajari lebih lanjut pemrosesan sinyal dengan op-amp, perhatikan Buat: Lebih Banyak Elektronik, sekuel buku saya Buat: Elektronik dijadwalkan untuk publikasi pada Mei 2014.

Untuk menghindari osilasi dan kebisingan lainnya, jaga agar semua kabel sependek mungkin, dan kemas komponen dengan rapat. Pasang kabel merah dan hitam terhubung dengan baterai 9V, sedangkan kabel kuning pergi ke loudspeaker.

Membuatnya Bekerja

Pasokan split dua baterai memiliki beberapa keterbatasan. Outputnya tidak akan berisik, dan mungkin gatal, terutama jika dua baterai 9V Anda menghasilkan tegangan yang tidak sama. Gunakan pemangkas 100K untuk meminimalkan distorsi dan pemangkas 10K untuk memaksimalkan volume. Anda akan mendapatkan hasil yang lebih baik jika Anda memiliki catu daya split yang tepat, atau dua adaptor AC 12V yang terhubung melalui regulator tegangan 9VDC yang terpisah.

Pengeras suara 50Ω-100Ω lebih disukai. Saya mendapatkan hasil yang sangat baik ketika saya menggunakan klip buaya untuk menghubungkan output dari rangkaian ke colokan mini-jack pada speaker komputer saya, tetapi jika Anda membuat kesalahan pengkabelan, Anda dapat merusak speaker Anda.

Anda mungkin tertarik pada ide lain, seperti menggunakan suara untuk menyalakan lampu atau menyalakan motor. Untuk tujuan ini, alih-alih penguat audio seperti LM386, output dari op-amp dapat memicu relay solid-state. Tambahkan kapasitor 100μF antara output op-amp dan arde untuk menghaluskan sinyal (sehingga relai tidak “mengobrol”) dan sesuaikan pemangkas 100K hingga sensitivitas sirkuit sesuai.

Sebuah op-amp dapat mengumpankan outputnya (melalui kapasitor kopling) ke pin input mikrokontroler. Anda harus menemukan nilai digital yang diberikan oleh konverter analog-digital di dalam mikrokontroler ke berbagai level suara, tetapi setelah itu Anda dapat memprogram output yang berbeda untuk level suara yang berbeda.

Sirkuit audio analog bisa lebih rumit daripada sirkuit digital. Mempelajari cara menggunakan electret adalah perkenalan yang bagus!



Anda Mungkin Tertarik

Tips Cepat untuk Memahat Bentuk Khusus dengan Styrofoam

Tips Cepat untuk Memahat Bentuk Khusus dengan Styrofoam


Tantangan dan Imbalan Merancang Dunia VR

Tantangan dan Imbalan Merancang Dunia VR


5 Hal yang Saya Pelajari dari Membuat Patung Ban Pernafasan Api

5 Hal yang Saya Pelajari dari Membuat Patung Ban Pernafasan Api


Perjalanan Kami dalam Membangun Robotic-Controlled Robotic Gripper

Perjalanan Kami dalam Membangun Robotic-Controlled Robotic Gripper






Recent Posts