Barevná hudba

No to je zase vopičárna! Barevnou hudbu jsem si postavil jako chlapec. Na vstupu byl nízkofrekvenční oddělovací transformátor, za ním kmitočtová výhybka která ovládala tyristory, které následně rozsvěcely malé žárovky. Moc to nefungovalo.

Tedy po letech, když už Kretén neví, co roupama, jsem se rozhodl postavit barevnou hudbu znovu. Lépe. A radostněji. A mimochodem tak oslavit 20 let svých kreténských stránek.

Barevná hudba je buzená signálem z výstupu zesilovače. Je připojená paralelně ke svorkám reprosoustavy. U sterea je tedy samozřejmostí, že každý kanál má svojí vlastní barevnou hudbu. Rovnou na vstupu je rozbočení do tří větví kmitočtové výhybky. Ta má dělící kmitočty zhruba 150 Hz a 1500 Hz. Výstupy z kmitočtové výhybky budí tranzistory v zapojení se společným kolektorem, které pracují jako detektory. Na bázi těchto tranzistorů je přivedeno předpětí získané z přechodu báze-emitor dalšího stejného tranzistoru, tedy tyto tranzistory jsou těsně kolem bodu, kdy se začínají otevírat. Kladná půlvlna signálu tranzistor otevře, na odporu v jeho emitoru se objeví napětí které nabije paralelně připojený kondenzátor, který tyto půlvlny vyhlazuje. Pokud úroveň signálu klesne, kondenzátor se vybíjí do odporu. Záporná půlvlna na bázi tranzistoru tento tranzistor neotevře. Aby se těmito zápornými půlvlnami nenabíjely vazební kondenzátory a zároveň byly báze těchto tranzistorů chráněny proti průrazu velkým záporným napětím, jsou k nim paralelně anodou proti zemi připojeny diody, které tyto záporné půlvlny odvedou.

Úroveň napětí na které se nabíjejí kondenzátory je měřena AD převodníkem procesoru. Ten provádí přepočet naměřených hodnoty na PWM signál, který ovládá výstupní tranzistory které následně rozsvěcují trojbarevný LED pásek.

AD převodník je desetibitový a jako referenční napětí používá 5 V napájení procesoru. Rozlišení je tedy zhruba 5 mV. Kmitočtová výhybka signál zeslabí zhruba pětkrát, tedy pro jeden bit rozlišení AD převodníku je na vstupu potřeba zhruba 25 mV. Aby ovšem LED nepoblikávaly i v tichu, je dobré nastavit nějakou prahovou hodnotu. Řekněme 4. Tedy procesor začne rozsvěcet LED až od úrovně 20 mV na vstupu převodníku, tedy zhruba 100 mV na vstupu. Tomu při osmiohmových reproduktorech odpovídá výkon zhruba 1 mW. Zdá se to hrozně málo, ale tiché pasáže v hudbě se pod touto hodnotou pohybují.

Na druhou stranu, signál větší než zhruba 15 Vrms, čemuž odpovídá výkon necelých 30W už obvod vybudí na maximum. Od tohoto výkony výše tedy už nelze úroveň signálu rozlišit.

A pak už záleží na naší kreativitě, jak naměřené hodnoty převedeme na výstupní výkon.

Jako nejkonzervativnější řešení lze naměřenou hodnotu přímo převést na PWM. Při osmibitovém rozlišení PWM prostě naměřenou hodnotu vydělíme čtyřmi. Nikdy nedosáhneme maxima, neboť na vstupu AD převodníku bude maximální napětí nižší o napětí na otevřeném tranzistoru v zapojení se společným kolektorem. Ale bude to rozumně blikat i při velké úrovni signálu.

Jako kompromisní řešení lze hodnotu naměřenou AD převodníkem přímo použít pro PWM, pokud tato hodnota bude menší než 255. Pokud bude větší, dosadíme 255, což na výstupu způsobí trvalé sepnutí.

A jako nejprogresivnější metodu lze zvolit exponenciální průběh. Pokud je naměřená hodnota menší než 8, pro PWM převodník použijeme jedničku odrotovanou o daný počet bitů doleva. Při vyšší naměřené hodnotě použijeme pro PWM hodnotu 255. Takovýto výpočet umožní, že barevná hudba bude zuřivě blikat už při relativně tichém poslechu.

No a úplně nakonec si samozřejmě můžete zvolit vlastní algoritmus přepočtu naměřené hodnoty signálu na výstupní úrovně. Kreativitě se meze nekladou. Tedy, přesněji řečeno, kreativitě klade meze výpočetní výkon a velikost programové paměti použitého procesoru. Napadá mě třeba možnost, že by svítila vždy pouze jedna barva, ta s nejvyšší úrovní signálu. Ale to bychom se okradli o nádherné kombinace barev.

Na výstup barevné hudby je připojeno 1,2 m RGB LED pásku. Celé zařízení má tvar lampičky. Tělo tvoří dutý válec, uvnitř kterého je plošný spoj s elektronikou. Na válec je do spirály navinut LED pásek. Nahoře je válec zakryt zátkou do které jsou zabudována dvě ovládací tlačítka. Kromě různých módů barevné hudby to celé může fungovat i jako obyčejná lampička, kdy pomocí tlačítek je možno nastavit barvu a jas, případně duhový efekt. Na tělo lampičky je nasazeno stínítko vytisknuté z průhledného PETG.

Dokumentace k projektu je ke stažení ZDE

P15/1, K15 - prosinec 2006, naposledy aktualizováno: leden 2024



Kreténem Zámečníkem Elektronikem Kytarová hlava PCB Etching Generátor Zesilovač s GU-50 Potenciometr na dálkové ovládání Barevná hudba Balkón Gramofon Zvonek DTMF převodník Nixie Stroboskop Třípásmové reprobedny Zesilovač pro sluchátka Vařič Nabíječka TC Vrata Zapalování Lampový zesilovač Theremin Dvoupásmová reprobedna LC metr TC2 Zemědělcem Umělcem Truhlářem Sportovcem Správcem node Merkur Napište mi	Barevná hudba No to je zase vopičárna! Barevnou hudbu jsem si postavil jako chlapec. Na vstupu byl nízkofrekvenční oddělovací transformátor, za ním kmitočtová výhybka která ovládala tyristory, které následně rozsvěcely malé žárovky. Moc to nefungovalo. Tedy po letech, když už Kretén neví, co roupama, jsem se rozhodl postavit barevnou hudbu znovu. Lépe. A radostněji. A mimochodem tak oslavit 20 let svých kreténských stránek. Barevná hudba je buzená signálem z výstupu zesilovače. Je připojená paralelně ke svorkám reprosoustavy. U sterea je tedy samozřejmostí, že každý kanál má svojí vlastní barevnou hudbu. Rovnou na vstupu je rozbočení do tří větví kmitočtové výhybky. Ta má dělící kmitočty zhruba 150 Hz a 1500 Hz. Výstupy z kmitočtové výhybky budí tranzistory v zapojení se společným kolektorem, které pracují jako detektory. Na bázi těchto tranzistorů je přivedeno předpětí získané z přechodu báze-emitor dalšího stejného tranzistoru, tedy tyto tranzistory jsou těsně kolem bodu, kdy se začínají otevírat. Kladná půlvlna signálu tranzistor otevře, na odporu v jeho emitoru se objeví napětí které nabije paralelně připojený kondenzátor, který tyto půlvlny vyhlazuje. Pokud úroveň signálu klesne, kondenzátor se vybíjí do odporu. Záporná půlvlna na bázi tranzistoru tento tranzistor neotevře. Aby se těmito zápornými půlvlnami nenabíjely vazební kondenzátory a zároveň byly báze těchto tranzistorů chráněny proti průrazu velkým záporným napětím, jsou k nim paralelně anodou proti zemi připojeny diody, které tyto záporné půlvlny odvedou. Úroveň napětí na které se nabíjejí kondenzátory je měřena AD převodníkem procesoru. Ten provádí přepočet naměřených hodnoty na PWM signál, který ovládá výstupní tranzistory které následně rozsvěcují trojbarevný LED pásek. AD převodník je desetibitový a jako referenční napětí používá 5 V napájení procesoru. Rozlišení je tedy zhruba 5 mV. Kmitočtová výhybka signál zeslabí zhruba pětkrát, tedy pro jeden bit rozlišení AD převodníku je na vstupu potřeba zhruba 25 mV. Aby ovšem LED nepoblikávaly i v tichu, je dobré nastavit nějakou prahovou hodnotu. Řekněme 4. Tedy procesor začne rozsvěcet LED až od úrovně 20 mV na vstupu převodníku, tedy zhruba 100 mV na vstupu. Tomu při osmiohmových reproduktorech odpovídá výkon zhruba 1 mW. Zdá se to hrozně málo, ale tiché pasáže v hudbě se pod touto hodnotou pohybují. Na druhou stranu, signál větší než zhruba 15 Vrms, čemuž odpovídá výkon necelých 30W už obvod vybudí na maximum. Od tohoto výkony výše tedy už nelze úroveň signálu rozlišit. A pak už záleží na naší kreativitě, jak naměřené hodnoty převedeme na výstupní výkon. Jako nejkonzervativnější řešení lze naměřenou hodnotu přímo převést na PWM. Při osmibitovém rozlišení PWM prostě naměřenou hodnotu vydělíme čtyřmi. Nikdy nedosáhneme maxima, neboť na vstupu AD převodníku bude maximální napětí nižší o napětí na otevřeném tranzistoru v zapojení se společným kolektorem. Ale bude to rozumně blikat i při velké úrovni signálu. Jako kompromisní řešení lze hodnotu naměřenou AD převodníkem přímo použít pro PWM, pokud tato hodnota bude menší než 255. Pokud bude větší, dosadíme 255, což na výstupu způsobí trvalé sepnutí. A jako nejprogresivnější metodu lze zvolit exponenciální průběh. Pokud je naměřená hodnota menší než 8, pro PWM převodník použijeme jedničku odrotovanou o daný počet bitů doleva. Při vyšší naměřené hodnotě použijeme pro PWM hodnotu 255. Takovýto výpočet umožní, že barevná hudba bude zuřivě blikat už při relativně tichém poslechu. No a úplně nakonec si samozřejmě můžete zvolit vlastní algoritmus přepočtu naměřené hodnoty signálu na výstupní úrovně. Kreativitě se meze nekladou. Tedy, přesněji řečeno, kreativitě klade meze výpočetní výkon a velikost programové paměti použitého procesoru. Napadá mě třeba možnost, že by svítila vždy pouze jedna barva, ta s nejvyšší úrovní signálu. Ale to bychom se okradli o nádherné kombinace barev. Na výstup barevné hudby je připojeno 1,2 m RGB LED pásku. Celé zařízení má tvar lampičky. Tělo tvoří dutý válec, uvnitř kterého je plošný spoj s elektronikou. Na válec je do spirály navinut LED pásek. Nahoře je válec zakryt zátkou do které jsou zabudována dvě ovládací tlačítka. Kromě různých módů barevné hudby to celé může fungovat i jako obyčejná lampička, kdy pomocí tlačítek je možno nastavit barvu a jas, případně duhový efekt. Na tělo lampičky je nasazeno stínítko vytisknuté z průhledného PETG. Dokumentace k projektu je ke stažení ZDE
P15/1, K15 - prosinec 2006, naposledy aktualizováno: leden 2024