Цифровой регулятор громкости

Принципиальная схема простого электронного потенциометра, или как заменить переменный резистор с ручкой на две кнопки для регулировки в разных схемах и устройствах. В устройстве использованы полевые транзисторы КП304 или КП301.

Иногда бывает что нужно переделать какой-то регулятор на основе переменных резисторов с вращающимися ручками под цифровое кнопочное управление. Решение такой задачи может быть на основе микроконтроллера, с применением цифровых микросхемам и т.п.

В данной статье описывается простое решение, которое позволит заменить переменный резистор на небольшую схемку с двумя кнопками: «БОЛЬШЕ», «МЕНЬШЕ».

В журнале Радио за 1987 год №11 был описан несложный темброблок на микросхеме, особенностью его было электронное управление тембром при помощи кнопок.

Принципиальная схема

Схема построена на основе полевого транзистора и конденсатора. При помощи кнопок мы управляем степенью заряда конденсатора, напряжение на котором управляет полевым транзистором.

Рис. 1. Схема замены переменного резистора двумя кнопками.

Недостаток данной схемы регулировки — нет запоминания исходного состояния в момент включения, а также конденсатор по истечению времени все же теряет свой заряд.

Но тем не менее данное решение может отлично справиться, для примера, с задачей регулировки громкости в простом усилителе.

Детали и конструкция

Полевой транзистор КП304 может быть заменен на транзистор КП301. Внешний вид и цоколевка приведена на рисунке 1.

Также очень важно установить в схему правильный конденсатор С12, он должен быть энергоемким, здесь отлично подойдут комбинированные конденсаторы.

Комбинированные конденсаторы общего назначения выполнены в стальных герметичных корпусах (К75-12, К75-24) или же в изоляционном эпоксидном корпусе (К75-47) с номинальной емкостью до 10 мкФ и номинальным напряжением от 400 Вольт до 63 кВольт.

Использование комбинированного диэлектрика в таких конденсаторах позволяет улучшить стабильность электрических параметров, расширить интервал рабочих температур , а также в некоторых случаях улучшить их характеристики по сравнению с бумажными конденсаторами.

В данной схеме лучше всего использовать импульсные энергоемкие комбинированные конденсаторы К75-11, К75-17, К75-40, с емкостю — от 0,22 до 1мкФ. Можно поэкспериментировать и с другими типами конденсаторов, но их эффективность в данной схеме, скорее всего, будет не лучшей.

Рис. 2. Внешний вид конденсаторов К75-11.

Монтаж желательно выполнить на двухстороннем фольгированном текстолите, одна сторона — для дорожек, а вторая — экран с подключением к общему.

Внимание! Паять полевой транзистор нужно очень аккуратно, он ботся статического напряжения, а также может выйти из строя в случае перегрева.

В результате получается такой себе электронный переменный резистор с кнопочным управлением. Схема очень простая и начинает работать сразу после включения.

При помощи  подстроечного резистора R23 устанавливается нужный порог регулирования, а также начальное значение напряжения на выходе.

Автор: RadioStorage.net.

2 2457 Разные узлы

кнопочный регуляторпеременный резистор

Регулятор уровня потенциометрического типа с независимым выходным сопротивлением

В приложении- расчёт схемы ступенчатого(дискретного) регулятора уровня потенциометрического типа с НЕИЗМЕННЫМ при изменении коэфф. затухания ВЫХОДНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ. Именно этот расчет (метод и формулы) я сам для себя восстановил в январе этого года, т. к. предыдущий куда-то закатился… На какую-то «патентную новизну» претензий нет. Очевидно, аналогичные расчёты и схемы существуют в металле и литературе давно. Только невсегда есть доступ к этой литературе. Особенно, когда хочется сделать регулятор со своими собственными значениями затуханий и/или применить нечто для каких-то более широких регуляторных взглядов .
Метод «схемообразования» элементарный. Известно, что у обычного потенциометрического регулятора выходное сопротивление при регулировке имеет один максимум Rout=(Ri+Rрег)/4. Во всех остальных положениях оно всегда меньше. Поэтому, добавив определённое компенсационное сопротивление для каждого вполне определённого коэфф.затухания, получим неизменность выходного сопротивления…(сам по себе вопрос о критериях выбора такого компенсационного сопротивления интересен и довольно сложен, но об этом позже).
Формулы приведены для случая равномерного логарифмического шага регулировки коэфф.затухания. Этот закон пошагового изменения затухания приблизительно соответствует одинаковому пошаговому «приращению(убыванию) ощущения громкости». Но формулы всегда могут быть «модернизированы» для вполне конкретного(конкретных) требуемого(требуемых) пользователем значения(значений).

Пару слов о смысле всей затеи.

Такой регулятор- компромисс между «чистым потенциометром» и «т(п)-образными коммутируемыми звеньями». Я считаю, что последние лучше не применять, т.к. Т-мостовые коммутируемые звенья или Т-мостовой ступенчатый регулятор не сложнее в схеме и настройке, а легче. И конечный результат в «мостовом» случае лучше.

Предлагаемая же схема не столь сложна, как Т-мостовая, но содержит в два раза большее число элементов, чем обычная, «потенциометрическая». Однако, коммутируемых контактов столько же (т.е. тип переключателя такой же), как в последней, и сигнальный ток тоже проходит только через один коммутируемый контакт (в Т-мостовой схеме- проходит два).

Преимущества предлагаемой схемы перед «потенциометрической» следующие.

Постоянное, независимое от положения переключателя выходное сопротивление.

Независимость закона регулирования от сопротивлений источника сигнала и нагрузки. (У обычного- только при «холостом ходе» на выходе).
Это обстоятельство позволяет в некоторых случаях включать такие регуляторы КАСКАДНО, так же, как и более сложные «согласованные» звенья аттенюаторов (т(п)-тип и мостовые). Почему, «в некоторых случаях»? Потому, что входное сопротивление такого НАГРУЖЕННОГО регулятора зависит от положения переключателя. Но входное сопротивление такого НЕНАГРУЖЕННОГО регулятора не зависит от положения переключателя.

Как, впрочем, и обычного, «потенциометрического». Этот случай очень удобен для «двухкаскадной» регулировки входного уровня в ламповых усилителях (в усилителях с высоким вх.сопротивлением). Выше wizard описал такой регулятор, но на согласованных Т-мостовых звеньях. Я опишу один из применяемых нами в Лаболатории типов «двухкаскадного» регудятора, основанный на вышеуказаных мной принципах. Первый каскад- регулятор по предлагаемой схеме для грубой, но согласованной и синхронной регулировки уровня сигнала по обоим каналам (т.е. «сдвоенный»); число положений- от 3-х до 11-ти. Шаги и глубина регулировки могут быть произвольными, определяемыми пользователем. Этот регулятор нагружен на втрой каскад- регулятор по предлагаемой схеме для тонкой и поканально независимой регулировки уровня сигнала (т.е. для регулировки «баланса» двумя независимыми «ручками»). Шаг регулировки «равномерный логарифмический»; число положений- 11; глубина регулировки(задаётся пользователем)- от 2дБ до 8дБ. Таким образом, в этом регуляторе три «ручки»: две- «независимый баланс», одна- «общая громкость».
Собственно, для этого такой регулятор и придумывался. Одновременно была решена проблема «постоянства выходного сопротивления» при регулировании.

И ещё одно небольшое преимущество. Меньшая, чем в «потециометрическом» случае зависимость входного сопротивления нагруженного регулятора от коэфф. затухания.
Компенсирующие резисторы «смягчают» эту зависимость, т.к. включены последовательно с нагрузкой….

Позже я ещё немного напишу о свойствах такой схемы регулятора….

 

Логарифмический масштаб (шкала) — шкала, длина отрезка которой пропорциональна логарифму отношения величин, отмеченных на концах этого отрезка, в то время как на шкале в линейном масштабе длина отрезка пропорциональна разности величин на его концах.

Наглядный пример употребления и полезности логарифмического масштаба — логарифмическая линейка, которая позволяет проводить довольно сложные вычисления с точностью два-три десятичных знака.

Логарифмическая шкала исключительно удобна для отображения очень больших диапазонов значений величин. Кроме того, для многих органов чувств величина ощущения пропорциональна логарифму воздействия.[источник не указан 1694 дня] Например, в музыке ноты, различающиеся по частоте в два раза, воспринимаются как одна и та же нота на октаву выше, а интервал между нотами в полтона соответствует отношению их частот 21/12.[1] Поэтому нотная шкала — логарифмическая.[источник не указан 1694 дня] Кроме того, согласно закону Вебера — Фехнера, воспринимаемая громкостьзвука также пропорциональна логарифму его интенсивности (в частности, логарифму мощности колонок).[источник не указан 1694 дня] Поэтому на амплитудно-частотных характеристиках звуковоспроизводящих устройств применяют логарифмический масштаб по обеим осям.

Примеры применения логарифмического масштаба:

См. также

Примечания

Моторизованный регулятор громкости + селектор входов + пульт ДУ

 

Данный регулятор разработан для использования в ламповом усилителе. Позволяет управлять громкостью, выбором входа и вкл/откл питания усилителя с любого пульта ДУ, а так же реализована задержка подачи анодного напряжения. Все установки и коды пульта ДУ сохраняются в энергонезависимой памяти.

 

 

 

Схема устройства.

Алгоритм работы:

1. После подачи питания (включения в сеть) усилитель остаётся отключенным, в т.ч. после сбоя по питанию.

2. При включении с кнопки пульта ДУ или кнопкой «СЕТЬ» на корпусе, включается накал ламп, регулятор громкости максимально быстро вращается до установки минимальной громкости.

Светодиод «СЕТЬ» медленно мигает.

3. По истечении установленного времени прогрева подключается анодное напряжение, и регулятор громкости плавно подкручивается на небольшой уровень. Данная операция служит для исключения случайного резкого включения на полную громкость. Светодиод «СЕТЬ» горит постоянно.

4. На включенном усилителе можно выбрать нужный вход кнопкой на корпусе или на пульте ДУ.

Выбранный вход запоминается и не изменяется при отключении питания..

5. Однократное нажатие кнопки громкости смещает регулятор на величину установленную в 3-й ячейке ЕЕПРОМ, при удержании кнопки громкости регулятор вращается постоянно

6. При нажатии кнопки «mute» регулятор на максимальной скорости вращается до минимума.

При повторном нажатии увеличивает громкость на величину установленную в 5-й ячейке ЕЕПРОМ.

Нажатие любой кнопки громкости во время движения регулятора по команде «mute» отменяет действие «mute» и переходит в режим регулировки громкости.

В момент прошивки микроконтроллера Вы самостоятельно устанавливаете нужные значения работы программы (путём внесения в ячейки ЕЕПРОМ требуемых значений)

 

Программирование нового пульта ДУ.

 

При первом включении следует запрограммировать (прошить) Ваш пульт ДУ. Подходит любой пульт в кодировке NEC, это большинство «китайских» пультов, а так-же пульты от бытовых приставок и телевизоров (кроме Самсунг и Сони)

Прошивка ДУ:

1. Отключите питание микроконтроллера от сети на несколько секунд.

2. Подайте питание на микроконтроллер и в течение одной минуты, но не позднее включения анодного питания нажмите и удерживайте несколько секунд кнопку «СЕТЬ» на корпусе усилителя, пока светодиод «СЕТЬ» начнёт медленно мигать 1 раз в сек., это режим программирования нового пульта ДУ.

3. Нажмите в определённой последовательности кнопки пульта, при приёме кода светодиод «СЕТЬ» часто мигнёт несколько раз, означая принятие и запись команды.

Очерёдность нажатия кнопок следующая:

1. Питание

2. Выбор входа

3. Громкость больше

4. Громкость меньше

5. Приглушить звук

(нажимать можно любые удобные кнопки пульта ДУ)

4. Отключите питание на несколько секунд. После включения проверьте правильность работы кнопок пульта ДУ, при необходимости повторите процесс прошивки с самого начала.

 

Прошивка микроконтроллера

 

Перед прошивкой МК внесите в ячейки ЕЕПРОМ нужные Вам значения.

Ячейки ЕЕПРОМ:

1 — время задержки анодного питания (в секундах)

2 — скорость вращения мотора регулятора громкости (1–255, где 255 макс.скорость)

3 — шаг одного нажатия (угол поворота при однократном нажатии кнопки громкости, 0-255)

4 — время прохождения от мин.

до макс. громк. (в секундах, измерить и прописать)

5 — уровень громкости при включении (в секундах)

6* – флаг, использование функц. установки небольшой громкости — п.5. и п.6 ( 1 – вкл, 0 – откл.)

7** — флаг, мигание светод. «СЕТЬ» во время прогрева ламп , 1- ДА, 0 – НЕТ

Все значения в ячейки ЕЕПРОМ заносятся в шестнадцатеричной системе, для этого можно использовать приложенную программу или любой он-лайн калькулятор.

 

PS.

4-я ячейка — время равное или чуть больше времени прохода от максимума до минимума громкости, чтоб установить гарантированно минимальный уровень, измерьте при включении усилителя, т.к. в этот момент скорость движения максимальная.

5-я ячейка – уровень громкости, который плавно установится после подачи анодного питания,

установите желаемый уровень.

*Если вышеуказанные функции не требуются, то установите флаг в 6-й ячейке   в «0».

**Если флаг мигания светодиодом «СЕТЬ» выставить в «0» светодиод будет гореть постоянно.

Прошить МК можно любым удобным способом, пример программатора есть по ссылке

Список деталей:

PIC16F628A – 1шт.

ULN2003 (ULN2004) – 1шт.

Кварцевый резонатор 4 мгц – 1шт.

Слаботочные реле с двумя группами контактов (селектор входов) – 2 шт.

Реле с одной или двумя группами контактов на включение анодного – 1 шт.

Реле с одной группой контактов на включение сети (подключение силового трансформатора) – 1 шт.

Все реле на 12 вольт.

Биполярный транзистор MPSA 42 – 2 шт.

Биполярный транзистор MPSA92 – 2 шт.

Биполярные транзисторы можно заменить на любой маломощный аналог или на полевые транзисторы

ФотоприёмникTSOP или любой совместимый.

Маломощный стабилизатор 7805 на 5 вольт – 1 шт.

Стабилизатор 1 ампер 7812 на 12 вольт – 1 шт.

Конденсатор

470мкф*25 вольт – 1шт.

470мкф*16 вольт– 1шт.

470мкф*6,3 вольт– 1шт.

4шт диодов или выпрямительный мостик.

Маломощный трансформатор на несколько ватт 220/12(14)вольт – 1шт.

Можно применить любой маломощный блок питания с напряжением +5 и +12 вольт на выходе

Резисторы (0,125 вт):

20 ком – 2шт.

1 ком – 4 шт.

10 ком – 1 шт.

Кнопки – 2 шт.

Светодиод – 4 шт.

В приложенном архиве находится комментированный исходник программы, файл прошивки, схема в PDF и схема в Протеус, а так же программка-конвертор двоичной в шестнадцатеричную систему (в программе следует использовать цифровую клавиатуру над буквенными клавишами) 

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

 

Ввиду простоты схемы печатная плата не разрабатывалась, схема собрана на макетной плате.

Плата с реле входов находится в непосредственной близости к входным гнёздам.

 

Возникшие вопросы  можно задать  на форуме.

 

Дистанционный регулятор громкости осуществляется моторизованным резистором ALPS*
Дистанционное выключение источника сигнала (функция MUTE)
Задержка 5 секунд для подключения источника сигнала.
Дистанционное включение / выключение усилителя с ПДУ (режим STAND-BY)
Потребляемая мощность в режиме STAND-BY: 1,6 Вт
Максимальный ток коммутации силовой цепи: 20 А

  СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА НАБОРОВ КИТ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
  с возможностью управления громкостью моторизованным регулятором громкости ALPS

  КИТ №1 КИТ №2
моторизованный регулятор громкости ALPS* отсутствует в комплекте
печатные платы конструктора не собранные
пульт дистанционного управления в комплекте
соединительные провода в комплекте

сборка изделия
 
все комплектующие конструктора разложены по отдельным пакетикам с указанием соответствующей нумерации на схеме

 
  *моторизованный резистор ALPS Blue Velvet RK27 или RP168 в зависимости от комплектации набора

"Золотая Середина" оставляет за собой право вносить в изделия изменения,
не влияющие на основные технические характеристики.

Работоспособность изделия гарантируется только в комплектации производителя.
В случае использования в процессе сборки и эксплуатации элементов и электронных компонентов,
не входящих в состав набора, работоспособность не гарантируется,
техническая поддержка не оказывается и претензии не принимаются.

Соблюдайте технику безопасности при работе с высоким напряжением!

Добавить комментарий

Закрыть меню