Kami dapat menganggap Pengukur Volume sebagai Equalizer, yang ada di sistem Musik. Di mana kita dapat melihat tarian lampu (LED) menurut musiknya, jika musiknya keras, equalizer mencapai puncaknya dan dalam musik rendah tetap Rendah. Kami juga telah membangun Pengukur Volume atau VU meter, dengan bantuan MIC, OP-AMP dan LM3914, yang memancarkan LED sesuai kekuatan suara, jika suara rendah, LED yang lebih kecil akan menyala, dan jika suara Tinggi lebih banyak LED akan menyala, periksa Video di bagian akhir. VU meter juga berfungsi sebagai alat pengukur volume.
Kondensor MIC atau Mikrofon adalah transduser penginderaan suara, yang pada dasarnya mengubah energi suara menjadi energi listrik, sehingga dengan sensor ini kita memiliki suara sebagai pengubah tegangan. Kami biasanya merekam atau merasakan suara melalui perangkat ini. Transduser ini digunakan di semua ponsel dan laptop. MIC tipikal terlihat seperti,
Menentukan polaritas Mic Kondensor:
MIC memiliki dua terminal, satu positif dan negatif. Polaritas mikrofon dapat ditemukan menggunakan Multi-Meter. Ambil probe positif Multi-Meter (letakkan meteran dalam mode DIODE TESTING) dan hubungkan ke satu terminal MIC dan probe negatif ke terminal MIC lainnya. Jika Anda mendapatkan pembacaan di layar maka terminal positif (MIC) berada di terminal negatif Multi-Meter. Atau Anda dapat dengan mudah menemukan terminal dengan melihatnya, terminal negatif memiliki dua atau tiga garis solder, terhubung ke wadah logam mikrofon. Konektivitas ini, dari terminal negatif ke casing logamnya juga dapat diuji dengan menggunakan tester kontinuitas, untuk mengetahui terminal negatif.
Komponen yang Dibutuhkan:
Op-amp LM358 dan, LM3914 (komparator 10 bit), dan MIC (lihat di atas)
Resistor 100KΩ (2 buah), resistor 1K Ω (3 buah), resistor 10KΩ, pot 47KΩ,
Kapasitor 100nF (2 buah), kapasitor 1000µF, 10 LED,
Breadboard dan beberapa kabel konektor.
Diagram Sirkuit dan Penjelasan Kerja:
The diagram rangkaian meteran VU adalah acara di bawah angka,
Cara kerja rangkaian VU meter sederhana; pada MIC pertama mengambil suara dan mengubahnya menjadi tingkat tegangan linier dengan intensitas suara. Jadi untuk suara yang lebih tinggi kita akan memiliki nilai yang lebih tinggi dan nilai yang lebih rendah untuk suara yang lebih rendah. Kemudian sinyal tegangan ini diumpankan ke filter High Pass untuk menyaring kebisingan, kemudian setelah sinyal filtrasi diperkuat oleh Op-amp LM358, dan akhirnya sinyal yang disaring dan diperkuat ini diumpankan ke LM3914, yang berfungsi sebagai voltmeter dan bersinar LED sesuai dengan intensitas suara. Sekarang kami akan menjelaskan setiap langkah satu per satu:
1. Menghilangkan kebisingan menggunakan High Pass Filter:
MIC sangat sensitif terhadap suara dan juga kebisingan lingkungan. Jika tindakan tertentu tidak diambil, amplifier akan memperkuat noise bersama musik, hal ini tidak diinginkan. Jadi, sebelum pergi ke amplifier kita akan menyaring suara-suara tersebut menggunakan High Pass Filter. Filter ini di sini adalah filter RC pasif (Resistor- Capacitor). Mudah untuk mendesain dan terdiri dari satu resistor dan kapasitor tunggal.
Karena kami mengukur jangkauan audio, filter harus dirancang secara akurat. Frekuensi cutoff filter lolos tinggi harus diingat saat merancang rangkaian. Filter high pass memungkinkan sinyal frekuensi tinggi, diteruskan dari input ke output, dengan kata lain hanya memungkinkan lewatnya sinyal yang memiliki frekuensi lebih tinggi daripada frekuensi yang ditentukan filter (frekuensi cut off). Filter high pass ditampilkan di sirkuit.
Telinga manusia dapat memilih frekuensi dari 2-2Khz. Jadi kita akan merancang filter High Pass dengan frekuensi cutoff di kisaran 10-20Hz.
The Cut Off frekuensi dari filter high pass dapat ditemukan dengan rumus, F = 1 / (2πRC)
Dengan rumus ini kita dapat mencari nilai R dan C untuk frekuensi cut off yang dipilih. Disini kita membutuhkan frekuensi cutoff antara 10-20 Hz.
Sekarang untuk nilai atau R = 100KΩ, C = 100nF, kita akan memiliki frekuensi Cut Off sekitar 16Hz, yang hanya memungkinkan sinyal frekuensi lebih tinggi dari 16Hz, untuk muncul di output. Nilai resistor dan kapasitor ini tidak wajib yang dapat dimainkan dengan persamaan untuk akurasi yang lebih baik atau untuk kemudahan pemilihan.
2. Amplifikasi sinyal suara:
Setelah menghilangkan elemen noise, sinyal diumpankan ke Op-amp LM358 untuk amplifikasi. OP_AMP adalah singkatan dari "Operation Amplifier". Ini ditandai dengan simbol segitiga dengan tiga pin IO (Input Output). Kami tidak akan membahas hal ini secara detail di sini. Anda dapat melalui sirkuit LM358 untuk lebih jelasnya. Di sini, kita akan menggunakan op-amp sebagai penguat umpan balik negatif untuk memperkuat sinyal magnitudo rendah dari MIC dan membawanya ke level di mana mereka dapat dipilih oleh LM3914.
Op-amp tipikal dalam koneksi umpan balik negatif ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Rumus tegangan keluaran adalah, Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Dengan rumus ini kita dapat memilih penguatan penguat.
Dengan sinyal MIC pada µVolts, kita tidak dapat mengumpankannya langsung ke voltmeter untuk dibaca, karena secara praktis tidak mungkin bagi voltmeter untuk memilih tegangan rendah ini. Dengan op-amp yang memiliki gain 100, kita dapat memperkuat sinyal dari MIC, dan selanjutnya mengumpankannya ke Voltmeter.
3. Representasi visual dari tingkat suara menggunakan LED:
Jadi sekarang kita memiliki sinyal audio yang difilter dan diperkuat. Sinyal audio diperkuat yang disaring dari op-amp ini, diberikan ke voltmeter LED chip LM3914 untuk mengukur kekuatan sinyal audio. LM3914 adalah chip yang menggerakkan 10 LED berdasarkan intensitas suara / voltase. IC tersebut memberikan keluaran desimal berupa penerangan LED berdasarkan nilai tegangan masukan. Tegangan input pengukuran maksimum bervariasi tergantung pada tegangan referensi dan tegangan suplai. Perangkat chip tunggal ini dapat diatur sedemikian rupa, dari mana kami dapat memberikan representasi visual ke nilai analog op-amp.
Chip LM3914 memiliki banyak fitur dan dapat dimodifikasi menjadi rangkaian perlindungan baterai dan rangkaian Ammeter. Tetapi di sini kami hanya membahas fitur-fitur yang membantu kami dalam konstruksi VOLTMETER.
LM3914 adalah voltmeter 10stage yang artinya menunjukkan variasi dalam mode 10 bit. Chip merasakan tegangan input pengukuran sebagai parameter dan membandingkannya dengan referensi. Katakanlah kita memilih referensi "V", sekarang setiap kali tegangan input pengukur naik sebesar "V / 10", kita memiliki LED dengan nilai lebih tinggi yang menyala. Seperti jika kita beri "V / 10", LED1 akan menyala, jika kita beri "2V / 10" LED2 akan menyala, jika kita memberi "8V / 10", LED8 akan menyala. Jadi lebih besar volume musik, lebih banyak representasi LED visual (lebih banyak LED bersinar).
IC LM3914 di Sirkuit:
The sirkuit internal dari LM3914 ditampilkan di bawah. LM3914 pada dasarnya adalah kombinasi dari 10 komparator. Setiap pembanding adalah op-amp, dengan memperoleh tegangan referensi pada terminal negatifnya.
Seperti yang dibahas, nilai referensi harus dipilih, berdasarkan nilai pengukuran maksimum. Output OP_AMP akan dari 0-4V pada maks. Jadi kita perlu memilih tegangan referensi LM3914 sebagai 4V.
Tegangan referensi dipilih oleh dua resistor yang dihubungkan pada pin RefADJ LM3914 seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Rumus mengenai Tegangan Referensi juga diberikan pada gambar di bawah ini (diambil dari datasheet-nya),
Sekarang, ada masalah dengan referensi tegangan berbasis pembagian resistansi, yang agak tergantung pada tegangan suplai. Jadi kami telah mengganti resistansi konstan R2 dengan pot 47KΩ seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian. Dengan pot di tempat, kita bisa menyesuaikan referensi, tergantung kenyamanan.
Dengan referensi 4V, setiap kali ada kenaikan 0.4V sesuai dengan intensitas suara, LED dengan signifikansi tinggi akan menyala. Tingkat pengukuran untuk LED adalah, + 0.4V, + 0.8V, + 1.2V, + 1.6V, + 2.0V, + 2.4V, + 2.8V, + 3.2V, + 3.6V, + 4.0V.
Jadi pendeknya, ketika ada suara, MIC menghasilkan tegangan yang mewakili besarnya gelombang suara ini, sinyal-sinyal dari MIC disaring oleh RC filter. Sinyal yang difilter diumpankan ke op-amp LM358 untuk amplifikasi. Sinyal MIC yang disaring dan diperkuat ini diberikan ke voltmeter LM3914. Voltmeter komparator LM3914 menyalakan LED sesuai dengan kekuatan sinyal yang diberikan. Oleh karena itu kami memiliki alat pengukur suara, dan juga VOLUME METER.