Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 77
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Проект
Цветомузыкальная установка
Содержание
Введение
1. Обзор и анализ цветомузыкальных установок (ЦМУ)
1.1 Объемная (ЦМУ) “ГАРМОНИЯ” (С. Сорокин)
1.2 Цветомузыкальный переключатель гирлянд (Э. Литке)
1.3 (ЦМУ) (Л. Шумяцкий)
1.4 Светодинамическая установка к радиоприемнику (Е.Пономаренко)
1.5 (ЦМУ) (В.Синицын)
2. Физические основы (ЦМУ)
2.1 Трехкомпонентная теория цветового зрения
2.2 Методы образования цветов
2.3 Двухкомпонентная теория цветового зрения
3. Структура и схема (ЦМУ)
3.1 Требования
3.2 Структурная схема (ЦМУ)
3.3 Разработка узлов устройства
Заключение
Список используемых источников
Введение
С давних времен человечество интересовало взаимосвязь слуха и зрения. Существуют 2 метода решения подобной проблемы, это музыкальный световой синтезатор (МУС), где происходит цветовое кодирование-синтез музыкального инструмента с одновременным управлением цвета источника света, впервые такого рода идея была реализована в начале 20 века известным русским композитором Скрябиным в процессе создания симфонии “Прометей”. Второй метод решения этой взаимосвязи, является преобразование спектра звука в цвет. Таких устройств в настоящее время достаточное количество, тем не менее, представляет интерес провести анализ таких систем и определить наиболее оптимальные решения узлов ЦМУ.
Целью данной курсовой работы является эскизная разработка узлов ЦМУ для дискотек.
1. Обзор и анализ цветомузыкальных установок (ЦМУ)
1.1 Объемная цветомузыкальная установка “ГАРМОНИЯ” (С.Сорокин)
Предлагаемая цветомузыкальная установка (ЦМУ) «Гармония» может быть использована в рекламных устройствах, декорационно-оформительской практике и дискотеках. Перекрестное многократное смешивание цветов описываемой ЦМУ совместно с иллюзионным вращением ламп одного цвета позволяет получить оригинальную цветомузыкальную композицию.
Электронный блок ЦМУ состоит из двух частей: переключателя ламп на трёхфазном тринисторном мультивибраторе и приставки RC-фильтра.
Рисунок 1. Схема приставки на RS-фильтрах.
Рисунок 2. Схема переключателя ламп.
Приставка на RС-фильтрах служит для создания цветомузыкального эффекта, ее принципиальная схема изображена на рисунке 1. Приставка содержит три канала, разделенные по частотам: низкие — до 200 Гц, средние — от 200 до 6000 Гц, высокие — выше 6000 Гц.
Каналам соответствуют лампы излучателя со стеклами красного, зеленого, синего цветов. Минимальный уровень входного сигнала 0,8 В, максимальный 2 В, регулируется с помощью резистора R8. На вход приставки подается сигнал с любого звуковоспроизводящего устройства: электропроигрывателя, радиоприемника, магнитофона. Разделение входного сигнала по частотам осуществляется RС-фильтрами. Приставка получается простой и доступной для повторения любому радиолюбителю. Звуковой сигнал, пройдя фильтры R1...R4, С1...С4, поступает на управляющие электроды тиристоров VJ...V3, зажигающих лампы Н1...НЗ.
В электронном блоке ЦМУ применены широко распространенные элементы— резисторы МЛТ, УЛМ; переменные резисторы СП, СПО; конденсаторы МБМ, К50-6, тиристоры с Uобр = 400 В. Трансформатор Т1 ТВН-3. Его данные: сердечник — Ш16Х24, обмотка 7 — 60 витков ПЭЛ 0,51; II — 100 витков ПЭЛ 0,51. Лампы накаливания общего назначения напряжением 220 В и мощностью до 200 Вт на канал. Тип провода в силовой части устройства — МГВ 0,2 мм2, в остальной части — МГШ 5=0,1 мм2.
Настройка переключателя на трехфазном тринисторном мультивибраторе на определенное время переключения ламп достигается подбором конденсаторов и сопротивлений в управляющих цепях переключателя. Для защиты конденсаторов С1...СЗ, завязанных между собой по кольцу, рекомендуется применить стабилитроны типа Д817А. Они устанавливаются параллельно емкостям и убираются после настройки переключателя. В целях безопасности желательна установка электролитических конденсаторов в корпус. Для настройки фильтров приставки электронного блока ЦМУ используется звуковой генератор, сигнал с которого подается на вход приставки.
При изготовлении и эксплуатации цветомузыкальной установки «Гармония» необходимо соблюдать следующие меры безопасности. Все оголенные участки внутренней проводки ВОУ должны быть надежно изолированы. Перед использованием выходного оптического устройства в работе необходима проверка отсутствия замыкания отдельных проводников на металлический корпус основания с помощью омметра. Разъемы от электронного блока к ВОУ должны иметь надежный контакт. При эксплуатации ЦМУ «Гармония» с лампами накаливания от 100 до 200 Вт на канал необходимо после каждого часа работы отключать ВОУ на 5...10 мин для охлаждения установки. При использовании ламп до 100 Вт на канал установка может работать беспрерывно.
Преимущества данной цветомузыкальной установки по сравнению с остальными заключается в простоте её изготовления, в остальном эта схема желает лучшего.
1.2 Цветомузыкальный переключатель гирлянд (Э. Литке)
Переключатель елочных гирлянд, описанный в BPJ № 85, можно построить на одной микросхеме К176ЛА7 или К176ЛЕ5, что значительно уменьшит его габариты. Кроме того, небольшие изменения в переключателе позволяют значительно расширить его применение не только в новогодних иллюминациях, но и в инструментальных ансамблях в качестве устройства цветомузыкального сопровождения.
Принципиальная схема такого варианта переключателя приведена на рис. 3. На микросхеме DD1 собран трехфазный управляемый генератор. Поскольку на всех выходах элементов 2И-НЕ форма импульсов прямоугольная, то формирователь импульсов генератора отсутствует и выходы элементов микросхемы подключены через разделительные конденсаторы С1 — СЗ к управляющим электродам тринисторов VS1 — VS3. Ток, потребляемый переключателем от сети, не превышает 4 мА.
Управление частотой генератора производится одним переменным резистором R5, с движка которого на входы элементов микросхемы подается постоянное напряжение смещения (через диоды VD4— VD6). Частота генератора при нижнем (по схеме) положении движка резистора R5, когда диоды VD4 — VD6 закрыты, определяется из выражения
где т — постоянная времени, равная R7C7. Если т вычислено в миллисекундах, то
Расчет t начинают, задаваясь нижней
частотой генератора 40 Гц и емкостью одного из конденсаторов С7 — С9, близкими по номиналу, например 0,115...0,12 мкФ. ТКЕ этих конденсаторов должен быть минимальным, чтобы уменьшился уход частоты от нагрева. Емкость конденсатора С7 подставляют в формулу и определяют номинал резистора R7.
Рисунок 3. Принципиальная схема переключателя.
Далее, после сборки переключателя и монтажа печатной платы устройство включают с одной гирляндой и подбирают номинал резистора R4 в зависимости от имеющегося переменного резистора R5 (22...33 кОм) так, чтобы верхний предел частоты генератора был 63...65 Гц. При подборе резистора R4 и измерении частоты необходимо соблюдать меры предосторожности, так как переключатель не имеет гальванической развязки с питающей электросетью. Для развязки желательно использовать временно небольшой разделительный трансформатор.
Работу генератора проверяют, вращая ось резистора R5. Переключение ламп гирлянды в момент совпадения частот сети и генератора должно прекратиться или стать очень медленным вблизи среднего положения движка резистора R5. В крайних его положениях лампы гирлянды должны мерцать.
Затем проверяют работу переключателя при включенных трех гирляндах. Гирлянды должны переключаться строго поочередно с небольшим перекрытием по накалу.
Колебания волн различны, так как возникают они за счет биений на гармонических составляющих частот сети и трехфазного генератора.
«Радуга» в укрупненном варианте с лампами 36 В X 25 Вт была испытана на праздничном концерте и получила положительные отклики. Мощность, потребляемая одной гирляндой (без учета гасящего резистора в ее цепи), составила
Преимуществом данной цветомузыкальной установки заключается в применении микросхемы непосредственно запитывая её от сети не используя понижающий трансформатор, что естественно уменьшает энергозатраты и габариты установки, а применение последнего в качестве гальванической развязки.
1.3 Цветомузыкальная установка (Л.Шумяцкий)
Описываемая цветомузыкальная установка (ЦМУ) имеет ряд особенностей, улучшающих ее эксплуатационные параметры. Устройство снабжено достаточно чувствительным усилителем низкой частоты, имеющим систему АРУ и «компрессор». Силовым регулирующим элементом является тиристорный регулятор напряжения (ТРН), в котором применены встречно параллельное включение тиристоров и фазоимпульсный метод управления тиристорами. Такое включение тиристоров позволяет получить большую выходную мощность и, что особенно важно, использовать лампы накаливания на напряжение 220 В, тогда как схемы с одним тиристором требуют ламп накаливания на НО В, или диодного моста, или пока еще малораспространенных симисторов. Данная ЦМУ имеет максимальную мощность в одном канале 4,4 кВт. Применение фазоимпульсного управления тиристорами позволило получить достаточно плавную регулировку накала ламп.
Рисунок 4. Принципиальная схема ЦМУ (усилитель низкой частоты имеющий систему АРУ и «компрессор»)
Рисунок 4. Принципиальная схема ЦМУ (схема частотных фильтров на три канала и узел фона)
Принципиальная схема (рис. 4 и 5) ЦМУ представляет собой четыре одинаковых ТРН, управляемых напряжением звуковой частоты, разделенной на три частотных диапазона 50—300, 250—800, 700—12500 Гц. Каждому частотному диапазону соответствует определенный цвет: красный, зеленый или желтый, синий. Четвертый регулятор работает во всем этом диапазоне частот, но с увеличением входного сигнала яркость ламп уменьшается. Этот регулятор служит для фоновой (фиолетовой) подсветки во время пауз в музыкальной программе, что уменьшает утомление глаз.
Низкочастотный сигнал поступает через делитель напряжения /?/ — R3 на эмиттерный повторитель VI (при нажатой кнопке S3 транзистор VI используется как усилительный каскад для работы от микрофона). Высокое входное сопротивление эмиттерного повторителя и достаточная чувствительность усилителя НЧ позволяют подключить вход ЦМУ к линейному выходу звуковоспроизводящего устройства.
Далее сигнал поступает на регулируемый делитель напряжения, составленный из резистора R9 и транзистора V2. На базу транзистора V2 поступает отрицательное напряжение с выпрямителя на диодах V12 и V13, которое зависит от уровня сигнала на выходе усилителя НЧ. С увеличением выходного сигнала сопротивление коллекторного перехода уменьшается, что приводит к уменьшению уровня сигнала на входе усилителя. Таким образом осуществляется автоматическая регулировка усиления (АРУ). В зависимости от емкости конденсатора С2, включенного в базовой цепи транзистора V2, меняется постоянная времени АРУ.
Если нажата кнопка S/, то в цепь базы транзистора V2 включен только конденсатор С4 небольшой емкости. При этом постоянная времени АРУ мала и происходит сжатие динамического диапазона. Если нажата кнопка S2, в цепь базы V2 подключается конденсатор С5 большой емкости, что увеличивает постоянную времени АРУ. Сжатия динамического диапазона в данном случае не происходит, и АРУ работает в обычном режиме.
Сжатие динамического диапазона необходимо по следующим причинам. Динамический диапазон большинства музыкальных программ составляет 50—70 дБ, а диапазон изменения яркости свечения ламп накаливания — всего 10—20 дБ. Поэтому для удовлетворительной работы ЦМУ необходимо сжатие динамического диапазона. Если динамический диапазон звуковой программы невелик, то нажимают кнопку S2.