Воскресенье, 11.12.2016, 13:01
Приветствую Вас Гость

Портал светоэффектов

Меню сайта
Категории раздела
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 580
Статистика

Онлайн всего: 5
Гостей: 4
Пользователей: 1
Петрин
Форма входа
Главная » Статьи » Цветомузыкальные установки

Простая цветомузыка с интересным алгоритмом визуализации на логике

Источником вдохновения для создания этой ЦМУ послужило "Устройство светового сопровождения музыки" В. Максимова (ж. Радио, 1981, №2). Во-первых, в нем применен очень интересный алгоритм визуализации (в корне отличный от традиционных фильтровых амплитудных каналов), практически не зависящий от амплитуды сигнала, визуализирующий главную мелодию практически по интервалам и даже ступеням. Во-вторых, полное отсутствие оперативных регулировок. Однако же его аналоговая схема весьма сложна для повторения и требует кропотливой настройки с генератором и осциллографом.

 Автор разработал намного более простое устройство, применив цифровые микросхемы.Но алгоритм визуализации сохранен практически без изменений. Надо сказать, визуализация действительно оригинальная, совсем не похожая на обычные "мигающие" ЦМУ. Я применял в качестве экрана 4 елочных гирлянды, предварительно установив в каждую гирлянду лампочки одного цвета. Смотрелось хорошо и на новогодней елке, и с гирляндой, выложенной узором на стене. В качестве источника сигнала очень удобным оказался микрофон с микрофонным усилителем, дающим на выходе сигнал 0,5...1 В.

 

Параметры ЦМУ:
входное сопротивление - менее 300 Ом
амплитуда входного сигнала - 0.5 .. 1 В
число каналов - 4
макс. мощность одного канала - не более 200 Вт

 

Цифровые фильтры.

Сигнал от микрофонного усилителя амплитудой около 0.5 В или больше подается на вход усилителя-ограничителя, собранного на трех инверторах. Тем самым мы выделяем доминирующий голос в мелодии, поскольку он наибольшей амплитуды.
Далее сигнал через ключ подается на 2-разрядный счетчик. Время счета определяется задающим генератором, собранным на остальных трех инверторах. Задающий генератор определяет интервал счета - полосу пропускания фильтра канала.

Чем выше частота задающего генератора, тем шире полоса (численно они практически равны). При номиналах деталей на схеме получается полоса около 100 Гц. Т.е. 1-й канал пропускает частоты от 0 до 99 Гц, 2-й - от 100 до 199 Гц, третий - 200-299 Гц, четвертый - 300-399 Гц.
Далее снова пропускает первый канал, потом - второй, и т.д

После счетчика - двухразрядный дешифратор (два входа - четыре выхода) и выходной регистр (память на цикл счета). На выходе регистра всегда имеем единицу на каком-нибудь одном канале (который определяется частотой доминирующего голоса), на остальных - 0. (Поэтому роль фонового канала играет первый канал, при отсутствии сигнала его выход равен единице. Но при наличии сигнала - это такой же равноправный канал, как и остальные три, поскольку он работает в своих полосах частот). В конце интервала счета выходная информация записывается в регистр, счетчик сбрасывается, цикл повторяется.

Из описания ясно, что на этом принципе можно легко увеличивать число каналов, применяя счетчики с большим количеством разрядов и соответствующие дешифраторы и регистры.

 

Силовая часть.

Состоит из 4 идентичных каналов и генератора пилы, синхронной с сетью.
1-й транзистор каждого канала - интегратор. Постоянная интегрирования задается конденсатором 5 мк, время нарастания и спада - разные, для 4 каналов спад в 3 раза дольше нарастания (1+3=4). При таком выборе интегрирования каналы,  сменяя друг друга, исчезают не сразу, образуя смешение цветов.

Если делать другое число каналов, соотношение желательно поменять в нужную сторону (иначе на выходе будет или только один канал, или все сразу). Далее сигнал подается на триггер Шмитта, туда же подается пила - на выходе имеем фазовое управление для тиристоров. Генератор пилы состоит из конденсатора 5 мк, заряжающегося через резистор 1 к. На нулях выпрямленного напряжения сети конденсатор разряжается через транзисторный ключ. КТ361 - эмиттерный повторитель (буфер).

Внимание! Устройство гальванически связано с сетью, поэтому все элементы должны быть надежно изолированы от корпуса, во избежание поражения электрическим током. По этой же причине недопустимо подключение источников сигнала без развязывающего трансформатора (микрофон намного лучше и удобнее).

Детали.

В цифровой части можно применить как оригинальные микросхемы 155 серии, так и зарубежные аналоги серии 74хх. Кроме того, опытные радиолюбители легко могут заменить счетчик, дешифратор и регистр на более для них подходящие.
Транзисторы КТ315, КТ361 с любой буквой можно заменить на любые современные кремниевые маломощные соответствующей проводимости. То же самое справедливо и для тиристоров. Подойдут любые современные на напряжение 400 В и более (ток управления не более 15 мА). Все резисторы маломощные (0.125 - 0.25 Вт).
Выпрямительный мост на входе 220 В - любой на ток более 1 А и напряжение более 400 В.
Блок питания 5 В - любой стабилизированный на ток более 300 мА.

Схема налаживания не требует, безошибочно собранная из исправных деталей работает сразу.

Цитаты из форума:

Чтобы увеличить число каналов, надо брать счетчик, который умеет считать до 8, к нему дешифратор 3 на 8, и выходной 8-битный регистр. Тактирование и сброс оставляем, какое есть. Может, имеет смысл перейти на КМОП, но не обязательно. При увеличении числа каналов надо будет изменить времена нарастания/спада в интеграторах.
Но это по вкусу. Насчет светодиодов. После интеграторов мы имеем, грубо говоря, аналоговый выход 0..5 В, который может управлять какими хотите драйверами/диммерами, что там у вас имеется в наличии. Если это напряжение управления слишком большое - можно погасить резисторным делителем, если мало - соответственно поднимать напряжение питания (еще один повод перехода на КМОП).

Эта ЦМУ отображает ведущую частоту мелодии. Видно, что переливы лампочек зависят от музыки, но реакция получается непредсказуемая, потому что мы не оцениваем музыку по высоте тона. Я проверял ее от генератора. От 0 до 99 Гц горит первый канал. На 100 Гц начинали переливаться между собой первый и второй каналы. Со 101 Гц включался только второй канал. 
На 200 Гц переливались второй и третий. И т.д..

Ширина полосы задается тактовым генератором. Примерно, какова его частота, такова и полоса. Чтобы в середине звукового диапазона (1000 Гц) анализ проводился по ступеням мелодии (изменение примерно на 1/10 от частоты). По-хорошему, надо бы на высоких частотах делать полосу шире, а на низких - уже. Максимально простая схема - компромисс.

Обновление от 28.11.2016 - автор разработал схему силовой части для светодиодных лент.

 

Автор: Евгений Пашигоров aka peg

Ссылка на оригинальную статью.

Ссылка на форум обсуждения конструкции.

От администрации портала. Цветомузыка действительно интересная, как алгоритмом, так и исполнением. Сейчас такие микросхемы и тиристоры валяются без дела, а раньше днём с огнём не сыскать. Присылайте свои варианты печатных плат, варианты конструкций на других микросхемах логики. А может быть кто то захочет реализовать этот алгоритм на контроллере, как когда то это произошло с "Авророй".

 

Ну а кто не может собрать сам, но очень хочет, может купить подобное устройство на Алиэкспрессе.

 

Категория: Цветомузыкальные установки | Добавил: defaultNick (15.09.2016) | Автор: Radan
Просмотров: 370 | Комментарии: 3
Всего комментариев: 3
2  
Очень жаль, что к статье о "цветомузыке действительно интересной" не приложено никакое видео с демонстрацией "очень интересного алгоритма визуализации", без видео эти слова, к сожалению, ни о чём не говорят ((( ...на радиокоте, кстати, тоже (((

0
3  
Полностью с вами согласен.
У автора к сожалению не осталось действующей конструкции, чтобы снять видео.
Аналогичная ситуация у меня была с Авророй. Снять видео было не на чем.
А кто поверил на слово и повторил, не пожалели. На её основе позже были разработаны не менее удачные Аврора РЖБ и Аврора Бореалис. 
В этой конструкции заложен подобный алгоритм, поэтому она будет менее надоедливая, чем с обычным частотным разделением. 
З.Ы. я не автор этой конструкции, но собираюсь повторить, только на 561 серии.

0
1  
Обновление от 28.11.2016 - автор разработал схему силовой части для светодиодных лент.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
YOUTUBE LIGHTPORTAL
ALIEXPRESS
Поиск
Translation
Donate
QR
Часики
 
Облако тегов
Друзья сайта
Портал светоэффектов
Catcatcat Electronics
Color Music Beniamina Grinberg