ডিজিটাল থেরমিন: টাচলেস বাদ্যযন্ত্র: 4 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:00

ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সের এই পরীক্ষায়, আমি আপনাকে দেখাবো কিভাবে বাদ্যযন্ত্রকে স্পর্শ না করে সঙ্গীত তৈরি করা যায় (এর কাছাকাছি: P), অসিলেটর ও অপ-এম্প ব্যবহার করে। মূলত এই যন্ত্রটিকে থেরমিন বলা হয়, মূলত একটি রাশিয়ান বিজ্ঞানী লিওন থেরমিনের এনালগ ডিভাইস ব্যবহার করে নির্মিত। কিন্তু আমরা আইসি ব্যবহার করে এটি ডিজাইন করব যা ডিজিটাল সিগন্যাল উৎপন্ন করে এবং পরবর্তীতে আমরা সেগুলিকে সঙ্গীতের জন্য এনালগে রূপান্তর করব। আমি আশা করি আপনি আপনার কলেজে যা অধ্যয়ন করেছেন তার এই বাস্তব বাস্তবায়ন আপনার ভালো লাগবে।

আমি www.tinkercad.com এ এই সার্কিটটি ডিজাইন করেছি এবং এর উপাদানগুলির সিমুলেশন করেছি। আপনি এটি চেষ্টা করে দেখতে পারেন এবং এটি আপনার পছন্দ মতো ম্যানিপুলেট করতে পারেন, কারণ সেখানে শিথিল করার কিছুই নেই, কেবল শেখা এবং মজা!

ধাপ 1: উপাদান

এই সার্কিটটি তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির তালিকা এখানে রয়েছে:

1) MCP602 OpAmp (ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার) x1

2) CD4093 IC (4 NAND Gates IC) x1

3) প্রতিরোধক: 6x 10k, 1x 5.1k, 1x6.8k এবং 1x 1.5k

4) Potentiometer: 2x 10k Pot

5) ক্যাপাসিটার: 2x 100pF, 1x 1nF এবং 1x 4.7µF ক্যাপাসিটর (ইলেক্ট্রোলাইটিক)

6) ব্রেডবোর্ড/পিসিবি বোর্ড

7) টেলিস্কোপিক অ্যান্টেনা (ন্যূনতম প্রয়োজন: 6 মিমি ব্যাস এবং 40 সেমি+ দৈর্ঘ্য) অথবা আরও ভাল সংবেদনশীলতার জন্য প্রদত্ত মাত্রার সাথে কপার টিউব ব্যবহার করা ভাল

8) পাওয়ার ডিসি জ্যাক (5.5mmx2.1mm) এবং অডিও জ্যাক (3.5mm)

9) অন্যান্য উপাদান যেমন তার এবং সোল্ডারিং অংশ

দ্রষ্টব্য: আপনি রেডিও শ্যাক বা অনলাইনে অ্যামাজন/ইবেতে এই সমস্ত উপাদানগুলি সহজেই খুঁজে পেতে পারেন। এছাড়াও লক্ষ্য করুন যে টিঙ্কারক্যাড সার্কিটে, অপ-অ্যাম্প এবং নন্দ গেটগুলি আলাদা, কিন্তু তারাও কাজ করবে। তবুও যদি আপনি কোন উপাদান পেতে কোন অসুবিধা খুঁজে পান, আমাকে জানান।

ধাপ 2: চলুন সার্কিট কাজ বুঝতে পারি

উপরে আপনি রেফারেন্সের জন্য সার্কিট লেআউট ইমেজ খুঁজে পেতে পারেন।

কাজ: মূলত থার্মিন এই নীতির উপর কাজ করে যে আমরা দুটি ভিন্ন দোলক (এনালগে সাইন ওয়েভ) সংকেত উৎপন্ন করি- ১) একটি স্থির দোলক 2) দ্বিতীয়টি পরিবর্তনশীল অসিলেটর। এবং আমরা মূলত শ্রবণযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে (2Hz-20kHz) আউটপুট সংকেত পেতে সেই দুটি ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের পার্থক্য গ্রহণ করি।

* আমরা কেমন করছি?

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, NAND গেটের নিচে (U2B) সার্কিট হল একটি ফিক্সড অসিলেটর এবং উপরের NAND গেট সার্কিট (U1B) হল একটি ভেরিয়েবল অসিলেটর সার্কিট, যার সামগ্রিক ফ্রিকোয়েন্সি সামান্য এন্টেনার চারপাশে হাত চলাচলের সাথে সামান্য পরিবর্তিত হয়! (কিভাবে?)

* অ্যান্টেনার চারপাশে হাতের চলাচল কীভাবে অসিলেটরের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে?

ব্যাখ্যা: আসলে, এন্টেনা এখানে C1 ক্যাপাসিটরের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত। অ্যান্টেনা ক্যাপাসিটরের প্লেটের একটি হিসেবে কাজ করে এবং আমাদের হাত ক্যাপাসিটরের প্লেটের অপর পাশ হিসেবে কাজ করে (যা আমাদের শরীরের মাধ্যমে স্থাপিত হয়)। তাই মূলত আমরা অতিরিক্ত (সমান্তরাল) ক্যাপাসিটিভ সার্কিট সম্পন্ন করছি এবং সেইজন্য সার্কিটে সামগ্রিক ক্যাপাসিট্যান্স যোগ করছি। (কারণ সমান্তরালে ক্যাপাসিটার যুক্ত করা হয়)।

* NAND গেট ব্যবহার করে কিভাবে দোলন উৎপন্ন হয়?

ব্যাখ্যা: প্রাথমিকভাবে, NAND গেটের একটি ইনপুট (উদাহরণস্বরূপ U2B নিন) উচ্চ স্তরে (1) এবং অন্যান্য ইনপুট C2 (যেমন 0) এর মাধ্যমে ভিত্তি করে। এবং ন্যান্ড গেটে (1 এবং 0) সংমিশ্রণের জন্য, আমরা উচ্চ (1) আউটপুট পাই।

এখন যখন আউটপুটটি উচ্চ হয়, তখন আউটপুট থেকে প্রতিক্রিয়া নেটওয়ার্কের মাধ্যমে (R3 এবং R10 এর মাধ্যমে) আমরা পূর্বের গ্রাউন্ডেড ইনপুট পোর্টের উচ্চ মান পাই। সুতরাং, এখানে আসল জিনিস। ফিডব্যাক সিগন্যালের পরে, ক্যাপাসিটর C2 R3 এর মাধ্যমে চার্জ হয়ে যায় এবং এর পরে আমরা NAND গেটের উভয় ইনপুট পাচ্ছি উচ্চ স্তরে (1 এবং 1), এবং উচ্চ যুক্তিযুক্ত ইনপুট উভয়ের জন্য আউটপুট LOW (0)। সুতরাং, এখন ক্যাপাসিটর C2 ডিসচার্জ করে এবং আবার NAND গেটের ইনপুটগুলির মধ্যে একটি কম হয়ে যায়। অতএব এই চক্রটি পুনরাবৃত্তি হয় এবং আমরা দোল পাই। আমরা রোধকারী এবং ক্যাপাসিটরের মান পরিবর্তন করে দোলক ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ করতে পারি (C2) কারণ ক্যাপাসিটরের চার্জিং সময় বিভিন্ন ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে পরিবর্তিত হবে এবং তাই দোলন ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তিত হবে। এভাবেই আমরা অসিলেটর পাচ্ছি।

* উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত থেকে আমরা কিভাবে বাদ্যযন্ত্র (শ্রবণযোগ্য) ফ্রিকোয়েন্সি পেতে পারি?

শ্রবণযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা পেতে, আমরা কম ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত পেতে দুটি ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত বিয়োগ করি যা শ্রবণযোগ্য পরিসরের মধ্যে থাকে। এখানে আমরা ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার পর্যায়ে Op-amp ব্যবহার করছি। মূলত এই পর্যায়ে, এটি দুটি ইনপুট সংকেতকে বিয়োগ করে এম্প্লিফাইড ডিফারেন্স (f1 - f2) সংকেত দেয়। এইভাবে আমরা শ্রবণযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি পাই। এখনও অবাঞ্ছিত সংকেত ফিল্টার করার জন্য, আমরা শব্দ ফিল্টার করার জন্য নিম্ন পাস ফিল্টার ব্যবহার করছি।

দ্রষ্টব্য: আমরা এখানে যে আউটপুট সিগন্যাল পাই তা খুবই দুর্বল, তাই সিগন্যালকে বাড়ানোর জন্য আমাদের অতিরিক্ত পরিবর্ধক প্রয়োজন। আপনি আপনার নিজের পরিবর্ধক সার্কিট ডিজাইন করতে পারেন অথবা যে কোন পরিবর্ধককে এই সার্কিটের সংকেত খাওয়ান।

আশা করি, আপনি এই সার্কিটের কাজ বুঝতে পেরেছেন। এখনও কোন সন্দেহ আছে? যেকোনো সময় নির্দ্বিধায় জিজ্ঞাসা করুন।

ধাপ 3: সার্কিট ডিজাইন করুন

অনুগ্রহ করে প্রথমে ব্রেডবোর্ডে পুরো সার্কিটটি ডিজাইন করুন এবং এটি পরীক্ষা করুন। তারপর শুধুমাত্র যথাযথ সোল্ডারিং দিয়ে এটি PCB তে ডিজাইন করুন।

নোট 1: এটি একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট, অতএব উপাদানগুলিকে যতটা সম্ভব বন্ধ রাখা বাঞ্ছনীয়।

নোট 2: আইসি ভোল্টেজ সীমাবদ্ধতার কারণে দয়া করে শুধুমাত্র +5V ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই (বেশি নয়) ব্যবহার করুন।

Note3: এই সার্কিটে অ্যান্টেনা খুবই গুরুত্বপূর্ণ, তাই অনুগ্রহ করে দেওয়া সমস্ত নির্দেশাবলী কঠোরভাবে অনুসরণ করুন।

ধাপ 4: সার্কিট ওয়ার্কিং এবং সফটওয়্যার সিমুলেশন

দয়া করে সার্কিট সিমুলেশন এবং এর ভিডিও দেখুন।

আমি মাল্টিসিম সার্কিট ফাইল যোগ করেছি, আপনি এটি ব্যবহার করে সরাসরি সার্কিট চালাতে পারেন এবং আপনার নিজের ডিজাইন এবং ম্যানিপুলেশন করতে পারেন।

আরে, আমি Tinkercad (www.tinkercad.com/) সার্কিট লিঙ্কটিও যোগ করেছি, সেখানে আপনি আপনার সার্কিট ডিজাইন করতে পারেন অথবা আমার সার্কিটকে হেরফের করতে পারেন এবং সার্কিট সিমুলেশনও করতে পারেন। শেখার এবং এর সাথে খেলার সাথে সব ভাল।

টিঙ্কারক্যাড সার্কিট লিঙ্ক:

আশা করি আপনি এটি পছন্দ করেছেন। আমি এটিকে আরও উন্নত করার চেষ্টা করব এবং এর অ্যানালগ সংস্করণ এবং মাইক্রোকন্ট্রোলার ভিত্তিক (VCO ব্যবহার করে) শীঘ্রই যুক্ত করব যা অ্যান্টেনা সম্পর্কে হাতের অঙ্গভঙ্গি আন্দোলনের জন্য আরও ভাল রৈখিক প্রতিক্রিয়া পাবে। ততক্ষণ, এই থার্মিন দিয়ে খেলা উপভোগ করুন।

আপডেট: বন্ধুরা, আমি LDR এবং 555 ব্যবহার করে এটি আরেকটি থার্মিন ডিজাইন করেছি