【DIY】LM3915音乐电平显示器制作

MasterKang

上亚克力架子，先晒pp

Wen_Ming

很不错！下大工夫了，感觉pcb是黑色的估计会更百搭，黑色背景led发光效果会好些，这么多元器件贴完必须脖子疼了，楼主很细心啊，每个元器件都贴得很正，赞一个

MasterKang

Wen_Ming 发表于 2014-10-8 13:58
很不错！下大工夫了，感觉pcb是黑色的估计会更百搭，黑色背景led发光效果会好些，这么多元器件贴完必须脖子 ...

装在茶红色亚克力后面，什么颜色阻焊都没事

下面上带通滤波部分的原理图，LM3915我就不贴原理图了，到处都有

MasterKang

根据带通滤波电路通频中心频率f=1/(2*pi*R*C)我做了一个小excel，可以很方便的帮我算各种频率所需要的RC值

这里的R2、R4和RT根据电路仿真应等于R，取10k欧，R1也取10k欧，R5为反馈电阻，教科书说不能大于33k，但仿真结果38k也应该可以，而且通频带更窄。
至于RT，选用20k电位器的话可以消除元件间差异，可以在后期调试过程中调整运放的放大倍率（我知道调R1效果会更好，教科书也是这么写的，但电路就这么设计了，设计的当时就把RT放在那里了，将就用吧）

至于中心频率的选择，这里用的是
100、250、500、1000、2000、4000、8000、16000Hz，比较贴合于对数曲线。根据公式取R=10k算出C分别为
159236 、63694 、31847 、15924 、7962 、3981 、1990 、995p法，选定的电容标号为
154 、683 、333 、153 、682 、472 、222 、102 ，得到实际中心频率为
106 、234 、483 、1062 、2342 、3388 、7238 、15924 Hz

需要说明的是，低于100Hz显示效果非常不好，不建议采用。

MasterKang

在实际电路板上，虽然RT的位置选的不太合适，但效果还是不错的，但由于我RT采购3*3贴片电位器的时候买错了，买成50k的了，在组装的时候RT初始位置25k左右，极其容易引起自激振荡，表现就是不插音频线的时候led就自己开始稀里哗啦闪

另外，如果离电源插座第二个LM3915输出的LED最上面两个不灭的话，说明8.06k电阻没有接地（也就是电路板有错那里）

补充内容 (2014-10-8 16:13):
说一下8.06k和1.24k电阻的作用，这俩配对是用来限制led电流的，LM3915输出是电流输出，而不是电压输出，所以只要在供电能够点亮的范围内，3915每路可以串联多个led，经计算，8.06k和1.24k电阻配是15ma

补充内容 (2014-10-8 16:14):
8.06k和2k电阻配是9ma，可以通过这里降低led的亮度，避免晃眼。

MasterKang

说说调试的事情吧，在确定电阻都是10k，电位器是20k的情况下，不同频率通过C的大小来调节，这样尽可能的减少了元件的购买复杂程度。如果还想买更少的电容，可以一组电阻为10k；另一组R2、R4和RT取15k欧，R1取10k欧，用相同的电容。这样的话就可以少买一半的电容，多买条15k电阻。这里就体现出来电路板设计时，如果R1做电位器，RT用固定电阻的好处了，因为如果这么做的话电位器会好调试一些。

如果严格按照10k的电阻来装的话，通电就应该是可以使用的，但是还是有调试的余地的。电路的调试，基于3*3贴片电位器RT进行。
这里提示一下，tb购买电位器时，3*3贴片电位器说明书里提到：“旋转寿命：转动20回后，阻值变化在±15%以内。”说明这玩意不是那么抗造的东西，不要把它当做黑白电视机的调频器，扭啊扭，扭啊扭，扭到奥克兰~

这里需要用一款软件，叫做SweepGen。把电脑的音量开到75%，给电路通12V电，插上音频，打开SweepGen，频率范围选择Wide，扫描方式选择Log，波形选择Sine，扫描速度选择Fast（smooth）或（stepped）都可以，点击开始就能听到一种很奇怪的扫描声音。至于输出级别，刚开始就用默认的-10dB，如果能够看到波形从左到右了，可以适当增大输出级别，直到-5，

然后查看每路led的点亮情况，通过旋转电位器，把除了第一个和最后一个LM3915输出的电平在扫描时最多能点亮9个LED即可，第一个和最后一个LM3915适当低一点，点亮8个LED即可，为什么，因为通过电路仿真可以知道这个电路在特别高或者特别低的频率下，运放输出电平效率会稍微低一点。

在拧电位器的时候，注意不要把阻值大到运放自激振荡了，也就是不插音频就自己Hi上了。也要仔细观察，led点亮时，有微微亮，有闪烁亮，也有常亮，看你的手了。

MasterKang

这里贴一组用8种C和3种R配合，组成16种不同频率的做法
通道   预算频率   使用电阻     电容              折成微法           折成皮法     标定值    实际频率    电容标号
1       70        15000       1.51653E-07       0.151653018       151653        0.15       71         154
2       100       10000       1.59236E-07       0.159235669       159236        0.15       106        154
3       150       15000       7.07714E-08       0.070771408       70771        0.068       156        683
4       220       10000       7.23798E-08       0.072379849       72380        0.068       234        683
5       333       15000       3.1879E-08        0.031879013       31879        0.033       322        333
6       474       10000       3.3594E-08        0.033594023       33594        0.033       483        333
7       700       15000       1.51653E-08       0.015165302       15165        0.015       708        153
8       1000      10000       1.59236E-08       0.015923567       15924        0.015       1062       153
9       1500      15000       7.07714E-09       0.007077141       7077        0.0068       1561       682
10      2100      10000       7.58265E-09       0.007582651       7583        0.0068       2342       682
11      3150      10000       5.0551E-09        0.005055101       5055        0.0047       3388       472
12      4600      15000       2.30776E-09       0.002307763       2308        0.0022       4825       222
13      6800      10000       2.3417E-09        0.002341701       2342        0.0022       7238       222
14      10000     15000       1.06157E-09       0.001061571       1062         0.001       10616      102
15      14500     10000       1.09818E-09       0.001098177       1098         0.001       15924      102
16      20000     8200        9.70949E-10       0.000970949       971          0.001       19419      102

MasterKang

另外，在tb买LM3915的时候（3915现在真便宜，1块5了），搜索LM3915时，在比较靠前的位置，有一个WD2012***的电平显示芯片，根据分析应该是用单片机做的，我买了一个2416L，相比之下，各有优点吧。至少，单片机的元件少，只用一个芯片和少量外围元件就可以了。最重要的，可以在tb买成品。

veery

很早就有楼主这样的想法，可惜自己太懒一直没做，看到楼主的作品深表赞赏！
后来想过用winCE或安卓+7寸彩屏，可以变幻多种屏显效果，但又怕现实效果看上去俗气，不如深色玻璃后的LED来的高档。。。也是光想，没有做！
很佩服楼主这样有想法就动手去实现的精神！

MasterKang

BOM清单
序号        元件        参数        封装        单片数量
1        DC插座                贴片DC-050 针直径2.0MM         1
2        3.5音频插座                贴片耳机插座 PJ-313        1
3        贴片二极管        1N4007        1210        1
4        LM3915                DIP18        16
5        LM324                SOP14        8
6        RT贴片电位器        20K        3*3 贴片可调电位器        16
7        R6电阻        8.2K        0805        16
8        R7电阻        1.2K        0805        16
9        R1R2R4电阻        10K        0805        48
10        R5电阻        33K        0805        16
11        Rled电阻        820欧        0805        32
12        0欧电阻        0欧        0805        16
13        100Hz带通电容        154        0805        4
14        250Hz带通电容        683        0805        4
15        500Hz带通电容        333        0805        4
16        1KHz带通电容        153        0805        4
17        2KHz带通电容        682        0805        4
18        4KHz带通电容        472        0805        4
19        8KHz带通电容        222        0805        4
20        16KHz带通电容        102        0805        4
21        翠绿LED                1206        32
22        红LED                1206        160
23        黄LED                1206        160

Rled用于最下面一排通电就亮的LED，根据12V供电2LED串联不同的颜色来选。用820欧，翠绿的太亮，反倒用的10k的。总之根据情况选吧

MasterKang

补两张图，昨天传了以后不知道怎么回事丢了

想学维修

焊工很了得～真得要贴到腰痛的～

huyuanchun

花了不少钱啊

jesonaqq

我顶你！焊接是一个累活，非常累！
我的频谱应该也快出来了，前天收到PCB晚上就焊好了，基本全是0402的料。现在进入软件调试状态。
整个感觉不错，唯独LED是一个缺点，包括网上有售的也是使用贴片LED。使用贴片LED的好处是成本低，适合大批量制作。缺点就是灯与灯之间没有任何间隔，容易串光造成光污染。

lijn

成本不低啊，显示漂亮。

枫~叶~飘~飘

强大， 这DIY起来真费工夫，接上音源的图上传了看一下可否？

MasterKang

lijn 发表于 2014-10-20 19:35
成本不低啊，显示漂亮。

100元左右吧

MasterKang

枫~叶~飘~飘 发表于 2014-10-21 12:59
强大， 这DIY起来真费工夫，接上音源的图上传了看一下可否？

我传两个视频，稍等放链接

MasterKang

频率扫描1
http://v.youku.com/v_show/id_XODA4MjM4MzAw.html
频率扫描2
http://v.youku.com/v_show/id_XODA4MjM3OTcy.html
以上视频是调试的时候拍的
红色版本
http://v.youku.com/v_show/id_XODA4MjM3NTQ4.html
http://v.youku.com/v_show/id_XODA4MjMxNjYw.html
http://v.youku.com/v_show/id_XODA4MjMwNTAw.html
手机太次，将就看吧，视频里面同步效果不好，其实不是这样的