مدار اُرگ الکترونیکی با ترانزیستور

در این پست از سایت اِمیک, یک مدار جالب به نام مدار اُرگ الکترونیکی با ترانزیستور قرار داده شده است. همانطور که از نام مدار مشخص است این مدار یک اُرگ الکترونیکی ساده است که با استفاده از چند ترانزیستور و چند مقاومت و خازن معمولی ساخته شده است. مدار دارای ۷ کلید است که هر کدام یک صدای متفاوت تولید می‌کنند. تغییر صداها با تغییر فرکانس نوسان ساز انجام می‌شود و مدار بدون نیاز به آی سی یا میکروکنترلر، یک ساز الکترونیکی ساده ایجاد می‌کند. در ادامه در مورد این مدار بیشتر توضیح خواهم داد. شماتیک این مدار کاربردی به صورت زیر است.

مدار بالا از قطعات کاملا معمولی و ارزان قیمتی تشکیل شده است. این قطعات را به راحتی می توانید از فروشگاه های قطعات الکترونیکی تهیه کنید.

عملکرد مدار

تولید صدا در این مدار توسط دو ترانزیستور Q1 و Q2 از نوع 2N3904 انجام می شود. این دو ترانزیستور به همراه خازن های C1 و C2 یک نوسان ساز آستابل تشکیل می دهند که به صورت پیوسته یک سیگنال متناوب تولید می کند.

با فشردن هر کلید، مقاومت مخصوص آن کلید وارد مدار شده و مقدار مقاومت زمان بندی تغییر می کند. این تغییر باعث تغییر سرعت شارژ و دشارژ خازن ها و در نتیجه تغییر فرکانس نوسان ساز می شود. به همین دلیل هر کلید صدای متفاوتی ایجاد می کند.

فرکانس تقریبی مدار از رابطه زیر به دست می آید:

که در آن R مقدار مقاومت مربوط به کلید فشرده شده است.

مقادیر فرکانس جدول تقریبی هستند و عواملی مانند تلرانس مقاومت و خازن، مشخصات ترانزیستورها و ولتاژ تغذیه می توانند باعث کمی تغییر در فرکانس واقعی شوند. با این حال، اختلاف فرکانس بین کلیدها باعث می شود تغییر زیر و بمی صدا هنگام فشردن کلیدها به خوبی قابل تشخیص باشد.

در نهایت، سیگنال تولید شده به Q3 (2N3906) منتقل شده که این ترانزیستور سیگنال را تقویت کرده و از طریق بلندگوی پخش می کند.

تحلیل مدار

بخش اصلی تولید نوسان در این مدار توسط ترانزیستورهای Q1 و Q2 انجام می‌شود. این دو ترانزیستور به صورت متقابل به یکدیگر فیدبک می‌دهند و همراه با خازن‌های C1 و C2 یک نوسان ساز آستابل ایجاد می‌کنند. روشن و خاموش شدن متناوب ترانزیستورها باعث تولید یک سیگنال الکتریکی پیوسته می‌شود که پس از تقویت، به صورت صدا از بلندگو پخش می‌شود.

خازن‌های C1 و C2 با مقادیر 33nF و 47nF به همراه مقاومت‌های مدار، زمان بندی نوسان را تعیین می‌کنند. در این مدار استفاده از خازن‌های سرامیکی توصیه می‌شود، زیرا پلاریته ندارند و برای مدارهای نوسان ساز مناسب هستند.

کلیدهای S1 تا S7 هر کدام یک مقاومت مستقل دارند و با فشار دادن هر کلید، فقط مقاومت مربوط به خود را وارد مدار می‌کند. مقدار این مقاومت، فرکانس نوسان و در نتیجه زیر و بم صدا را تعیین می‌کند. مقاومت R8 با مقدار 4.7KΩ نیز به صورت سری و به شکل مشترک با تمام مقاومت‌های مربوط به کلیدها قرار دارد و در محدود کردن جریان و تنظیم محدوده عملکرد مدار نقش دارد.

در بخش خروجی، ترانزیستور Q3 از نوع 2N3906 وظیفه تقویت سیگنال تولید شده را بر عهده دارد تا توان کافی برای راه اندازی بلندگوی 8Ω فراهم شود. مقاومت R12 با مقدار 1KΩ جریان بیس Q3 را محدود کرده و مقاومت R13 با مقدار 91Ω جریان عبوری از بلندگو را کنترل می‌کند.

تغذیه مدار بالا می‌تواند از 9 تا 12 ولت DC باشد که می‌توانید از باتری یا آداپتور برای تغذیه مدار استفاده کنید. یک PCB مناسب نیز برای مدار بالا طراحی شده که از انتهای مطلب قابل تهیه است.

لیست قطعات:

• مقاومت  R1=68K اهم
• مقاومت  R2=82K اهم
• مقاومت  R3=100K اهم
• مقاومت  R4=120K اهم
• مقاومت  R5=150K اهم
• مقاومت  R6=180K اهم
• مقاومت  R7=220K اهم
• مقاومت  R8=4.7K اهم
• مقاومت  R9=47K اهم
• مقاومت  R10=56K اهم
• مقاومت  R11,R12=1K اهم
• مقاومت  R13=91Ω اهم
• خازن عدسی   C1=33nF
• خازن عدسی   C2=47nF
• ترانزیستور   Q1,Q2=2N3904
• ترانزیستور   Q3=2N3906
• کلید فشاری (S1 تا S7)
• بلندگو 8 اهم 1 وات (LS1)

سوالات و نظرات خود را می‌توانید در زیر مطرح کنید.