Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics

6 Schritt:Schritt 1: Ersatzteile Schritt 2: Schalt Diskussion Schritt 3: Verstärkerschaltung Schritt 4: Audio Envelope Follower Kreis Schritt 5: Schaltungsaufbau Schritt 6: Zusammenfassung

Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics

Ich hatte eine spezifische Anforderung, um eine RC-Servo auf eine Audio-Tonspur zu synchronisieren. In meinem Fall war es um die Mundbewegungen eines animatronic Figur (Peter Penguin), um alles, was er sagt, zu synchronisieren. Seine Rede würde auf einer Audiospur aufgezeichnet werden; ein Stereo-WAV-Datei.
Diese Zahlen würden verwendet werden, um eine animierte scripted Anzeige für einen Urlaub Spaziergang durch Anziehung zu schaffen.
Diese instructable konzentriert sich auf die Konzeption und den Bau der Rennstrecke. Es muss nicht in Detail des Trag Hardware und Software, um die endgültige Wirkung zu erzeugen. Er tut decken diese Themen mit einem breiten Pinsel.
Ich nenne die Schaltung einen AAEF - einen Audio-Verstärker und Envelope Follower Circuit.

Schritt 1: Ersatzteile

  1. Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics
    benutzerdefinierte PCB aus ExpressPCB
    Linear Technology LT1013 Op Amp
    LM386 Audioverstärker
    2 - 100 nF Keramikkondensatoren
    Kondensator 33uF, 6.3V
    1N5817 Diode
    3 - Widerstand, 100 K, 5%, 0.125W
    Widerstand, 43 K, 5%, 0,125 W
    Widerstand, 50 K, 5%, 0,125 W
    Widerstand, 1 M, 5%, 0.125W 100K Bourne trimpot, audio Kegel 200K Bourne trimpot, lineare Verjüngung
    1/8 "Stereo-Audio-Buchse
    Breakaway 0,1 "Kopfstifte

Schritt 2: Schalt Diskussion

  1. Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics

    Es gibt zwei unabhängige Teile der Schaltung. Das erste ist ein einfaches Audio-Verstärker unter Verwendung eines LM386 IC, der eine Hälfte des Stereosignals amplifizieren. Die zweite Hälfte wird als Eingang an den Rest der Schaltung verwendet, um die Mundbewegungen synchronisieren.
    Die schematische Darstellung der Vorrichtung ist in der Abbildung dargestellt.
    Um zu klären - ein Stereo-Kanal (irrelevant, ob es die linke oder rechte, so lange, wie das Übereinkommen in Einklang). Dies ist abhängig von der Verdrahtung des Stereo 1/8 "anschließen. Der zweite Kanal enthält raw audio durch den Verstärker gespielt werden.
    Es besteht eine gewisse Verzögerung in der Verarbeitung des Signals, um die Öffnung zu bewegen, so dass ein Bearbeitungsprogramm wie Audacity kann verwendet werden, um das Signal manuell zu schalten, damit es genauer mit den Warenaudio werden. Ich fand eine Verzögerung von 0,3 Sekunden auf den zweiten Kanal erzeugt gute Ergebnisse. Auch wenn es einige Detail in der Original-Audio, die das verarbeitete Signal nicht abholen kann Audacity verwendet werden, um einen Ton mit der entsprechenden Amplitude in das Steuersignal einzulegen.
    Die Verwendung eines LM386 ist nicht kritisch. Wenn eine bessere Klangqualität gewünscht wird, kann ein anderer Verstärker verwendet werden. Das gesamte Schaltung könnte von der AAEF und einen externen Verstärker verwendet überlassen werden.
    Man beachte, dass die Schottky-Diode 1N5817 nicht notwendig sein

Schritt 3: Verstärkerschaltung

  1. Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics

    Es ist nichts Besonderes hier. Es ist im Grunde eine einfache Verstärker aus den Datenblättern entnommen

Schritt 4: Audio Envelope Follower Kreis

  1. Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics

    Dieser Teil der Schaltung beginnt mit Audioeingang entsprechend der Sprachausgabe. Es wird dann auf nahezu die Speisespannung (weniger der Begrenzung des op amp) skaliert. Dies wird dann durch ein RC-Netzwerk gesendet zu glätten die Signal DC. Siehe das Bild, um zu sehen, wie die Transformation angezeigt.
    An diesem Punkt hat die Schaltung ihre Funktion bewerkstelligt. Die Ausgabe wird dann in einen ADC auf dem Mikrocontroller den Betrieb des animatronische, die den Wert liest und ändert die Parameter für die Steuerung RC, den Mund in die gewünschte Position zu bewegen speist.

Schritt 5: Schaltungsaufbau

  1. Audioverstärker und Envelope Follower für Animatronics

    Die Leiterplatte angebracht ist Diagramm der Bretter Ich entwarf mit ExpressSCH und ExpressPCB und hatte für den Bau gemacht.
    Die Positionierung der größte Komponente, die Audio-Buchse, bestimmt die Platzierung der übrigen Teilsysteme / Komponenten. Der LM386 und die damit verbundenen Komponenten passen direkt über der Buchse. Seine große Ausgangskondensator wurde dann auf der rechten Seite positioniert ist.
    Dieser verließ die unten rechts auf dem Board für den Envelope Follower Schaltung. Beachten Sie, dass einige Immobilien hat für Schaltungen, die nicht verwendeten Operationsverstärker in der Konstruktion zu stabilisieren gegeben. Dies ist der Zweck der beiden 100K-Widerstände auf der rechten unteren Ecke der Karte.
    Im Raum oberhalb des Operationsverstärkers und oben erwähnten Widerstände, C4 und R4 bilden das RC-Netzwerk zu glätten die Audiosignal-Hüllkurve.
    Es gibt nichts besonders schwierig über die Montage, andere als vorsichtig Löttechnik. Einige der Polster liegen dicht beieinander, und darauf zu achten, nicht zu viel Lot noch Hitze, damit Lötbrücken verwenden / Kurzschlüsse entstehen. Oder im Falle von zu viel Wärme kann Pads von der Platine anzuheben. Die Platine und Bauteilanschlüsse müssen sehr sauber sein. Außerdem habe ich IC-Sockel für die beiden ICs, um die Möglichkeit einer Beschädigung durch Wärme während des Lötens mit den ICs zu minimieren. Auch, wenn ein IC ersetzt werden muss, ist es eine viel einfachere Angelegenheit.

Schritt 6: Zusammenfassung


  1. Diese Schaltung oder Derivat kann auch für andere Zwecke verwendet werden. Es ist eine Variante der von Scary Terry in seine Animatronic-Schaltung verwendet, Ideen - mit Ausnahme seiner ist ein Ein- / Aus-Schaltung. Diese Schaltung ermöglicht den Zugriff auf Zwischenwerte, die Bereitstellung (IMHO) realistischer Mundbewegungen. Doch statt Mundbewegungen, könnte dies keine Audio-Eingang verarbeiten und wo es sich um eine Reihe von definierten Zuständen. Es könnte mit einer Steuerspur, die nur aus Tönen verwendet werden, um jede Menge möglicher Aktionen programmieren.
    Das eingebettete Video demonstriert die AAEF in Aktion. Ein Link ist auch mit dem Video, sofern Animatronic Penguin Talks