MAGIC EYE TUBE 6E5C - СХЕМА ПРОСТОГО LED ИНДИКАТОРА УРОВНЯ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА.

Автор: Не буду я мудрствовать лукаво, а без лишних раздумий и затей приведу-ка выдержку из статьи Сергея Комарова в журнале "Радио" № 8 за 2010 г:

"Электронно-световые индикаторы появились в начале 30-х годов прошлого века в Германии. Они предназначались для индикации точной настройки АМ радиоприемника на радиостанцию. Второй целью, о которой в технической среде не принято было говорить, однако, она была главной в капиталистической экономике - было желание всколыхнуть рынок радиоприемников, представив новые аппараты, не только обеспечивающие прием радиостанций, но и оживленные красивым, и доселе невиданным устройством, шевелящимся в зависимости от уровня сигнала принимаемой радиостанции. Это в буквальном смысле оживляло радиоприемники.

Вариант этого индикатора, с одним изменяющимся сектором был выпущен и в США фирмой RCA и получил название 6E5. В СССР в середине 30-х годов на американском оборудовании начала производится радиолампа 6Е5, позже, получившая название 6Е5С. Именно этим индикатором оснащались все отечественные радиоприемники I и II класса."

Вот такую вещь мы и воспроизведём на этой странице, а поскольку все предыдущие разработки были выполнены на полупроводниках, то не будем резко окунаться в мир высоких анодных напряжений, а сымитируем наш 6Е5С на светодиодах.

И коли уж плодотворная дебютная идея выдвинута, а она, по мнению античного Платона, поважнее любой материи, воплощение нашей задумки будет настолько простым и незатейливым, что я даже не стану отвлекать от дел и приглашать уважаемого Оппонента, прописавшегося где-то на очередном форуме.

Оппонент: А меня приглашать не надо, я никуда и не уходил.
Если бы все было так просто и красиво, китаёзы уже давно бы завалили рынок дешёвыми поделками. Очень сильно сомневаюсь в успехе подобного мероприятия.

Автор: Оставим это на совести наших китайских друзей. Успех любит смелых и наглых, не надо бояться быть первым, главное шибануть резко и неожиданно - кулаком в челюсть, ногой в пах.

А для того, чтобы понимать, что мы хотим получить в сухом остатке, начнём с демонстрации работы уже готового устройства.

На демонстрации видно, что очерёдность включения светодиодов - обратная, то есть количество горящих светодиодов обратно пропорционально уровню входного сигнала.
Желание сохранить диаметр индикатора близким к ламповому оригиналу наложило ограничение на количество светодиодов, у меня их поместилось 15 штук, а это означает, что количество каналов аналого-цифрового преобразователя будет ограничено 8-мью уровнями.


Рис.1

За основу индикатора было решено взять распространённый АЦП LM3914. Эти микросхемы способны управлять 10-тью светодиодами, что в нашем случае - более, чем достаточно.
Плохенькие с точки зрения крутизны преобразования компараторы, входящие в состав микросхемы, для нашего варианта скорее плюс, чем минус - этот недостаток поможет нам дать визуальную иллюзию "аналоговости" переключения уровней. Этот эффект мы усилим ещё больше, ограничив уровень сигналов, поступающих на вход компараторов, величиной в 1 вольт.

Теперь приведу схему устройства.

Рис.2

Приведённый индикатор уровня сигнала предназначен для работы совместно с усилителем низкой частоты, подключается к линейному входу и обладает чувствительностью 350мВ.

Используемая нами микросхема LM3914 обладает линейной характеристикой преобразования аудиосигнала, что для нашего случая не очень здорово.
Поскольку 8 уровней индикации - маловато для красивой визуализации музыкального материала с высоким динамическим диапазоном, мы этот самый диапазон сожмём, но не так радикально, как это делается в индикаторах с логарифмической характеристикой, а более нежно и аккуратно, будто груди белые, да высокие красной девице.
C этой целью в простой усилительный каскад с общим эмиттером на транзисторе Т1 введена цепочка R1, R3, D1, D2.

Изменением номинала резистора R1 можно в некоторых пределах регулировать чувствительность индикатора.

На транзисторе Т2 собран пиковый детектор входного сигнала, обеспечивающий нам обратную характеристику срабатывания компараторов.
При нулевом сигнале на входе устройства, выходное напряжение на эмиттере Т2 максимально и горят все светодиоды.
По мере увеличения входного сигнала, напряжение на эмиттере Т2 падает, что в соответствии с логикой работы LM3914 приводит к поочерёдному выключению светодиодов, вплоть до кромешной темноты при максимальном уровне - 350-400мВ. До этого доводить не стоит, увеличивайте номинал R1, чтобы хотя бы один светодиод оставался мерцающим для сохранения духовно-эстетического наследия вакуумного прототипа.

Настройка индикатора сводится к установке подстроечного резистора R9 в приграничное положение, при котором при отсутствии входного сигнала начинают светиться все светодиоды.

При отсутствии маниакального желания следовать оригинальному размеру лампового оригинала имеет смысл несколько увеличить диаметр индикатора. Это позволит нам повысить количество каналов аналого-цифрового преобразователя до 10-ти уровней, а также добавить несколько пар светодиодов, находящихся в постоянном свечении (ведь ламповый Magic Eye никогда полностью не раскрывается).
Результат налицо - значительное улучшение визуального восприятия работы светодиодного индикатора. Схема мало чем отличается от предыдущей.
 

Рис.3

В связи с увеличением количества каналов, степень компрессии входного сигнала уменьшена, а диапазон амплитуд входных сигналов, обрабатываемых АЦП - увеличен.

Продемонстрирую работу и этого индикатора.
 

Теперь всё! Работа устройства описана, принципиальная схема приведена, величины напряжения в контрольных точках указаны.

Оппонент: А неплохо получилось, весьма неплохо, очень даже похоже. Разделяю энтузиазм. Хочу собрать такой индикатор. Из чего сделан корпус?

Автор: О, как!
Пациент оживился и даже заговорил. Энтузиазм заразен, но быстро излечим. Хотя как знать...



Рис.4

В качестве внешнего кольца для первого индикатора хорошо пришёлся ободок от дверного глазка. Все лишнее от него было беспощадно отпилено, а на вакантное место приклеена трубка с внутренним диаметром около 24мм.
Прототипом для трубки послужила неприкосновенная частная собственность жены - пробка от какой-то косметической лабуды. Лестью, а также врождённой способностью быстро оценить ситуацию и предпринять наиболее правильный порядок дальнейших действий, пробка у жены была экспроприирована и прилажена к ободку на эпоксидный клей ЭДП Дзержинского производителя.

Вместо выброшенного за ненадобностью окуляра дверного глазка был вклеен пирог их 3-ёх слоёв тонкого пластика:
внешний - из дымчатого оргстекла от какой-то канцелярской приблуды,
средний - из прозрачной зелёной коробочки от CD диска,
внутренний - из квадратной матовой полиэтиленовой бутылки из-под растворителя.

Для второго индикатора в качестве внешнего ободка выступила накладка от круглого дверного фиксатора. Всё остальное было изготовлено по аналогии с предыдущим случаем из подручных средств, найденных в недрах домашнего хозяйства.

Вот теперь точно все!
Всем творческих побед, а для Оппонента вспомню старый анекдот:

- Доктор, я вылечусь?
- Да мне и самому интересно...