Circuito simple del metrónomo con control de potenciómetro lineal

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Intento diseñar un oscilador de onda cuadrada para controlar un LED con un rango de control de frecuencia LINEAL de ~ 0.017 Hz a ~ 17 Hz (1 BPM a 1000 BPM).

EDIT

La excelente respuesta y el circuito de Oli hacen que la duración entre descargas sea lineal y la tensión de control. Sin embargo, no me queda claro cómo escalar la entrada como se sugiere. Incluso con un capacitor grande, el rango de voltaje de control es estrecho y el circuito genera una gran cantidad de corriente.

Para obtener el rango de BPM habitual para música de entre 40 y 240 BPM, que corresponde a períodos de 1500 ms y 200 ms respectivamente. Un BPM de 120 es exactamente 500 ms.

Tengo otro circuito que creo que también linealiza correctamente el período basado en el tamaño de una resistencia (por ejemplo, un potenciómetro):

¿Sepodríausarunespejodecorrientecomoelanteriorconunarelacióndiferenteparaescalarlatensión/resistenciadecontrol?¿Cómo?

Talcomoestá,elcircuitorequeriríaunR4de14.5Mohmparaproducirunperíodode500ms(120BPM).Necesitoqueelvalorseaexactamente5K(10Kpotenlaposicióncentral).

Tengaencuentaquecreoqueagregarunaresistenciadeemisor(R2)alacargareducirálacorriente(¿fuentedecorrientesalvaje?)perotambiénparecearruinarlalinealidad.

EDIT2

Aquíhayotraversión.Esacadenadetransistoresparalelosproporcionaunespejodecorrientedescendentederelación4:1paraquelasresistenciaspuedansermáspequeñas.Tambiénhacequelacorrientedecontrolsearelativaalsuelo,locualesbuenodependiendodecómoalimentesuamplificadoroperacional.

A pesar de las partes adicionales, la mayoría son transistores, por lo que la compilación probablemente no sea tan complicada como se ve en el esquema.

    
pregunta squarewav

3 respuestas

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Sería mejor usar un microcontrolador con un cristal para esto, ya que la precisión sería mucho mejor. Sin embargo, aquí hay un circuito basado en 555 (muy aproximado) que usé juntos, que usa una fuente de corriente constante para cargar la tapa. Es muy irregular pero hace aproximadamente 100mV / Hz desde 9V hacia abajo (por ejemplo, 8.99V = 0.1Hz, 8.9V = 1Hz, 7V = 20Hz)
Puede modificarlo para escalar el V / Hz como lo desee (y también ajustar el valor del límite y el tiempo de pulso (recuerde que esto no cambia, lo ideal es que sea corto para evitar que el error se haga más grande a medida que aumenta la frecuencia), generalmente ordenadas. bit) Se necesitaría un tramo de riel a riel (idealmente precisión).

Circuito:

Simulacióndelacaídadecontroldevoltajeyescaladefrecuenciadeformalineal:

Conjunto de simulación para 9 - 1.7V = 17Hz (error de aviso de ~ 0.4Hz desde el ancho del pulso):

Versiónmejorada

Aquíhayunaversiónmejoradaqueusaun Wilson Current Mirror y una capacitancia más pequeña, por lo que un capacitor de precisión y una tapa de ajuste pueden ser usado. Lo configuré para 0.45V / Hz, así que con 9V y el potenciómetro de 10 kΩ de 10 giros obtendrás 2Hz por turno (hasta 9V = 20Hz en teoría; en la práctica, el cumplimiento de la fuente actual limitará las cosas a alrededor de 17Hz, lo cual está bien , pero el bote no se puede girar completamente a 9 V o la fuente actual se "retirará")
Así que de nuevo, como es un "trabajo apresurado", las cosas necesitarán un poco de ajuste para adaptarse.
El rango lineal grande es difícil de manejar con un potenciómetro, por lo que el rango más lento será más difícil de configurar - puede valer la pena tener otro resistor de rango, para cambiar al rango inferior (por ejemplo, para configurarlo para 0.45V / 10mHz o similar)

De todos modos, aquí está (el bote superior / inferior representa el bote):

    
respondido por el Oli Glaser
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Una escala lineal en un metrónomo no es lo bueno que imaginas que es.

Cuando giras el dial hasta la mitad, de 1 bpm a 500 bpm, el metrónomo se ha vuelto 500 veces más rápido.

Luego, a partir de ahí, cuando lo giras completamente, solo se vuelve el doble de rápido.

El control del metrónomo ideal tendría el mismo efecto geométrico para el mismo ángulo de giro . Es decir. independientemente de donde estemos en el dial, si giramos la perilla cinco grados a la derecha, obtendremos el mismo porcentaje de aceleración. ¡Y eso es un comportamiento exponencial!

Simplemente diseña la ilustración del panel para el mando de modo que coincida con el comportamiento.

    
respondido por el Kaz
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Le sugeriría que si desea usar un dispositivo estilo 555 para producir un metrónomo relativamente lineal, debe construir un circuito que cargue la tapa a una tasa proporcional a su voltaje de control, y que el 555 descargue la cúbralo tan rápido como sea práctico para que, incluso con el ajuste de tempo más alto, su corriente de descarga inundará su corriente de carga.

El hecho de que la corriente de descarga no sea infinita hará que la respuesta de control del circuito descrito sea ligeramente no lineal, pero siempre que la corriente de descarga esté aproximadamente un orden de magnitud por encima de la corriente de carga, la respuesta de control debería ser adecuado si no tiene que colocar sus marcas de metrónomo de manera perfectamente uniforme. Si necesita algo mejor que eso, probablemente tendrá que hacer arreglos para que la tensión de control afecte tanto a las corrientes de carga como a las de descarga. Se puede hacer tal cosa, pero es apto para hacer que el circuito sea más complejo.

    
respondido por el supercat

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