Keyboard Musik sebagai Generator Sinyal

BAGIAN DAN BAHAN

• “Keyboard” elektronik (musik)
• Konektor jenis headphone “Mono” (bukan stereo)
• Transformator pencocokan impedansi (rasio 1k hingga 8; Katalog Radio Shack # 273-1380)
• Resistor 10 kΩ

Dalam eksperimen ini, Anda akan mempelajari cara menggunakan keyboard musik elektronik sebagai sumber sinyal tegangan AC frekuensi variabel. Anda tidak perlu membeli keyboard mahal untuk ini—tetapi keyboard dengan setidaknya beberapa lusin pilihan "suara" (piano, seruling, harpa, dll.) akan bagus. Colokan “mono” akan dicolokkan ke soket headphone pada keyboard musik, jadi dapatkan colokan dengan ukuran yang tepat untuk keyboard.

"Transformator pencocokan impedansi" adalah transformator ukuran kecil yang mudah diperoleh dari toko peralatan elektronik. Satu mungkin diambil dari radio sampah kecil:menghubungkan antara speaker dan papan sirkuit (penguat), sehingga mudah diidentifikasi berdasarkan lokasi.

Gulungan primer dinilai dalam ohm impedansi (1000 ), dan biasanya disadap tengah. Gulungan sekunder adalah 8 dan tidak disadap tengah. Angka impedansi ini tidak sama dengan resistansi DC, jadi jangan berharap untuk membaca 1000 dan 8 dengan ohmmeter Anda—namun, belitan 1000 akan membaca lebih hambatan daripada belitan 8 , karena belitannya lebih banyak.

Jika transformator seperti itu tidak dapat diperoleh untuk percobaan, transformator daya step-down 120V/6V biasa juga bekerja dengan cukup baik.

REFERENSI SILANG

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 2, bab 1:“Teori Dasar AC”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 2, bab 7:“Sinyal AC Frekuensi Campuran”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Perbedaan antara amplitudo dan frekuensi
• Mengukur tegangan AC, arus dengan meter
• Pengoperasian transformator, peningkatan

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Biasanya, seorang siswa elektronik di sekolah akan memiliki akses ke perangkat yang disebut generator sinyal , atau generator fungsi digunakan untuk membuat bentuk gelombang tegangan frekuensi variabel untuk memberi daya pada rangkaian AC. Keyboard elektronik yang murah adalah alternatif yang lebih murah daripada generator sinyal biasa dan menyediakan fitur yang tidak dapat ditandingi oleh sebagian besar generator sinyal, seperti menghasilkan frekuensi campuran gelombang.

Untuk "menyadap" ke tegangan AC yang dihasilkan oleh keyboard, Anda harus memasukkan steker ke jack headphone (kadang-kadang hanya diberi label "telepon" pada keyboard) lengkap dengan dua kabel untuk koneksi ke sirkuit desain Anda sendiri. Saat Anda memasukkan steker ke soket, speaker normal yang terpasang pada keyboard akan terputus (dengan asumsi keyboard dilengkapi dengan satu konektor), dan sinyal yang digunakan untuk memberi daya pada speaker tersebut akan tersedia di kabel steker. Dalam percobaan khusus ini, saya sarankan menggunakan keyboard untuk memberi daya pada sisi 8 dari transformator “keluaran” audio untuk menaikkan tegangan ke tingkat yang lebih tinggi. Jika menggunakan trafo daya alih-alih trafo output audio, sambungkan keyboard ke belitan tegangan rendah sehingga berfungsi sebagai perangkat step-up. Keyboard menghasilkan sinyal tegangan yang sangat rendah, sehingga tidak ada bahaya sengatan listrik dalam eksperimen ini.

Dengan menggunakan keyboard Yamaha yang murah, saya menemukan bahwa pengaturan suara “panflute” menghasilkan bentuk gelombang gelombang sinus yang paling benar. Bentuk gelombang ini, atau sesuatu yang dekat dengannya (seruling, misalnya), direkomendasikan untuk mulai bereksperimen karena gelombang ini relatif bebas dari harmonik (banyak bentuk gelombang bercampur menjadi satu, frekuensi bilangan bulat kelipatan). Karena hanya terdiri dari satu frekuensi, ini adalah bentuk gelombang yang tidak terlalu rumit untuk diukur oleh multimeter Anda. Pastikan keyboard disetel ke mode di mana nada akan dipertahankan saat tombol apa pun ditekan—jika tidak, amplitudo (tegangan) bentuk gelombang akan terus berubah (tinggi saat tombol pertama kali ditekan, kemudian menurun dengan cepat ke nol ).

Menggunakan voltmeter AC, baca voltase langsung dari colokan headphone. Kemudian, baca tegangan yang dinaikkan oleh transformator, perhatikan rasio langkahnya. Jika multimeter Anda memiliki fungsi "frekuensi", gunakan itu untuk mengukur frekuensi bentuk gelombang yang dihasilkan oleh keyboard. Coba nada yang berbeda pada keyboard dan catat frekuensinya. Apakah Anda memperhatikan pola frekuensi saat Anda mengaktifkan nada yang berbeda, terutama tombol yang mirip satu sama lain (perhatikan pola hitam-putih 12 tombol yang diulang pada keyboard dari kiri ke kanan)? Jika Anda tidak keberatan membuat tanda pada keyboard Anda, tulis frekuensi dalam Hertz dengan tinta hitam pada tombol putih, di dekat bagian atas di mana jari cenderung tidak menghapus angka.

Idealnya, tidak boleh ada perubahan amplitudo sinyal (tegangan) karena frekuensi yang berbeda (not pada keyboard) dicoba. Jika Anda mengatur volume ke atas dan ke bawah, Anda akan menemukan bahwa perubahan amplitudo seharusnya memiliki sedikit atau tidak ada dampak pada pengukuran frekuensi. Amplitudo dan frekuensi adalah dua aspek yang sepenuhnya independen dari sinyal AC.

Coba sambungkan output keyboard ke resistansi beban 10 kΩ (melalui colokan headphone), dan ukur arus AC dengan multimeter Anda. Jika multimeter Anda memiliki fungsi frekuensi, Anda juga dapat mengukur frekuensi arus ini. Harus sama dengan voltase untuk nada apa pun (tombol keyboard).

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Sinyal Frekuensi Campuran