ボリュームメーターは、音楽システムに存在するイコライザーと見なすことができます。音楽に応じてライト（LED）の踊りを見ることができますが、音楽が大きい場合、イコライザーはピークに達し、低い音楽では低いままです。また、MIC、OP-AMP、LM3914を使用して、音量計またはVUメーターを構築しました。これらは、音の強さに応じてLEDを点灯します。音が小さい場合は、LEDの点灯が少なくなり、音が大きい場合は、点灯します。 LEDが点灯します。最後にビデオを確認してください。VUメーターは体積測定装置としても機能します。
コンデンサーMICまたはマイクは、基本的に音エネルギーを電気エネルギーに変換する音感知トランスデューサーであるため、このセンサーを使用すると、電圧を変化させる音が得られます。私たちは通常、このデバイスを介して音を録音または感知します。このトランスデューサーは、すべての携帯電話とラップトップで使用されています。典型的なMICは次のようになります。
コンデンサーマイクの極性の決定：
MICには2つの端子があり、1つは正で、もう1つは負です。マイクの極性は、マルチメーターを使用して見つけることができます。マルチメーターの正のプローブを取り（メーターをダイオードテストモードにします）、MICの一方の端子に接続し、負のプローブをMICのもう一方の端子に接続します。画面に読み取り値が表示された場合、正の端子（MIC）はマルチメーターの負の端子にあります。または、端子を見るだけで見つけることができます。マイナス端子には、マイクの金属ケースに接続された2本または3本のはんだ付けラインがあります。マイナス端子から金属ケースまでのこの接続性は、導通テスターを使用してテストし、マイナス端子を見つけることもできます。
必要なコンポーネント：
オペアンプLM358およびLM3914（10ビットコンパレータ）、およびMIC（上記を参照）
100KΩ抵抗（2個）、1KΩ抵抗（3個）、10KΩ抵抗、47KΩポット、
100nFコンデンサ（2個）、1000µFコンデンサ、10個のLED、
ブレッドボードといくつかのコネクタワイヤ。
回路図と動作説明：
VUメーターの回路図を下図に示します。
VUメーター回路の動作は簡単です。最初にMICは音を拾い上げ、音の強さに比例した電圧レベルに変換します。したがって、高い音の場合は高い値になり、低い音の場合は低い値になります。次に、これらの電圧信号は、ノイズをフィルターで除去するためにハイパスフィルターに供給され、フィルター信号がオペアンプLM358によって増幅された後、最後に、これらのフィルター処理および増幅された信号は、電圧計として機能し、に従ってLEDを点灯するLM3914に供給されます。音の強さ。次に、各ステップを1つずつ説明します。
1.ハイパスフィルターを使用したノイズの除去：
MICは、音や環境ノイズに非常に敏感です。特定の対策が講じられていない場合、アンプは音楽とともにノイズを増幅しますが、これは望ましくありません。したがって、アンプに行く前に、ハイパスフィルターを使用してノイズをフィルターで除去します。ここにあるこのフィルターはパッシブRCフィルター（抵抗-コンデンサー）です。設計は簡単で、単一の抵抗と単一のコンデンサで構成されています。
可聴範囲を測定しているため、フィルターは正確に設計する必要があります。回路を設計する際には、ハイパスフィルタのカットオフ周波数に留意する必要があります。ハイパスフィルターは、入力から出力に渡される高周波の信号を許可します。言い換えると、フィルターの規定周波数（カットオフ周波数）よりも高い周波数の信号のみを通過させることができます。ハイパスフィルターが回路に示されています。
人間の耳は2-2Khzから周波数を選ぶことができます。そのため、カットオフ周波数が10〜20Hzのハイパスフィルターを設計します。
ハイパスフィルターのカットオフ周波数は、次の式で求めることができます。
F = 1 /（2πRC）
この式を使用して、選択したカットオフ周波数のR値とC値を見つけることができます。ここでは、10〜20Hzのカットオフ周波数が必要です。
ここで、値またはR =100KΩ、C = 100nFの場合、16Hz付近のカットオフ周波数があり、16Hzより高い周波数の信号のみが出力に表示されます。これらの抵抗とコンデンサの値は必須ではなく、精度を高めたり、選択を容易にしたりするために方程式を試すことができます。
2.音声信号の増幅：
ノイズ要素を除去した後、信号は増幅のためにオペアンプLM358に供給されます。OP_AMPは「オペアンプ」の略です。これは、3つのIO（入力出力）ピンを持つ三角形の記号で示されます。これについては、ここでは詳しく説明しません。詳細については、LM358回路を参照してください。ここでは、オペアンプを負帰還増幅器として使用して、MICからの低振幅信号を増幅し、LM3914で選択できるレベルにします。
負帰還接続の代表的なオペアンプを下図に示します。
出力電圧の式は次のとおりです。
Vout = Vin（（R1 + R2）/ R2）。この式を使用して、アンプのゲインを選択できます。
µVoltsのMIC信号では、電圧計がこれらの低電圧を選択することは実際には不可能であるため、読み取りのために電圧計に直接供給することはできません。ゲインが100のオペアンプを使用すると、MICからの信号を増幅し、さらに電圧計に供給することができます。
3. LEDを使用したサウンドレベルの視覚的表現：
これで、フィルタリングおよび増幅されたオーディオ信号ができました。オペアンプからのこのフィルタリングされた増幅オーディオ信号は、オーディオ信号の強度を測定するためにLM3914チップLED電圧計に渡されます。 LM3914は、音/電圧の強さに基づいて10個のLEDを駆動するチップです。 ICは、入力電圧の値に基づいてLED照明の形で10進出力を提供します。最大測定入力電圧は、基準電圧と電源電圧によって異なります。このシングルチップデバイスは、オペアンプのアナログ値を視覚的に表現できるように調整できます。
LM3914チップには多くの機能があり、バッテリー保護回路と電流計回路に変更できます。ただし、ここでは、VOLTMETERの構築に役立つ機能についてのみ説明します。
LM3914は10段電圧計であり、10ビットモードで変動を示します。チップは測定入力電圧をパラメータとして検出し、それをリファレンスと比較します。「V」の基準を選択するとします。これで、測定入力電圧が「V / 10」上昇するたびに、より高い値のLEDが点灯します。「V / 10」を与えるとLED1が光り、「2V / 10」を与えるとLED2が光り、「8V / 10」を与えるとLED8が光ります。したがって、音楽の音量が大きいほど、視覚的なLED表現が多くなります（より多くのLEDが点灯します）。
回路内のLM3914IC：
LM3914の内部回路を以下に示します。LM3914は、基本的に10個のコンパレータの組み合わせです。各コンパレータはオペアンプであり、負端子でリファレンス電圧を取得します。
説明したように、最大測定値に基づいて参照値を選択する必要があります。OP_AMPの出力は最大で0〜4Vになります。したがって、LM3914の基準電圧を4Vとして選択する必要があります。
基準電圧は、下図に示すように、LM3914のRefADJピンに接続されている2つの抵抗によって選択されます。基準電圧に関する式は、下の図（データシートから抜粋）にも示されています。
ここで、抵抗分割ベースの電圧リファレンスには、供給電圧にいくらか依存するという問題があります。そのため、回路図に示すように、定抵抗R2を47KΩポットに置き換えました。ポットが所定の位置にあると、都合に応じて基準を調整できます。
4Vを基準にすると、音の強さに応じて0.4Vずつ増加するたびに、重要度の高いLEDが点灯します。LEDの測定レベルは次のようになります。
+ 0.4V、+ 0.8V、+ 1.2V、+ 1.6V、+ 2.0V、+ 2.4V、+ 2.8V、+ 3.2V、+ 3.6V、+ 4.0V。
つまり、一言で言えば、音があると、MICはこれらの音波の大きさを表す電圧を生成し、MICからのこれらの信号はRCフィルターによってフィルター処理されます。フィルタリングされた信号は、増幅のためにオペアンプLM358に供給されます。これらのフィルタリングおよび増幅されたMIC信号は、電圧計LM3914に送られます。LM3914コンパレータ電圧計は、指定された信号の強度に応じてLEDを点灯させます。したがって、私たちは音響測定器を持っているので、VOLUMEMETERです。