補充～聲音控制與定時器

聲音控制與定時器
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一顆4098IC 包含有兩個定時器. 如果你瞭解每一隻腳的功用,
你將可以控制魔法車做出更多更好玩的動作, 加油!



問題1
, f$ F- _. E: h9 a# G( U$ e. {為什麼拍手後，車子會前進?
' g# Y- ]1 P4 g, P' E# k; ~: p回答:
5 ^5 H; s& x7 r  y# c. P7 J- M) V麥克風聽到聲音，兩隻腳就導通，於是第一點電壓降低，此低電壓信號給定時器，雖然聲音短暫， 但是定時器會持續約2秒鐘送出電壓給電晶體，電晶體使得繼電器的線圈通上電流，於是馬達就轉動，車子前進兩秒鐘。
# b" m; ~: H4 X4 U問題2 請問麥克風的原理
7 V4 Y2 C5 s, q: X; y- I: Y2 ~6 W答:
麥克風有幾種不同的種類，我們用的是電容式麥克風。
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" h" j) m  w& h8 h' f, x5 G電容器的帶電量Q=C*V， C與電容器兩帶電片間之距離有關，因此當聲音振動造成帶電片間之距離改變，電量也隨著變化，此微弱電流再經電容式麥克風內的電晶體放大，於是可以導通大的電流。要注意電容式麥克風的兩隻腳的極性，正負不要接反，與外殼相接的那隻腳是負極。每個麥克風靈敏度都不同，所以R1由5K至20K歐姆都可試試。(可並聯兩個電阻做出近似5K或6K歐姆)
問題3 請解釋4098定時器
4098這顆IC內包含有兩個定時器，本實驗只用到上排的定時器。

當定時器的輸入腳接收到電壓變化，其正輸出腳會產生電壓，此電壓過一段時間才會消失，此時間長短可由外接一個電容器及電阻控制，用越大的電阻或越大的電容，定時器的時間就越長。你可以改變R看看時間有何變化。
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每個定時器有三個輸入腳，正輸入腳接收正的電壓脈衝，也就是當電壓由低變高的時候開始計時，負輸入腳接收負的電壓脈衝，也就是當電壓由高變低的時候開始計時，清除腳則可以在計時的中途把輸出電壓中止。本實驗我們只使用到負輸入腳，其他沒有用到的兩隻腳不可空著不管，要接上讓這兩隻腳沒有作用的正或負電壓。


時間長短由電阻R及電容C控制，時間=0.7*電阻值*電容值
如果R用30KΩ，C用100μF
/ T0 ]  Q8 j4 X& G  w% i+ J則 時間=0.7*30K*100*10(-6)= 0.7*30000*100*(-6)=2.1秒。
8 z* \6 V* D) m5 p- h' K第13腳若輸入低電位，則可中止輸出，沒用到，所以接正。
第12腳為正電觸發，沒用到，所以接負。
第9腳的輸出電壓永遠和第10腳相反。
注意電容器的正負極，不要接反了。

問題4 麥克風聽到聲音，第1點電壓會上升還是下降?
; c" M% h9 E) B. O0 r答: 當聲音振動，麥克風變得導電，於是第1點的電壓就下降了。

- r" v( t" {; y1 [# ^9 y0 F就好像拿掉了塞在水管裡的東西，水暢通了，水壓就降低了。

問題5 為什麼 100μF的電容和103電容外觀不同?
1 Y1 S/ R% j5 h' T  k3 e答:
- C# F" u; `1 J7 @8 D* u100μF的電容為電解質電容，103為陶瓷電容(電容量為0.01μF)，電解值電容可以充比較多的電，但是要注意，電解質電容器長短腳方向不要接錯。
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問題6
為什麼要用103電容?
5 k7 Q" B* V5 l# r答: 繼電器及馬達的電流大，啟動或停止的瞬間會產生電壓雜訊甘擾使得定時器誤以為有信號，所以在定時器輸入的地方加上編號103的小電容器以吸收瞬間的電壓雜訊。
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問題7
6 F" {- u0 G% |. c& N; h& g3 z- I為什麼本電路圖中，麥克風上方的電阻有多種選擇?
* u, f. M" f  t! v& N9 A$ O# G; x答: 工廠生產出來每個麥克風的靈敏度都不同，因此會再做檢測，根據靈敏度分等級，我們這裡用的是53db，但是每一顆麥克風靈敏度多少還是有差別，因此在此提供多個電阻，或用電阻串聯並聯的方法做出別種電阻再試試看，試出你最喜歡的聲音靈敏度。

' d3 l6 f/ s( h8 u8 N, j如果您用自己買的麥克風實驗，就要試試不同的電阻，找出合用的。