연산 증폭기 콘테스트: 혼돈의 리듬 속에서 깜박이는 등대 조각품

연산 증폭기는 일반적으로 증폭기, 적분기 및 발진기와 같은 신호 처리 회로를 구축하는 데 사용됩니다. 해당 기능은 잘 정의된 단일 솔루션이 있는 수학 공식으로 설명할 수 있습니다. 그러나 Leon Chua가 1980년대 초에 유명하게 보여준 것처럼 모든 회로가 그렇게 잘 동작하는 것은 아닙니다. 세 개의 반응 요소와 비선형 구성 요소로 회로를 만들면 결과적인 진동이 혼란스러울 것입니다. 출력의 모든 사이클은 이전 제품과 약간 다르며 회로는 서로 다른 주파수 사이에서 앞뒤로 바뀔 수 있습니다.

혼돈스러운 신호로 변조된 빛은 촛불처럼 깜박이는 것처럼 보이는데, 이는 [MaBe42]가 등대 모양의 회로 조각을 만들 때 찾고 있던 효과입니다. 5개의 서로 다른 색상의 LED는 Sprott의 혼돈 저크 회로로 알려진 회로에 의해 구동됩니다. 이 맥락에서 "저크"는 시간에 따른 변수의 3차 미분입니다. 따라서 회로는 세 개의 RC 적분기를 사용하여 미분 방정식을 구현하고 다이오드와 함께 비선형성을 제공합니다.

등대에는 각 다리에 하나씩 세 개의 혼돈 발진기가 있습니다. 해당 출력은 타워 상단의 LED에 전원을 공급하는 간단한 펄스 폭 변조기를 구동하는 데 사용됩니다. [MaBe42]는 가능한 경우 1N4148 다이오드와 필요한 경우 1N4004와 함께 대부분의 회로에 클래식 LM358 연산 증폭기를 사용했습니다. 더 높은 전력 정격이 아니라 더 강한 리드를 위해였습니다. 회로 조각에서 흔히 볼 수 있듯이 전자 부품도 타워 구조의 일부이므로 46cm 높이를 지탱하려면 상당히 견고해야 합니다.

[MaBe42]는 3D 프린팅 지그를 사용하여 다양한 세그먼트를 조립하고 각 회로를 전체 구조에 통합하기 전에 테스트했습니다. 최종 결과는 모든 전자 연구실에 아름다운 장식품이 됩니다. 자유롭게 매달린 전자 부품과 무작위로 깜박이는 조명이 있는 와이어프레임 구조입니다. 회로 조각에 대해 더 자세히 알고 싶으십니까? Remoticon 2020에서 진행된 멋진 강연을 확인해 보세요.