オペアンプコンテスト: 混沌のリズムで明滅する灯台の彫刻

オペアンプは通常、アンプ、積分器、発振器などの信号処理回路を構築するために使用されます。 それらの機能は、明確に定義された単一の解決策を持つ数式で説明できます。 ただし、1980 年代初頭に Leon Chua が有名に示したように、すべての回路がそれほど適切に動作するわけではありません。3 つのリアクタンス素子と 1 つの非線形コンポーネントを含む回路を作成すると、結果として生じる発振はカオスになります。 出力の各サイクルは以前のものとはわずかに異なり、回路は異なる周波数間を行ったり来たりする可能性があります。

カオスな信号で変調された光はろうそくの炎のように明滅するように見えます。これは、[MaBe42] が灯台の形をした回路彫刻を作成したときに探していた効果です。 5 つの異なる色の LED は、Sprott のカオス ジャーク回路として知られる回路によって駆動されます。 この文脈における「ジャーク」とは、時間に関する変数の 3 次微分値です。したがって、回路では、非線形性を提供するダイオードとともに、微分方程式を実装するために 3 つの RC 積分器が使用されます。

灯台には、各脚に 1 つずつ、計 3 つのカオス振動子があります。 それらの出力は、タワーの上部にある LED に電力を供給する単純なパルス幅変調器を駆動するために使用されます。 [MaBe42] は、ほとんどの回路に古典的な LM358 オペアンプを使用し、可能な場合は 1N4148 ダイオードを、必要に応じて 1N4004 を使用しました。これは、より高い電力定格のためではなく、リード線を強化するためでした。 回路彫刻ではよくあることですが、電子部品もタワーの構造の一部であり、46 cm の高さを支えるには非常に頑丈である必要があります。

[MaBe42] は、3D プリントされた治具を使用してさまざまなセグメントを組み立て、全体の構造に統合する前に各回路をテストしました。 最終的には、電子部品が自由にぶら下がり、その上にランダムに点滅するライトを備えたワイヤーフレーム構造という、電子ラボにとって美しい装飾品が完成します。 回路彫刻についてもっと知りたいですか? Remoticon 2020 での素晴らしい講演をご覧ください。