물로 연주하는 악기 만들기 (555 타이머)

555타이머를 이용하여 물로 연주하는 악기를 만들어 봅니다.

555 IC 비안정 모드

다음과 같이 연결하면 555 IC가 비안정 모드로 동작합니다.
출력 파형은 구형파(Square wave)로서, 계단처럼 완전히 깎아 놓은 파형입니다. 출력 파형에 어중간한 상태는 없습니다.

출력 파형이 유지되는 각각의 시간 T_H(초)와 T_L(초)은 저항 R1, R2과 커패시터 C를 이용하여 조절할 수 있습니다.

\[\begin{align}T_{ H }(초)&=0.693×(R1+R2)×C\\ T_{ L }(초)&=0.693×(R2)×C\end{align}\]

전체 주기 T = T_H + T_L 이고, 주파수는 주기의 역수이므로, 전체 주기 T와 전체 주파수 f는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

\[\begin{align}T(초)&=0.693×(R1+2×R2)×C\\ f(Hz)&=\frac { 1.44 }{ ((R1+2×R2)×C) } \end{align}\]

접시에 담은 수돗물은 약 1kΩ(=10³Ω) 정도이며, 정수기 물은 약 10kΩ(=10⁴Ω) 정도의 저항값을 가지기 때문에,
(R1 = 10kΩ = 10⁴Ω)
(R2 = 1 ~ 10kΩ = 10³ ~ 10⁴Ω) – 물에 따라 달라짐
(C = 0.1μF = 0.0000001F = 10^-7F)

\[ \begin{align}수돗물&=\frac { 1.44 }{ (10^{4}+2\times 10^{3} )\times 10^{-7} } \approx 1.2kHz\\정수기&=\frac { 1.44 }{ (10^{4}+2\times 10^{4} )\times 10^{-7} } \approx 480Hz\end{align} \]

정도의 주파수에 해당되는 사이렌이 울립니다.