VU-METER A LED By FABIO FIORAVANZO

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Flavia Ferri
7 anni fa
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1 VU-METER A LED By FABIO FIORAVANZO DISCLAIMER Il contenuto del presente documento è fornito a solo scopo didattico e senza garanzia alcuna. Il sottoscritto non si ritiene responsabile di alcun danno diretto o indiretto causato dall uso delle informazioni in esso contenute e dei circuiti ivi descritti. Tutti i nomi di prodotti e ditte appartengono ai legittimi proprietari. La distribuzione del presente documento è, fatti salvi i diritti di terzi, libera e gratuita a condizione di non apportare modifiche e di citare sempre l autore. E vietato l uso commerciale in tutto o in parte del presente documento, salvo espressa autorizzazione. Ecco un apparecchiatura che farà la gioia di tutti gli audiofili! Un indicatore di potenza, ovvero un VU-Meter a led in versione stereo. Essendo costruito totalmente allo stato solido, ha una certa robustezza e può quindi essere utilizzato con circuiti audio di una certa potenza o in auto, dove le sollecitazioni sono maggiori. L indicatore di potenza o vu-meter che dir si voglia, è uno strumento che permette di avere una chiara ed immediata indicazione visiva del livello di segnale di una certa sorgente sonora. L indicatore che vi propongo si avvale di un circuito integrato dedicato studiato per l applicazione a stadi audio di potenza, dove invece non sono adatti i classici strumenti a bobina mobile. L indicazione avviene mediante due file (una per canale) di 10 led ciascuna. Il salto tra l accensione di un led e l altro è di 3 db. Con un integrato si è in grado quindi di avere un campo di misura pari a 30 db, ma è possibile collegare anche più integrati LM3915 in cascata, ampliando così la scala a 60 ed anche 90 db! Inoltre è possibile scegliere tra l indicazione a punto mobile, in pratica al variare del segnale si accende solo il led corrispondente a quel livello, o a barra mobile, in cui rimangono accesi anche tutti i led relativi ai livelli inferiori. Il pin 9 dell integrato se viene collegato a V è in Bar mode, se lasciato libero è in DOT Mode. Nel circuito da me costruito è utilizzata la sola modalità barra ed, infatti, i pin 9 dei due integrati sono collegati al positivo. Volendo implementare l indicazione a punto mobile occorre lasciare il pin 9 libero. Volendo poter cambiare tra le due indicazioni, si potrebbe collegare un interruttore tra il pin 9 e massa, dimodochè se l interruttore è chiuso, si ha il funzionamento BAR, se aperto il funzionamento DOT. Si può pure variare la luminosità dei led per mezzo dei partitori resistivi collegati ai pins 6,7,8. Il circuito qui descritto misura il valore di picco del segnale. Volendo misurare il valor efficace o medio, occorrerà implementare degli ulteriori circuiti in ingresso al vumeter. Per maggiori informazioni vi rimando al data-sheet del componente che presenta numerosi schemi al riguardo. 1 DI 5

2 Figura 1: Schema elettrico. Lo schema elettrico, come si può vedere dalla figura 1, è estremamente semplice. Si basa sul circuito integrato LM3915 che è appunto un Dot/Bar Display Driver. Lo schema è l applicazione tipica per questo integrato. I partitori R1/R2 e R5/R6 permettono di variare il livello del segnale in ingresso in funzione degli altoparlanti da cui si andrà a prelevarlo, e regolano in definitiva il fondoscala dello strumento. Si possono montare delle resistenze fisse per R1 e R5, ed in questo caso si prenderanno come riferimenti i valori riportati in Tabella 1. Oppure si possono montare dei trimmer (come ho fatto io) che andranno aggiustati secondo le proprie necessità. I condensatori C1 e C2 filtrano la tensione di alimentazione che può variare da 3 a 25V. Questo circuito è quindi adatto per le applicazioni HI-FI Car, ed, infatti, proprio per questa applicazione l ho realizzato. Nulla da dire o quasi sui led di indicazione che io ho preso di tipo rettangolare per fare proprio l indicazione a barra. Ma nulla vieta di prenderli di altra forma, quadrati oppure i classici tondi. Per la colorazione dei led ho optato per il giallo per i primi led, quelli che indicano il livello sonoro più basso, seguiti da 7 led verdi ed infine 2 led rossi che indicano i livelli più alti. Anche qui nulla vieta di utilizzare altri colori ed altre disposizioni, secondo i propri gusti ed esigenze. Le 10 uscite dell LM3915 riescono a fornire una corrente regolabile tra 1 e 30mA, senza bisogno di resistori di limitazione. Infatti, ogni uscita prevede un transistor tipo NPN che grazie al circuito di controllo interno riesce a mantenere la corrente che scorre nei led costante al variare della tensione di alimentazione e della temperatura. Attraverso i partitori resistivi R3/R4, R7/R8 collegati ai pins 6,7,8 si può programmare questo valore di corrente secondo le proprie desiderate e il tipo di led utilizzato. Ma vediamo nel dettaglio come è composto l integrato LM3915 (figura 2). Al suo interno troviamo dieci comparatori montati in cascata, che pilotano ciascuno il corrispondente led d uscita. All ingresso invertente di ciascun comparatore è applicato un segnale di riferimento tramite una rete resistiva, mentre all ingresso non invertente viene applicato il segnale da misurare opportunamente bufferato. Nel caso di segnali a basso livello, è possibile effettuare un aggiustamento del fondoscala, variando opportunamente la tensione di riferimento di ciascun comparatore per adeguarla al livello di segnale che si vuole misurare. Il partitore resistivo collegato tra il pin 8 e massa serve a produrre, a partire da una tensione di controllo generata dal circuito, un livello di riferimento che sarà utilizzato come grandezza di confronto per i diversi led. Poiché questa tensione di riferimento dipende dai valori relativi dei resistori che formano il partitore, è possibile variarla, variando di conseguenza il fondoscala. Un altro partitore resistivo è accoppiato all altoparlante, variando il valore di uno dei resistori che lo compongono, e possibile adeguare il circuito al livello di tensione applicata all altoparlante. Questo partitore è formato da due resistori di alto valore che prelevano una parte del segnale presente ai capi dell altoparlante e lo inviano al circuito integrato. 2 DI 5

3 ELENCO COMPONENTI: Figura 2: Schema a blocchi dell LM3915. Tabella 1 Altoparlante R1,5 4Ω 10KΩ 8Ω 18KΩ 16Ω 32KΩ R1: 47 kω trimmer verticale C1: 10µF/25V elettrolitico Varie: R2: 10 kω C2: 10µF/25V elettrolitico R3: 390 Ω DL1,2,19,20: LED Rosso rettangolare - 1 Contenitore R4: 4.7kΩ trimmer verticale DL3 9,12 18: LED Verde rettangolare - 4 Distanziali con viti R5: 47 kω trimmer verticale DL10,11: LED Giallo rettangolare - Cavetti di collegamento R6: 10 kω IC1,2: LM3915N R7: 390 Ω R8: 4.7kΩ trimmer verticale D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20 IC1 C1 IC2 C2 V IN1 R1 R2 R3 R4 IN2 R5 R6 R7 R8 Figura 3: Disposizione componenti. 3 DI 5

4 Figura 4: Traccia rame in scala 1:1. REALIZZAZIONE PRATICA ED UTILIZZO: La realizzazione non presenta difficoltà. Il circuito è monofaccia, quindi facilmente realizzabile per fotoincisione o tramite trasferimento a caldo. Attenzione solo alle piste passanti sotto ad IC1 che sono abbastanza dense. Per l assemblaggio del circuito, prima di tutto occorre realizzate i tre ponticelli sopra ad IC1, dopodiché potete passare al montaggio degli altri componenti. I due integrati andranno montati sugli appositi zoccoli, mentre i trimmer andranno scelti del tipo a montaggio verticale, per poter effettuare una veloce regolazione agendo lateralmente. Più delicato è il montaggio dei due gruppi di dieci led. Prima di tutto dovete decidere dove andrà montato il circuito, se dentro ad un contenitore, o dietro ad un pannello, ecc. Di conseguenza occorrerà prendere le misure dimodochè i led siano montati tutti alla stessa altezza e ben allineati. Terminato il montaggio del circuito, si passa al suo collegamento verso l alimentazione che, vi ricordo, può variare da 3 a 25V, ma vi consiglio di restare nel range 12-20V, e verso gli altoparlanti da cui andrà prelevato il segnale. Il piano di cablaggio di figura 4 dovrebbe togliere qualsiasi dubbio. Volendo potete inserire un interruttore per accendere/spegnere il vu-meter ed un led, con relativa resistenza di limitazione, per monitorarne l accensione. Assemblato il tutto non vi resta che tarare i trimmer in base agli altoparlanti da voi utilizzati e al livello di luminosità ed al tipo di led montati. Buon ascolto e buona visione! Figura 5: Piano di cablaggio. 4 DI 5

5 Per qualunque comunicazione, richiesta di chiarimenti, segnalazione di errori od omissioni, potete rintracciarmi all indirizzo 11/2005 by FABIO FIORAVANZO 5 DI 5

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