Construcción de un Vúmetro estéreo con LEDs
Vúmetro estéreo con dos circuitos integrados LM3915, que puede ser usado con cualquier amplificador o en nuestra videorockola.
El vúmetro o medidor de unidades de volumen es un aparato que se usa para detectar los picos de audio. Se le encuentra por lo general en amplificadores, consolas de audio, mezcladores, entre otros aparatos de sonido. Existen dos tipos de vúmetros: analógicos, y digitales. Los digitales funcionan con LEDs e incluso con pantalla de LCD.
Este instrumento de medición es ideal para complementar y dar estética a su amplificador. Permite medir el correcto funcionamiento del amplificador. En esta ocasión, vamos a construir un vúmetro estereo con dos LM3915, que puede ser usado con cualquier amplificador o en nuestra videorockola.
Materiales
En la fotografía se aprecia el circuito impreso (PCB), que podrá realizar sobre baquelita, mediante la técnica de serigrafía o planchado.
En el archivo PDF que está al final de este articulo, se encuentra el dibujo de este circuito impreso, la máscara de componentes y máscara antisoldante y también el dibujo en modo espejo, para la realización de impreso de manera casera. Si no desea hacerlos usted mismo, recomendamos la empresa MicroledPCB, que hace muy buenos impresos. Escriba al correo electrónico microledpcb@gmail.com o al celular 314 200 75 96.
Todos los impresos que entregamos en nuestro sitio web siempre vienen a tamaño real. Recuerde configurar bien la impresora para que la impresión salga al tamaño correcto.
Posteriormente se hace el ensamble de la tarjeta, que es realmente muy sencillo. Se debe poner especial atención en el momento de soldar, para no causar cortos entre pistas o puntos adyacentes. Recomendamos una vez se terminen de soldar los componentes, haga una limpieza de la tarjeta con thinner y un cepillo de dientes, removiendo así el material fundente y los residuos de soldadura.
El circuito integrado LM3915 se encarga de hacer la lectura de la señal y de encender los LED correspondientes, según el incremento de la señal. Contiene en su interior una red de comparadores de voltaje, los cuales determinan los niveles equivalentes para encender los LEDs.
La fuente de alimentación del LM3915 es simple y puede variar desde 3 hasta 25 voltios. Esto lo hace ideal para usar en sistemas de audio para automóvil.
NOTA: el LM3915 tiene respuesta logarítmica. Si quiere que el vúmetro tenga respuesta lineal, deberá usar el LM3914. Los dos integrados usan los mismos componentes.
La entrada de señal proveniente del preamplificador se conecta al pin 5, marcado como SIG. (SIGNAL). Como el LM3915 puede recibir una entrada de voltaje a medir que esté en el rango de los 0 y 5 voltios, es necesario atenuar la entrada de señal por medio de una resistencia. En este caso hemos colocado un reóstato para graduar el nivel de la señal, para que coincida con el nivel de volumen del amplificador y evitar que el vúmetro se sature o se dañe el integrado.
La forma correcta de calibrar el nivel de señal de entrada es cerrando totalmente el reóstato, luego le subimos todo el volumen al amplificador y comenzamos a abrir el reóstato del vúmetro, hasta que se encienda levemente el ultimo LED. Así cuando el amplificador está al máximo de volumen, el vúmetro muestra todos los LEDs encendidos, sin saturar.
Como el vúmetro es estereo, deberá calibrar ambos reóstatos.
Luego de que la señal pasa por el reóstato de la entrada, pasa por un condensador de 0.22 uF (224), que se encarga de desacoplar el vúmetro del circuito que le este enviando dicha señal. Puede ser de un reproductor mp3, un computador o del preamplificador. El término desacoplar se refiere a evitar que se filtren voltajes DC de un circuito a otro.
Además este condensador atenúa las frecuencias ultra bajas (desde 20 Hz, hasta 100 Hz), que son las frecuencias que podrían eventualmente dañar el integrado, por tener un nivel de voltaje alto. Este condensador puede variar entre 0.22 y hasta 1 uF.
Si nota que el vúmetro no reacciona bien con los bajos o su reproductor que usa no tiene buena respuesta de bajos, es recomendable colocar un condensador de 1uF (105) de poliéster.
Las resistencias que apreciamos en la fotografía también son para atenuar la señal de entrada. La resistencia de 200K se encarga de fijar la impedancia de entrada. Está colocada en paralelo, entre la entrada de señal, después del condensador y tierra. Si al conectar un reproductor no logramos que el nivel del vúmetro llegue al máximo ni siquiera abriendo todo el reóstato, podemos subir el valor de esta resistencia hasta 1 megohmio.
La otra resistencia la hemos colocado de 1K. Se encarga de limitar la señal entrante. Su calibración es inversa a la R de 200K. Es decir: si la señal es muy baja, debemos cambiar la resistencia por una de menos valor, hasta un jumper, que sería 0 ohmios. Pero si la señal de entrada es muy fuerte y casi no podemos abrir el reóstato, podemos subir su valor hasta que tengamos el nivel de señal apropiado para excitar el LM3915.
Los pines 7 y 8 del LM3915 están unidos por medio de una resistencia (R3), la cual determina, junto (R4), la corriente que pasa a través de los LED, en este caso R3 es de 220 ohmios y R4 de 2.2K.
El pin 7 (REF OUT) es quien determina la referencia de voltaje del circuito mediante R3
En nuestro circuito utilizamos un valor aproximado R4 = 2.2K. Si bajamos demasiado el valor de R4, el LM3915 se calienta, acortando la vida útil de este. Si le subimos su valor demasiado, los Leds no encienden.
Después de haber calibrado todas estas resistencias el circuito deberá trabajar midiendo cualquier voltaje de entrada que esté entre 0 y 5 voltios. Además, considerando que la salida tiene 10 LEDs, podemos ver que cada uno de ellos marcara un incremento de 3dB; si la señal a medir es de 3dB, se encenderá el segundo LED: si la señal a medir es de 21dB, se encenderá el séptimo LED (21dB /3 = 7); y así sucesivamente.
El condensador de 0.01 uF (103), está entre el voltaje de alimentación y tierra, lo más cerca posible al circuito integrado. Este condensador se encarga de eliminar el voltaje de rizado. Puede variar entre 0.047 (473) y 0.0047 uF (472). Este condensador puede ser de poliester o cerámico.
La forma más común de alimentar este circuito es haciendo en el transformador principal un devanado adicional de 10V, el cual alimenta una fuente simple y de ahí alimentamos el vúmetro. Como al rectificar la corriente se sube el voltaje en 1.4141 veces, tenemos que los 10V AC, se convierten en 14.1 voltios, menos los 2 voltios de consumo del puente de diodos, tendremos los 12 voltios DC, ideales para este circuito.
Si tenemos un amplificador que se alimente con un voltaje inferior a los 25V DC, se puede tomar el voltaje de la fuente rectificadora del amplificador y alimentar el vúmetro. Sólo debemos subir el valor de la resistencia limitadora de 100 ohmios (R5) a unos 390 o 470ohmios y también cambia las resistencias de 2.2K (R4), por unas de 4.7K.
Vúmetro terminado
Aquí podemos apreciar el vúmetro terminado en dos presentaciones. La primera es el ensamble tradicional con todos los componentes por encima de la baquelita. La segunda forma es colocando los LEDs por el lado de las pistas. De esta manera se facilita su instalación en el panel frontal del amplificador.
NOTA: Revise muy bien las conexiones antes de soldar y estudie bien el diagrama que se encuentran en el archivo PDF
Video que complementa y muestra el funcionamiento del Vúmetro estéreo
