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Vu Meter com Led

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Vu Meter com Led

Mensagem  CaseModRJ em 19.12.10 0:21

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A Placa do VU Meter Estéreo com os componentes colocados.

O seu amplificador tem um indicador de nível?
Você sempre desejou aqueles amplificadores legais com uma barra de LEDS?
Você gostaria de construir o seu próprio INDICADOR DE NÍVEL ESTÉREO?

Aqui está ele! É um MEDIDOR DE NÍVEL ESTÉREO COM LEDS. É o mais barato e melhor display gráfico de barras disponível, e o melhor de tudo, ele usa componentes facilmente encontrados.
Você só precisa de um punhado de LEDs, 22 transistores, alguns resistores, diodos e um conjunto de eletrolíticos – ele não requer nenhum chip.

Você deve estar querendo saber por que nós não escolhemos os chips acionadores para gráficos de LEDs LM 3914 ou LM 3915. A razão é simples. Nem sempre esses componentes estão disponíveis em nosso mercado, uns chips como o LM 3914 ou similar é na melhor das hipóteses, muito difícil de ser encontrado. Você pode imaginar o que aconteceria se nós o utilizássemos em um projeto? Dezenas de nossos leitores ficariam sem tê-lo. Isto significa que nós temos que limitar os nossos projetos a componentes facilmente disponíveis e temos que evitar componentes raros, não importa o quanto tentador seja o seu uso.

Nós comparamos um meter com LEDs que usa o chip com a nossa unidade e a diferença foi desprezível. Ambos tiveram o mesmo tempo de resposta rápido, e a mesma leitura na linha de LEDS para o mesmo sinal de entrada. Mas a grande diferença está no custo de construção. Usando transistores, você economizará R$16,00 em cima do custo dos dois chips. Se você não se importar com o pouco tempo adicional exigido para ajustar os componentes extras, os R$16,00 são uma valiosa economia e usando componentes descontinuados, você pode construir seu projeto usando componentes que você já pode até ter em estoque.

Apenas a bateria e o alto-falante são externos, conectados por fios.

Um visão da unidade completa. A legenda torna a construção fácil. Certifique-se que a fileira de resistores à esquerda começa com o de 47k ao fundo e termina com o de 4k7 ao topo. Eu fiz uma unidade com a fila inteira invertida. Isso não fez muita diferença no desempenho da unidade, mas, a mesma não era tão sensível quanto a versão correta.

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A seção do GRÁFICO DE BARRAS do circuito do VU Meter. A seção “frontal” é mostrada abaixo:
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O circuito BOOTSTRAP conecta-se ao gráfico de LEDs atravéz de A, B e C. Apenas o circuito BOOTSTRAP é fornecido na placa. Ele é capaz de acionar os dois gráficos de barra, cada um em modo Mono. Para uma leitura estéreo você precisará construir um outro circuito BOOTSTRAP. Isso formará o INDICADOR DE NÍVEL DE SOM ESTÉREO.

O Circuito
O circuito consiste basicamente em dois canais idênticos alimentando duas fileiras de LEDs. Um circuito bootstrap frontal de alto ganho também é oferecido para permitir que a placa seja conectada a um alto-falante/microfone interno, o que fornecerá uma leitura mono dos sons captados.

Um mini trimpot foi colocado para ajustar a sensibilidade. Isto torna o projeto completamente portátil e podendo ser usado como um medidor de NÍVEL SONORO em uma discoteca ou outra situação ruidosa. Para fornecer uma leitura em dB uma calibragem seria necessária. O método mais simples de calibragem é compará-lo com uma unidade comercial e atribuir a cada LED um valor em dB.
Se você construir o outro circuito de bootstrap, um detector estéreo portátil pode ser feito. Ele será capaz de comparar o nível de som em partes diferentes de um cômodo ou comparar as saídas relativas de 2 alto-falantes. Como projetado, cada seção estéreo pode ser conectada através dos terminais de um alto-falante e a unidade montada sobre algum local proeminente para uma exibição bastante cativante..

Construção
Antes de você começar, disponha os componentes na bancada de trabalho na posição relativa em que ficarão na placa de circuito impresso. Alguns componentes têm o mesmo valor, como os resistores de 330R. Estes devem ser posicionados na placa com a faixa de tolerância voltada para o mesmo lado. Separe os dois BC557 dos outros dois transistores e tenha certeza que você consegue distinguir os dois eletrolíticos de 22µ dos de 4.7µ.
A placa parece enganosamente simples porque a maioria dos componentes é colocada em fileiras. Você levará pelo menos uma hora e meia para construir o projeto e o ponto mais importante ao longo da construção é criar um aspecto limpo e organizado. Isto significa alinhar cada componente com o seguinte e manter todos com a mesma altura, caso contrário o aspecto organizado e bonito será perdido.


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A placa de circuito impresso do VU Meter estéreo

O método de construção que sugerimos é começar pelos resistores e diodos. Estes devem ser inseridos alternadamente conforme sua disposição na placa, de forma que você tenha o máximo de espaço quando for colocar cada um em sua posição.
Vença a corrida com cuidado e certeza! É melhor inserir os componentes um a um e empurrá-los firmemente contra a placa. Nada se parece pior do que uma massa flutuante de componentes, uns altos, uns dobrados para um lado, outros para o outro lado... Uma vez que você os coloca contra a placa, dobre os seus terminais de forma que o componente fique firme na sua posição. Vire a placa e solde as duas conexões rapidamente. Verifique se o componente não se moveu e então corte os dois terminais. Continue seguindo a fila adicionando um item de cada vez.
Se você achar que está obstruindo alguns dos buracos com solda enquanto estiver soldando, eu sugiro que você solde fracamente os terminais de um e insira o componente mais próximo da mesma forma, antes de terminar a solda. Soldar fracamente significa soldar rapidamente com quase nenhuma solda. Isso previne a solda de escorrer para outros locais da placa, obstruindo os furos mais próximos.
Você deve ter notado que os dois canais são uma imagem um do outro, como num espelho. Isto significa que os cátodos dos LEDs são virados para fora e, antes de inserir cada LED, você deve olhar no corpo deles para ter certeza de que os está colocando corretamente. Em nosso protótipo, os dois últimos LEDs são de cor diferente, principalmente para tornar o display mais interessante. Você pode optar ainda por colocar os três primeiros LEDs de outra cor para produzir um efeito ainda mais exótico.
O transistor acionador de cada canal, e o circuito de bootstrap, ajustam-se sobre o lado direito da placa. Todos os valores dos componentes são identificados no desenho na placa (legenda) e os dois BC557 são mostrados "preenchidos", enquanto que os BC547 parecem-se com "D's" abertos.
Não há nenhum jumper na placa. Porém nós fizemos uma previsão para conectar o circuito de bootstrap a qualquer um dos dois, ou ambos os canais, através de uma ou duas ligações. Estas ligações são levadas do ponto 'pre-amp OUT' para o lado do canal esquerdo ou do canal direito.

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LISTA PEÇAS:
18 - 330R resistores
2 - 470R
1 - 1k
1 - 2k2
5 - 4k7
5 - 10k
2 - 22k
2 - 33k
4 - 39k
4 - 47k
4 - 4.7mfd 16v PC eletrolítico
2 - 22mfd 16v PC
20 - BC 547 transistor
2 - BC 557 transistor
18 - 1N 914 or 1N 4148 diodo
14 - 5mm LEDs vermelho
4 - 5mm LEDs verde
2 - 100k mini trimpots
1 - 9v clip de bateria
1 - PLACA VU METER

COMO O CIRCUITO FUNCIONA
O VU METER consiste de 3 seções:
1. CIRCUITO BOOTSTRAP
2. TRANSISTOR AMPLIFICADOR
3. DETECTOR DE VOLTAGEM EM CASCATA
O circuito de BOOTSTRAP é muito eficiente para permitir que um microfone dinâmico, na forma de um alto-falante de 2¼'' detecte sons mais baixos e amplifique-os o suficiente para alimentar um amplificador.
O BOOTSTRAP é bastante ímpar em sua operação. Usa 2 transistores NPN ligados diretamente de modo similar, em cascata, para produzir um ganho enorme. Em nosso protótipo nós medimos esse ganho como sendo de aproximadamente 1,000 vezes!
Em condição inativa, os transistores no circuito de bootstrap são ligeiramente acionados. Isto significa que eles aceitarão alguns milivolts do alto-falante e acionarão o circuito mais ou menos intensamente. Durante condições de silêncio, 2 milivolts são originados no alto-falante devido a sua resistência de 8 ohms.
Tome o caso em que o alto-falante produz 2 milivolts, fase em que está com a voltagem de inatividade. Isto diminuirá ligeiramente a ação do transistor mais baixo. A voltagem no coletor subirá e assim será levada à base do transistor superior. O transistor superior é parcialmente um emissor-seguidor. Sob circunstâncias normais, a voltagem no coletor do transistor superior subiria cerca de 0,2v. Isto faria a voltagem no emissor do transistor superior aumentar em 0,2v (o que é normal para um emissor-seguidor).
Agora, o eletrolítico superior de 22µ transferirá esses 0,2v para a união dos resistores 10k e 2k2 e fará o transistor superior FUNCIONAR ainda mais. Essa ação alimenta o transistor até que ele não possa mais aumentá-la.
O capacitor superior, de 22µ foi previamente carregado e alguma de sua voltagem é perdida no resistor 2k2. Isto reduz a voltagem na base e o transistor começa a sua excursão descendente.
Eu peguei o caso extremo. Se o primeiro transistor não for acionado na mesma intensidade, o emissor-seguidor amplificará até que a perda no eletrolítico superior impeça o transistor de amplificar ainda mais, então ele começa a diminuir sua ação. O capacitor inferior, de 22µ impede esse balanço de aparecer na base do transistor mais baixo. Age como um abafador.
A saída do BOOTSTRAP pode ser tão alta quanto 2v p-p e isto é suficiente para acionar o estágio de amplificação. Na realidade, o sinal precisa ser atenuado por um potenciômetro de modo que a sua gama seja ajustada de acordo com a amplitude do sinal de entrada.
O resistor 470R em série com o potenciômetro é necessário apenas quando o VU Meter é conectado diretamente através das linhas do alto-falante.
O BC557 não é um emissor-seguidor. Não vá se confundir. Ele é conectado como um estágio emissor normal para um transistor PNP. Assim ele vai fornecer um alto ganho nesta situação. A voltagem, alternada que aparece no contato móvel do trimpot de 100k vai passar através do eletrolítico de 4µ7 e será retificada pelo diodo 1N4148. Sem sinal presente, a voltagem na base será de 9v. À medida que o sinal de entrada aumenta, a voltagem na base irá cair para 8,35v e isso é suficiente para ACIONAR completamente o transistor.
A voltagem no coletor variará entre 0 e 8,5v. Esta voltagem é armazenada dentro do capacitor mais baixo, 4µ7 e aplicada à cadeia de 8 diodos. O capacitor 4µ7 dita a taxa de diminuição e dá ao MEDIDOR DE NÍVEL o seu ataque rápido, a característica de diminuição lenta e permite detectar até mesmo picos muito breves. Para reduzir o tempo de diminuição você pode aumentar o eletrolítico para 22µ e isto manterá os LEDs acesos por um período mais longo, semelhante às unidades comerciais.
Entre cada diodo está um resistor de valor alto. Como a voltagem sobe para cerca de 0,6v, o primeiro transistor é LIGADO. Nesta fase a voltagem no cátodo do primeiro diodo é 0v desde que os 0,6v foram perdidos através dele.
A voltagem precisa subir para aproximadamente 1,2v antes do segundo transistor LIGAR. Isto continua linha abaixo com cada transistor LIGANDO quando o nível de voltagem correspondente é alocado.
O grupo de resistores de 330R limita a corrente através dos LEDs em um valor seguro e os resistores da base servem como um limitador de voltagem de forma que a base não será forçada a ir além de 0,6v. O número de transistores que podem ser operados neste arranjo de cascada é limitado pela voltagem disponível da bateria uma vez que cada transistor e diodo irão consumir 0,6v.

TESTANDO
Para testar o VU meter estéreo conecte as duas ligações como mostrado na placa e conecte o microfone dinâmico (o alto-falante). Solde o chicote da bateria na placa e conecte uma bateria de 9v. Este projeto é agora um medidor de nível autocontrolado e fornecerá uma leitura dual do som detectado pelo alto-falante. Nós estamos usando um alto-falante pequeno como microfone já que tivemos muito sucesso com sua sensibilidade. Nenhuma calibragem é necessária. Você só precisa posicionar o captador (alto-falante) perto de um rádio ou som estéreo que estiver tocando num nível normal de volume e ajustar os controles de sensibilidade. Estes são os dois mini trimpots de 100k no estágio de amplificação. Primeiro você tem que ajustar cada um de forma que o LED superior seja pouco acionado quando um pico alto de som é recebido. Então você precisa acertar os dois displays para produzirem leituras iguais para a mesma informação detectada.

DESCOBRINDO FALHAS
Considerando que os dois canais são idênticos, você será capaz de isolar um canal para reparar o outro. A 'cadeia de transistores' é toda ligada com corrente contínua e você pode testar a sua operação usando um resistor 10k conectado a um conjunto de jumpers. Conecte um jumper ao pólo positivo de uma bateria e toque o outro no cátodo do diodo mais baixo na cascata. Você não vai danificar nenhum componente ao sondar cada canal e eu sugiro que você aproveite esta oportunidade para ver o efeito da voltagem de acionamento quando aplicada a um conjunto de transistores.
Quando o resistor de 10k estiver tocando os cátodos, quase todos os LED devem se iluminar. Movendo o resistor para cima na cadeia, iluminará o LED superior. Isto mostra que o canal está funcionando e você deve testar o outro canal para verificar o mesmo efeito. Se um LED não acender você pode ter um curto de base-emissor em um dos transistores ou o próprio LED pode estar defeituoso. Se qualquer LED acima do número 6 não acende, um dos diodos pode estar aberto ou você pode ter uma solda fria.
Se você tiver problemas para fazer um canal funcionar, você pode usar os componentes do outro como componentes de teste. Essa é a grande vantagem de ter dois canais idênticos. Mas, usando as peças de um canal bom para testar um ruim, pode levá-lo a ter os dois canais “detonados”. É um risco que você assume.
O transistor de amplificação pode ser testado agora conectando-se o resistor de 10k ao terra e tocando a outra extremidade na base do transistor BC557. Isso irá acender uma linha completa de LEDs. O restante do circuito é ligado com AC através do eletrolítico 4µ7.
Somente as condições de corrente continua – DC – na seção bootstrap podem ser testadas com equipamentos simples. Use um multímetro para detectar voltagens similares às indicadas aqui:

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Ambos os transistores serão ACIONADOS ligeiramente e, por ser o circuito de ganho muito alto, não adianta você remover um dos transistores tentando conseguir uma amplificação menor. Isso definitivamente não irá funcionar.

Isso completa o projeto.

Fonte: Nova Eletronica
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