Un vúmetro es un dispositivo que se usa a menudo en
equipos de audio, su función es mostrar el nivel de la señal en unidades
de volumen (VU).
Este vúmetro está construido a base del circuito integrado LM3914 que no es mas que un conjunto de amplificadores operacionales configurados como comparadores en cascada..
Se conecta en paralelo a los bornes de un parlante, o
entrada de un amplificador. Dada a la alta impedancia de este integrado de 10MΩ
en relación al rango entre 4Ω a 8Ω que
soportan los equipos de audio, la conexión de este circuito no produce ningún
efecto de sobrecarga por lo que puede ser conectado sin temor alguno.
Este circuito integrado ofrece 2 modos para mostrar el vumetro, el modo barra que es cuando los leds se va encendiendo uno a continuación del anterior o el modo punto que se enciende un solo led y se va desplazando según la señal.
El 3914 soporta un rango de tensión de 3V a 35V, pero para esta aplicación usaremos un regulador de voltaje LM7805 para tener una tensión de 5V. ¿Por que? Supongamos que lo alimentamos con 12V, el pobre 3914 debe disipar una potencia de (12-Vled)*0,018 aproximadamente 0,2W por cada led encendido, si esta en modo barra, al tener todos los led encendidos serian casi 2W para disipar, mas que suficiente para que el 3914 hierva de temperatura. Por eso se pretende usar un voltaje seguro para el integrado.
Mostrare como hacer un vumetro mono(un solo canal de audio) y estéreo(mas de un canal de audio, en este caso 2), si eligen estéreo sera el doble de componentes que un mono excepto la parte de alimentación del circuito.
Componentes:
1 Integrado LM3914 para mono, 2 para estéreo.
Componentes:
1 Integrado LM3914 para mono, 2 para estéreo.
1 Integrado LM7805 para ambos casos.
1 Capacitor de 100uF 35V para ambos casos.
1 Capacitor de 100uF 10V para ambos casos.
2 Capacitores 10uF 35V para mono, 4 para estéreo.
10 Led's de alto brillo para mono, 20 para estéreo.
2 Diodos 1N4148 para mono, 4 para estéreo.
1 Potenciometro lineal de 10K lineal de 3 pines para mono, de 6 pines para estéreo.
1 Interruptor deslizante de 3 pines para ambos casos.
1 Resistencia de 10K para mono, 2 para estéreo.
1 Resistencia de 470ohm para mono, 2 para estéreo.
Circuito electrónico vumetro mono:
El circuito consta de 3 etapas, la primera es la de alimentación, tiene un regulador fijo a 5V con 2 capacitores que son de estabilización, la segunda etapa es un filtrado de la señal de audio que ingresa, previa a la entrada al 3914, se puede colocar la entrada de audio directamente al potenciometro obviando la segunda etapa, pero se la coloco por la siguiente razón; estos circuitos integrados son demasiado rápidos para responder al audio, se probo en primera instancia sin un filtrado de la señal, lo que sucedió al ingresar el audio en modo barra algunos leds de los niveles superiores encendían muy poco cuando deberían estar completamente apagados, y el modo punto directamente no se apreciaba, entonces se filtra la señal de audio para obtener un efecto visual mas preciso y estético en ambos modo. Y por ultimo la etapa 3 que es en donde esta el cerebro del circuito, el 3914, con su resistencia de 470ohm que determina el brillo de los leds, el potenciometro de 10k que regula el rango de trabajo del vumetro en función del nivel de la señal de audio y el interruptor deslizable para cambiar de modo, de manera que si esta conectado el pin 9 del 3914 a los 5V esta en modo barra y si se desconecta, en modo punto(ojo el pin 9 al aire, no a gnd).
Screenshot del pcb y vista 3D:
El circuito se diseño con el paquete Proteus versión 8, dentro del cual se encuentra el soft Isis para el desarrollo del esquema electrónico y Ares para el pcb. Si tienen una versión anterior no lo van a poder abrir. Al final del post adjuntare los archivos uno para simular y el otro como se muestra en las fotos con los componentes adecuados para el pcb, porque Ares toma todos los componentes que en Isis se uso por eso cree otro archivo y sin el rectificador de señal, con una batería de 9V para simular su funcionamiento. Isis trae una opción para ingresar una canción al circuito pero admite solo formato .wav y es engorroso tener que convertirlo desde .mp3 o .wma, aveces da errores y la velocidad de simulación de la canción no es real, así que opte por simular una entrada de señal senoidal.
Para la entrada de alimentación del circuito utilice una bornera de 2 pines como se muestra en la foto.
Para entrada de audio use conectores rca hembra para circuitos impresos.
Circuito electrónico para vumetro estéreo:
Como se darán cuenta el vumetro estéreo son 2 vumetros mono que comparten la misma fuente de alimentación pero con diferentes entradas de audio.
En este circuito se ve que use 2 potenciometro para regular las 2 entradas de audio, la idea es usar un solo potenciometro que controle 2 canales (potenciometro estéreo).
Tienes 6 pines, es como si fueran 2 potenciometros en 1 ya que comparten la misma perilla, los 3 pines de atrás van para un canal y los 3 de adelante para otro, la ubicación de los pines es la misma que un potenciometro de 3 pines.
En Isis no viene tal componente en sus librerías por eso en el circuito electrónico se ve que puse 2 de 3 pines.
Screenshot del pcb y vista 3D:
En Ares tampoco existe por defecto el potenciometro de 6 pines, lo que hice fue usar una librería creada a partir de un programa modelador de objetos 3D y luego la exporte a la carpeta de las librerías del paquete Proteus así en Ares pueda usarla y el pcb salga con medidas justas. Abajo adjuntare las librerías utilizadas en este proyecto (bornera, rca hembra, llave deslizante, potenciometro) y explicare donde agregarlas para que cuando abran los archivos se carguen las mismas, sino solamente aparecerán los orificios donde va cada pin del componente y no el componente, y en la vista 3D del pcb tampoco saldrá.
Actualmente al circuito impreso no lo tengo a disposición como para mostrar en un vídeo su funcionamiento ya que lo realice hace un largo tiempo. Simplemente comparto con ustedes un proyecto que fue uno de los primeros y mas entretenido que hice.
Para los que no tengan Proteus versión 8:
Archivos para vumetro mono, estéreo y las librerías:
Nota: Una vez instalado Proteus 8 ,dentro del .rar donde están los archivos del vumetro hay una carpeta que se llama LIBRARY, dentro de esa están todas las librerías utilizadas en este proyecto. Lo que tienen que hacer es copiar todas e ir a "C:\ProgramData\Labcenter Electronics\Proteus 8 Professional\LIBRARY" y pegarlas ahí. Si no lo hacen no van a tener problema con el pcb, porque están definidas la distancia de los pines, es mas que todo para ver en 3D como va quedando el pcb.
A continuación ven el pcb sin las librerías, salen únicamente los componentes que Ares trae por defecto.
Bueno eso es todo, ante cualquier duda consulten. Saludos!
