VU Meter Bargraph Simples (ART2138)

Muitos leitores nos têm pedido projetos de VU-meter do tipo barra móvel não utilizando componentes especiais e que possam ser adaptados em qualquer aparelho de som. Os dois projetos que apresentamos para 4 e 8 LEDs por canal utilizam integrados com uns de baixo custo que são os comparadores de tensão da série 139/239/339 de fabricação nacional. Estes circuitos, bastante sensíveis podem ser ligados na saída de qualquer amplificador com potência a partir de 0,2 watts. Até mesmo rádios portáteis podem ser "incrementados" com estes VU-meters.

A medida do nível de som (Volume Units) não é apenas utilizada para se avaliar o nível de sinal de um aparelho de som, mas de uma maneira mais alegórica como enfeite para equipa- mentos já que o piscar de LEDs produz um efeito visual bastante interessante.

Desta forma, a maioria dos equipamentos de som possui o seu VU de LEDs que piscam ao ritmo da música com um efeito que todos os leitores cobiçam e desejam colocar nos aparelhos de som que não os têm.

A montagem de VU-meters do tipo barra móvel (bargraph) em que os LEDs acendem em quantidade proporcional ao nível de sinal imitando uma barra que corre num painel, pode ser feita a partir de diversas configurações.

As mais simples utilizam transistores na excitação dos LEDs, mas por este motivo .não são muito compactas e apresentam como principal limitação a quantidade máxima de LEDs acionados que é função da tensão de alimentação, figura 1.

Figura 1 – VU de LEDs transistorizado

Outra possibilidade está no uso de integrados especiais como os UAA17O e UAA180 que nem sempre podem ser encontrados com facilidade, se bem que possam acionar 16 LEDs.

O que oferecemos aos leitores são dois circuitos bastante simples e econômicos que se baseiam em comparadores de tensão da série 139/239 e 339 (LM da Texas e CA da Sid).

O primeiro circuito utiliza um comparador quádruplo e pode acionar 4 LEDs em sequência, enquanto que o segundo utiliza dois comparadores e pode acionar 8 LEDs.

A alimentação poderá ser de 6 a 15 volts o que permite a utilização do aparelho tanto em sistemas de som alimentados por pilhas como nos tipos empregados no carro.

Para uma alimentação independente, de modo a não absorver energia do amplificador damos como opção uma fonte de alimentação de 12 Volts simples.

A sensibilidade do circuito é muito boa podendo operar com níveis de sinais de apenas fração de volt o que significa que não há nenhuma perda de potência para o equipamento de som.

COMO FUNCIONA

Se ligarmos comparadores de tensão da forma indicada na figura 2, em cada entrada não inversora de comparador teremos uma tensão de referência diferente.

Figura 2 – Ligação escalonada de comparadores

Estas tensões serão escalonadas com um degrau de tensão dado pelos resistores utilizados.

Para o primeiro degrau, por exemplo, a tensão será dada por:

V = Vo x (R1/(R1+R2+R3+R4))

Onde V é a tensão de referência Vo é a tensão de entrada

R1 a R4 são os resistores usados no divisor.

Podemos ter tantos resistores quantos quisermos para formar um divisor escalonado desde que na junção de cada um seja ligada a entrada de um comparador.

Se as entradas inversoras dos comparadores forem unidades para aplicação de um sinal único ocorre o seguinte:

Se a intensidade do sinal ultrapassar a tensão de referência do primeiro inversor, sua saída que estava no nível alto e, portanto, sem manter corrente no LED, é comutada passando ao nível baixo.

O resultado é que o LED correspondente acende.

Se a intensidade do sinal for suficiente para ultrapassar tanto a tensão de referência do primeiro como de segundo comparador, os dois tem suas saídas comutadas e dois são os LEDs que acendem,(figura 3)

Figura 3 – Circuito para acionamento escalonado

Com um sinal de intensidade suficientemente grande podemos, superar todas as tensões de referência e então todos os comparadores comutam com suas saídas passando ao nível baixo e acendendo os LEDs correspondentes.

O nível máximo em que ocorre este acendimento ode ser ajustado num trimpot ligado em série com os resistores que formam o divisor.

Para retificar o sinal de entrada existe um diodo e o capacitor C1 tem por função determinar a inércia de VU-meter. Se C1 for pequeno, o circuito consegue responder a variações rápidas de nível de som.

Valores maiores fazem com que a resposta seja mais lenta.

O efeito ideal pode ser escolhido pelo leitor.

O trimpot P1 faz o ajuste da sensibilidade de entrada em função da potência do equipamento de áudio usado.

Com isso não há necessidade de se calcular nenhum componente em função da potência do amplificador.

Finalmente temos os resistores Rx que são dados em função da tensão da alimentação. A tabela 1 facilita sua escolha.

 

MONTAGEM

O circuito para 4 LEDs é dado na figura 4 e usa apenas um circuito integrado que pode ser o LM139, 239 ou 339.-

Figura 4 – Circuito para 4 LEDs

A versão para 8 LEDs é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Versão para 8 LEDs

Os LEDs são todos vermelhos comuns ou, se o leitor preferir, pode usar no início da escala LEDs verdes, no meio, LEDs amarelos, e no final, LEDs vermelhos.

Os resistores são de 1/8 ou ¼ W com 10 ou 20% de tolerância e os trimpots são comuns. Na verdade, P2 pode ter valores entre 22 k e 100 k.

Os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho um pouco maiores que as tensões de alimentação.

Os LEDs podem ser montados em painéis, conforme mostra a figura 6, e se a unidade for estereofônica podemos ter uma fonte de alimentação única para os dois canais.

Figura 6 – Montagem dos LEDs em painéis

Na figura 7 temos uma sugestão de fonte de alimentação que admite diversas unidades iguais como carga.

Figura 7 – Fonte de alimentação

O transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 9 + 9 V ou 12 + 12 V.

Se as unidades alimentadas forem de 4 LEDs, usamos o transformador de 9 + 9 V com o integrado 7806 fazendo a alimentação com 6V.

Se as unidades forem as de 8 LEDs usamos o transformador de 12 + 12 V (ou mesmo 15 + 1 5V) com o integrado 7812, fazendo a alimentação com 12 V.

O transformador deve ter enrolamento secundário de pelo menos 250 mA em todos os casos.

O diodo D1 pode ser o 1N4148 ou qualquer equivalente de uso geral.

Até mesmo diodos retificadores como os 1 N4002 podem ser usados nesta função.

PROVA E USO

Para provar, ligue um aparelho de som na entrada, conforme mostra a figura 8.

Figura 8 – Ligação a um aparelho de som

Podemos até usar a saída de fone ou monitor de pequenos rádios ou gravadores cassete para esta prova. Ligamos a alimentação do VU-meter e ajustamos inicialmente P2 para a posição de mínima resistência.

Colocamos o gravador ou rádio em meio volume e vamos abrindo o trimpot P1 até obter o acendimento de todos os LEDs no máximo volume.

Se este ponto não for alcançado, ajustamos P2 para que isso ocorra.

Podemos inicialmente experimentar para C1 um capacitor de 4,7 uF, mas se as variações dos LEDs forem muito rápidas, o leitor pode aumentar o valor deste componente para ter maior inércia.

Comprovado o funcionamento fazemos a ligação definitiva no equipamento de som.

A ligação pode ser feita diretamente nas saídas dos alto-falantes, conforme mostra a figura 9.

Figura 9 – Ligação aos alto-falantes

Colocamos então o aparelho de som a médio volume e ajustamos o VU-meter em P1 para ter o acionamento da forma desejada.

Depois, é só deixá-lo permanentemente conectado, principalmente no caso da fonte ser comum.