Радиоконструктор RS016. Индикатор выходной мощности УНЧ

Печатная плата с компонентами и инструкцией в упаковке.
Данный набор позволит вам собрать светодиодный индикатор выходной мощности УМЗЧ. Устройство позволяет примерно оценивать выходную мощность усилителя при его работе. А если каналов несколько, то и выявить возможный дисбаланс в их работе. Помимо этого, оживит переднюю панель вашего усилителя.

Индикатор выполнен на специализированной микросхеме LM3915N, которая представляет собой светодиодный драйвер с внутренним буферным усилителем, компаратором и источником опорного напряжения. Принцип работы микросхемы основан на сравнении величины входного сигнала с внутренним источником опорного напряжения. Для расширения диапазона входных напряжений микросхема оснащена программируемым делителем R5, R6.
Резистор R7 ограничивает ток, проходящий через светодиоды и таким образом облегчает тепловой режим работы микросхемы.
На транзисторе VT1 собран пиковый детектор, который позволяет повысить точность измерения входного сигнала и предотвратить мерцание светодиодов при переходных значениях величины сигнала.
Резистором R1 можно подстраивать в небольших пределах чувствительность индикатора и учитывать сопротивление нагрузки УНЧ.
Джампер JP1 переключает режим отображения микросхемы - "точка" или "линейка". В первом случае, величина входного сигнала отображается одним светодиодом, во втором, микросхема формирует светящийся столбик из светодиодов.

Характеристики:
Количество отображаемых градаций мощности: 10 шт.;
Номинальное напряжение питания: DC 12 В;
Номинальный ток потребления (в режиме молчания): 10 мА;
Минимальная величина отображаемого сигнала: -27 дБ;
Максимальная величина отображаемого сигнала: 0 дБ;
Входное сопротивление: 100 кОм;
Сложность сборки: 1 балла;
Время сборки: Около 1 часа;
• Диапазон рабочих температур: 0...+45 градусов Цельсия;
• Относительная влажность: 5...95 % (без образования конденсата);
• Размеры устройства: 56 x 46 x 17 мм;
• Общая масса набора: ~35 г.

Комплект поставки:
Плата печатная;
Набор радиодеталей;
• Моточек трубчатого припоя ПОС-61 (0,5 м);
• Инструкция по эксплуатации.

Для увеличения нажмите на картинку
(навигация по картинкам осуществляется стрелочками на клавиатуре)

Цифровой VU meter с OLED дисплеем на Arduino, он же измеритель уровня звука, можно собрать на Ардуино платформе. Устройство довольно простое, для начинающих это будет полезный опыт. Разумеется, как высокоточный прибор измерения уровня звука оно не годится, но как показометр в — вполне.

Схема принципиальная индикатора

Ключевым элементом схемы является резистор R1 на 10 кОм, он нужен для того, чтобы защитный диод AVR микроконтроллера не влиял на качество звучания устройства, да и чисто с целей защиты микроконтроллера он там не будет лишним. Резистором R2 осуществляется подстройка максимального уровня сигнала, можно взять любой другой номинал от 1 кОм до 100 кОм, в случае подключения к аудио выходу компьютера идеально подходит 10 кОм. Чувствительность составляет всего лишь 1.1 В при дефолтных настройках скетча. Диапазон питания у схемы довольно таки широкий, от 3.3 до 5 В, но чем ниже напряжение - тем ниже яркость свечения дисплея.

Ардуино Нано подходит только версия на основе ATmega328 (V3.0). Mini USB кабеля в комплекте не будет, поэтому понадобится его достать отдельно.

Список деталей для сборки

• Arduino Nano V3.0
• 128×64 OLED I2C дисплеи
• Провода, макетная плата
• Кабель mini-USB
• Источник питания 3.3-5 В

Код для Arduino

Пояснение по настройке скетча для Arduino

#define analogInput 0 // В этой строчке задаётся аналоговый пин ардуино;
#define HighSens true // режим высокой чувствительности, достигается за счёт изменения опорного напряжения в 1.1 V,
//может быть как включено true, так и выключено — false, рекомендую включить;
#define FASTADC true // ускорение работы ADC, для Arduino Nano/Uno/Pro Mini рекомендуется включить(true);
#define Sensitivity 1024 // чувствительность, это значение не может быть больше 1024, если Ваш источник аудиосигнала
//выдаёт небольшое выходное напряжение, то можете попробовать в 2, 4 раза уменьшить это значение;
#define SampleWindow 15 // количество сэмплов, число в миллисекундах, чем оно меньше, тем шустрее дёргается стрелка,
//по умолчанию 50, но я для себя подобрал 15-20, больше уже ардуина не тянет.

Исходники к проекту можно найти в архиве - скачать файл

Видео работы измерителя

www.techn0man1ac.info

Вашему вниманию предлагается ещё один индикатор выходного напряжения для усилителя мощности. Данный индикатор собран на микроконтроллере ATMEGA8 . В нём для индикации уровня сигнала, используются две линейки из 33-х светодиодов, вернее из 32-х, так как оба первых светодиода в двух каналах, горят постоянно для обозначения начала шкалы (или хоть какой то индикации при отсутствии сигнала). При желании их можно не устанавливать. Индикатор может работать в линейном и логарифмическом режиме отображения уровня сигнала, также индикация может быть линией или точкой с отображением пиковых уровней сигнала и без отображения пиковых уровней. Индикатор позволяет выбрать эти режимы работы в любом сочетании:

• Линейное или логарифмическое преобразование уровня.
• Отображение текущего уровня столбиком или точкой.
• Включение или выключение отображения пикового уровня.

Рисунок 1.
Собранный индикатор.

Подробности.

За основу этой схемы индикатора, был взят VU-метр, где был всего один режим работы и без индикации пиковых уровней сигнала. Михаил Сергеев немного изменил изначальную схему индикатора для повышения его надёжности и расширению функциональности устройства. В частности был добавлен трёх-позиционный Dip-переключатель для выбора необходимых режимов индикации, и добавлены токо-ограничивающие резисторы. Программу для новой схемы с расширенными возможностями, написал Николай Егоров.

Рисунок 2.
Схема индикатора.

Схема индикатора собрана на микроконтроллере ATmega8.
Входной сигнал поступает на входы микроконтроллера через ограничительные резисторы RxL и RxR . Без них при сильном сигнале с усилителя (при подключении индикатора к выходу усилителя мощности) - возможно повреждение микроконтроллера.

В индикаторе применена динамическая индикация. Все светодиоды индикатора - образуют четыре секции по 16 светодиодов (первые два горят постоянно). Для увеличения яркости светодиодов, секции включаются ключами на транзисторах BC337, вместо которых можно использовать любые средней мощности, соответствующей структуры. Было также замечено, что при закрытых транзисторах, происходит незначительная подсветка чувствительных светодиодов выключенных секций. Поэтому для устранения этого явления были установлены резисторы R10 -R13 (470 Ом). Резисторы эти изначально на плату можно не устанавливать, если засветка не наблюдается.

Микроконтроллер ATmega8 имеет ограничение по суммарному току, протекающему через любой вывод питания, который составляет 300 мА. Максимальный ток через любой другой вывод не должен превышать 40 мА. Поэтому ток через один светодиод не должен превышать 15-18 мА. Это необходимо учитывать при подборе ограничительных резисторов в цепях светодиодов. Для светодиодов с рабочим напряжением 2.5 вольта, сопротивление ограничительных резисторов не должно быть менее 110 ом.
Сопротивление ограничительных резисторов для применяемых в схеме светодиодов, можно рассчитать по следующей формуле;
R=(Udd - Ut - Uled)/Imax
Udd - напряжение после стабилизатора, 5 вольт
Ut - падение напряжения на открытом ключе, примерно 0.5 вольт
Uled - номинальное напряжение светодиода
Imax - максимальный ток светодиода, но не более 18 мА

Выбор необходимого режима работы индикатора, осуществляется DIP-переключателями SW1 -SW3 , при отсутствии которых можно использовать, коммутируемые джамперами перемычки.

Программа рассчитана на работу микроконтроллера от внутреннего RC-генератора с частотой 1 МГц, поэтому изменения заводских фьюзов микроконтроллера при программировании не требуется.

Индикатор лучше всего подключать на выход предварительного усилителя, чтобы регуляторы громкости и тембра не оказывали влияние на индикацию. Для зажигания всех светодиодов, на вход индикатора необходимо подать сигнал, напряжением 2 вольта. Если Ваш предварительный усилитель не обеспечивает необходимый уровень сигнала на входе индикатора, то его входную часть (индикатора) нужно дополнить дополнительными усилителями (один корпус LM358) по следующей схеме (показан один канал).

Рисунок 3.
Предварительный усилитель.

В целом, конструкция не критична к выбору деталей. Постоянные резисторы могут быть любой мощности. В качестве ограничительных резисторов, и резисторов подключенных к DIP-переключателям, можно использовать и резисторы SMD, для них предусмотрены контактные площадки на печатной плате. При этом отверстия для установки обычных резисторов, которые устанавливаются на эти места вертикально, можно не сверлить.
При подборе замены транзисторов необходимо учитывать максимальный ток коллектора, который должен быть не менее 300 мА. Диоды - любые маломощные, с обратным напряжением не меньше амплитуды напряжения, выдаваемого усилителем на максимальной мощности.

Рисунок 4.
Печатная плата индикатора.

Индикатор собран на печатной плате, размером 100х70 мм. Светодиоды для индикатора используются плоские и установлены они на плату вплотную друг к другу широкой стороной.
Да, для того, чтобы зажженные светодиоды не засвечивали своим свечением соседние, между ними желательно проложить светоотражающий материал, например кусочки пищевой алюминиевой фольги.
Вы можете по своему желанию изменить размеры печатной платы, как в длину, так и в ширину, например, применив круглые светодиоды (длинна платы естественно увеличится), или поставить плоские светодиоды узкой стороной друг к другу.

Рисунок 5.
Светодиодная матрица.

В конструкции можно применять и светодиодные матрицы, подобны таким или меньшим (по 10 светодиодов). Засветки соседних светодиодов в таких матрицах нет.
Стабилизатор 7805, установлен на небольшом радиаторе.

Посмотрите демонстрационное видео своего варианта реализации данной схемы индикатора от Михаила Сергеева. Своеобразное решение оформления и при работе выбран режим линейного отображения, с индикацией пикового уровня.

Видео.

В прикреплённом архиве содержатся все необходимые файлы для сборки индикатора.

Архив для статьи

Здравствуйте друзья!

В продолжение статей об усилителях думаю пригодится и схема логарифмического индикатора уровня сигнала. Данное устройство основано на микросхеме LM3915 в количестве двух штук (каждая микросхема работает на свой канал) посмотреть подробную информацию о микросхеме можно , рекомендуемое напряжение питания 12В. В качестве пред усилителя выступает микросхема LM358. Подробная информация о микросхеме .

За место LM3915 можно использовать следующие аналогичны микросхемы: LM3914 и LM3916. Стоить учесть, что у микросхемы 3914 шакала линейная, светодиоды загораются с шагом в 3 дБ, а 3915 и 3916 шаг логарифмический.

За место LM358 можно использовать следующие аналогичны микросхемы: NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C.

Достоинства данного устройства

• Простота в изготовлении
• Надежность

Недостатки

• Высокая стоимость микросхемы. Данный недостаток устраняется путем покупки радиодеталей в Китае.

Схема стерео индикатора уровня сигнала

Печатная плата индикатора уровня сигнала

Список радиодеталей

Микросхемы. Для установки микросхем на плату рекомендую докупить панельку DIP18 и устанавливать микросхемы в панельку в последнюю очередь. Для того чтобы уменьшить вероятность выхода из строя микросхемы путем удара статическим электричеством при ее установке на плату.

• LM358 — 1шт
• LM3915 — 2шт.

Резисторы

• подстроечный резистор RV1 и RV2 — 100кОм — 2шт.
• R1, R2 — 22кОм -2шт
• R5, R6 — 220кОм -2шт
• R3, R4 — 1кОМ — 2шт
• R7, R8 — 47кОм -2шт
• R9, R11 — 1,3кОм -2шт
• R10, R12 -3.6кОм — 2 шт

Конденсаторы

• 1.0 мФ — 4 шт
• конденсатор электролитический 100мФ х 32В -1 шт

• 1N4148 — 4 шт.
• светодиоды -10шт. Подбираются по вкусу с напряжением питания 3В. Рекомендуем последние два светодиода подбирать другим цветом.

Если возникли вопросы по данной статье прошу писать администратору сайта.

Сегодня в качестве индикатора уровня выходного сигнала для различной звуковоспроизводящей техники используют целые электронные устройства, что отображают не только уровень сигнала, но и другую полезную информацию. Но раньше для этого использовались стрелочные индикаторы, что представляли собой микроамперметр типа М476 или М4762 . Хотя сделаю оговорку: сегодня некоторые разработчики так же используют стрелочные индикаторы, хотя выглядят они куда интереснее и отличаются не только подсветкой, но и дизайном. Раздобыть старый стрелочный индикатор сейчас, возможно, проблема. Но у меня была парочка М4762 от старого советского усилителя, и я решил их задействовать.

На Рис.1 представлена схема на один канал. Для стерео нам понадобится собрать два таких устройства. Индикатор уровня сигнала собран на одном транзисторе Т1, любом из серии КТ315 . Для увеличения чувствительности использована цепь удвоения напряжения на диодах D1 и D2 из серии Д9. Устройство не содержит дефицитных радиодеталей, поэтому вы можете использовать любые, схожие по параметрам.

Установка показания индикатора, соответствующего номинальному уровню, проводится подстроечным резистором R2. Время интеграции индикатора 150-350 мс, а время обратного хода стрелки, определяемое временем разряда конденсатора С5, составляет 0,5-1,5 с. Конденсатор С4 один для двух устройств. Он используется для сглаживания пульсаций при включении. В принципе от этого конденсатора можно отказаться.

Устройство для двух звуковых каналов собрано на печатной плате размерами 100X43 мм (см. Рис.2) . Тут же монтируются индикаторы. Для удобного доступа к построечным резисторам в плате просверлены отверстия (на рисунке не показаны), чтобы смогла пройти маленькая отвертка для настройки номинального уровня сигнала. Впрочем, только к этому и сводится настройка данного устройства. Возможно, понадобится подобрать резистор R1 в зависимости от силы выходного сигнала вашего устройства. Т.к. с другой стороны платы расположены стрелочные индикаторы, элементы Cl, R1 пришлось монтировать со стороны печатных проводников. Эти детали лучше взять как можно миниатюрнее, например, бескорпусные.
Скачать: Стрелочный индикатор уровня выходного сигнала
В случае обнаружения "битых" ссылок - Вы можете оставить комментарий, и ссылки будут восстановлены в ближайшее время.