Стрілочний vu метр своїми руками. Двоканальний піковий VU-метр на ATmega8. Схема принципова індикатора

Пам'ятаю, як років у десять вперше взявся за паяльник і до років так до чотирнадцяти вже зібрав радіуправляемую машину, але з появою комп'ютера як то-закинув цю благородну заняття. І ось, буквально два тижні тому, в мене з'явилася ідея зробити що-небудь гарне. Подумав і вирішив зробити VU - meter. Почав перекопувати форуми по електроніці, в пошуках кращої, на мій погляд, реалізації даного девайса. Через день пошуків я натрапив статтю в журналі " РадіоХобі", Пошукавши ще трохи я знайшов малюнок друкованої плати. Так що, що ні логіка ні друкована плата мені не належить, запропонував дану схему, Як написано в журналі - Марцин Вьязаня.

Тут починається найцікавіше ...
обережно трафік

Це прецизійний індикатор рівня звукового сигналуз розширеним динамічним диапозоном і підвищеною точністю індукованих рівнів. Звуковий сигнал надходить на прецизійний детектор, виконаний на ОУ U1, диодах D1, D2 і конденсаторі C6. Випрямлена і згладжене напруга з виходу детектора надходить безпосередньо на вхід ІМС драйвера лінійки світлодіодів U2 і через дільник R4R5, що послабляє сигнал на 5 дБ, - на аналогічний драйвер U3. Виходи обох драйверів перемежовуючи так, що їх однойменні висновки в загальній лінійці з сімнадцяти світлодіодів D3-D19 відповідають рівням, зміщені на ці самі 5 дБ (рівні спрацьовування дБ на схемі) вказані праворуч від світлодіодів). Таким чином забезпечена індикація сигналів рівнем від -23 дБ до +5 дБ з кроком в 1дБ для рівнів від -6 до +5 дБ. Разом з кольоровим маркуванням (D19-D17 - червоні, D16, D15 - жовті, інші зелені) така побудова індикаторів забезпечує зручне спостереження за рівнем сигналу поблизу номінального. Пристрій працює від однополярного джерела напругою 12 В. ІМС інтегрального стабілізатора U4 забезпечує харчування лінійки світлодіодів і через R6D20-D22 формує опорні напруги «штучної землі» для ОУ U1 і драйверів U2, U3. Чутливість пристрою 0.775 В = 0 дБ, верхня межа частотного діапазону 22 кГц

«РадіоХобі» 1/2008, с. 23-24

Взагалі стаття націлена на аудиторію читачів володіють базовими навичками роботи з паяльником і бажаючих зробити що-небудь цікаве, що має практичне застосуванняі не дуже складне в реалізації. У статті описується голий тестовий зразок, в майбутньому я планую замовити оргскло розмірами 15 * 150 * 100 мм, їх буде 20 штук на кожен з двох каналів, блоки будуть розташовані горизонтально. У кожному блоці буде по 3 діода. Має вийти щось на зразок VU - TOWERов.

Ближче до справи

Виготовлення друкованої плати

Для початку нам потрібно витравити друковану плату. Для цього беремо трохи грошей і їдемо на радіоринок, або інше місце де можна купити:

• Склотекстоліт односторонній розміром 10 * 15 (~ 50р)
• хлорне залізо (~ 60р за 100г)
• гліцерин (~ 40р)
• Фотопапір Lamond глянцева 120 або 140 г / м ^ 2 (~ 200р за 50 аркушів)
• ацетон

Виготовляти друковану плату ми будемо за технологією лазерно-прасувальну методу, або просто ЛУТ. Технологія заснована на тому, що під високою температурою Тоннер з фотопаперу закріплюється на фольгированном текстоліті, створюючи при цьому захисний малюнок, що захищає мідь під принтом від отруєння хлорним залізом.

Після того як ми запаслися усім необхідним ми можемо приступати до виготовлення плати.

Викачуємо будь-яку програму для відкриття * .lay (я використовував Sprint Layout 5) І завантажуємо проект плати.
друкуємо на лазерному принтерімалюнок плати, при цьому бажано в налаштуваннях драйвера принтера вказати високу контрастність і якість друку. Також в Sprint Layout прибираємо шар з підписами, і колір доріжок ставимо чорний. Необхідно друкувати в дзеркальному відображенні. Папір бажано не чіпати пальцями за поверхню, щоб не залишити на ній жирні плями.

Після друку акуратно вирізаємо її і поки відкладаючи.

Беремо стеклотекстолит вже розрізаний під потрібні розміри (115 * 45 мм), шліфуємо дрібною шкіркою, і видаляємо жирні плями ацетоном або засобом для зняття лаку.

Далі прикладаємо принт Тоннеру вниз до стеклостекстоліту і дуже ретельно пропрасовуємо праскою на максимальній температурі. Це дуже важливий момент, Неоюходімо пропрасувати кожен куточок, кожен квадратний міліметр паперу. Гладимо поки папір злегка не пожовтіє. На це у мене пішло близько 5 - 7 хвилин.

Даємо платі охолонути 5 - 10 хвилин, і підставляємо під струмінь води. Акуратними рухами пальців скочується папір, поки вона повністю не відокремиться від пластинки. На даному етапі важливо добре перевірити якість принта, так як якщо залишаться місця де не відбився Тоннер вони витрявятся і контакти буду розірвані. Якщо все погано то повторюємо процес по-новому, якщо є невеликі косяки, то замазуємо їх маркером.

Далі готуємо розчин хлорного заліза у воді. Зазвичай вистачає 100 г порошку на 0.5 - 0.7 літра води. Засипаємо порошок у воду, а не навпаки і маленькими порціями, так як реакція йде з виділенням великого кількістьтепла. Перемішуючи доводимо до рівномірно рожевого кольору.

Акуратно під кутом опускаємо нашу плату в розчин, тримаємо деякий час періодично перевіряючи як йде процес. В середньому процес травлення йде від 10 до 40 хвилин.

Коли вся непотрібна мідь буде витравлена, дістаємо плату і промиваємо під струменем води. Далі уважно розглядаємо плату на наявність залишків міді і розривів. Якщо таких немає, то все вийшло чудово і друкована плата майже готова. Залишилось зовсім трохи. Знову беремо ацетон і акуратно ваточкой видаляємо Тоннер з плати.

Можна починати свердлити. Так як бормашини у мене немає, як і інших точних інструментів я використовував звичайну будівельну дриль.

Далі нам необхідно залужити плату. Ставимо паяльник розігріватися, а поки беремо ватяну паличку Мока в гліцерин і наносимо шар на плату. Коли паяльник розігріється беремо жалом трохи припою і проходимо по всіх доріжках плати. Краще покрити всі доріжки оловом, щоб виключити окислення міді і бути впевненим що ніде не розірваний контакт. Після чого відмиванням плату від гліцерину під струменем води і даємо їй висохнути.

Отже друкована плата готова. Тепер можна приступити з наповнення її електронними компонентами.

Наповнення плати начинкою

Список покупок

• ІМС LM3916N-1 PDIP18 * 2шт (~ 100руб кожна)
• Стабілізатор напруги 78L05 - 1шт (~ 20р) *
• Діоди 1N4148 (КД522А) 150мА, 100В DO-35 * 5шт (~ 1р кожен)
• Операційний підсилювач TL081 PDIP8 - 1шт (~ 20р)

конденсатори:

• К10-17А Н50 0.1мкФ * 2шт (~ 5р)
• К10-17А Н90 0.33мкФ - 1шт (~ 5р)
• К50-35 47мкф 16В * 3шт (~ 5р)
• К50-35 470мкФ 16В - 1шт (~ 5р)

резистори

• 330 Ом
• 2.2 кОм
• 3.0 кОм
• 3.9 кОм
• 47 кому
• 120 кОм
• Резистор підлаштування на 10кОм, я брав 3362-1-103 (~ 20р)

Ціна - копійки. (Якщо, звичайно не купувати їх в Чіп і Діп)
Я брав С1-4 0.25 Вт підійшли відмінно, беріть кожного по 5 штук, залишаться зайві нестрашно, краще мати про запас ніж мотатися знову по магазинах за компонентом з зламану ніжки.

*Щодо стабілізатора напруги. Спочатку спаяв схеми на 78L05, після включення він дуже сильно грівся, стабілізатор розрахований на 100мА потребеленія діодів виявилося багато вище, тому я замінив його на LM7805 в корпусі ТО220, який розрахований вже на 1А і закріпив на нього радіатор. Так що якщо діоди будуть з великим Ампераж то раджу подбати і про стабілізаторі.

Так само при бажанні можна подбати і про панельках для мікросхем, бо випоювати мікросхеми в разі несправності досить проблематично.

Думаю процес паяння не потребує пояснення, тому пропоную вашій увазі просто фотографії без коментарів.

Демонстрація робочого зразка

І ще одне відео, вже два зібраних драйвера

висновок

Взагалі на збірку пішло близько одного вечора, ціна питання приблизно 600 рублів з урахуванням вартості діодів. Як використовувати даний пристрійзалежить від вашої фантазії, про свій задум я розповів, думаю даний драйвернепогано впишеться в компанію до САБО в машині та й в будь-яку акустичну систему. До того ж даний драйвер має 2 режими відображення рівня сигналу: BAR і DOT. Для їх перемикання необхідно замкнути або розімкнути контакти, позначені на друкованій платі S1P / L. Особливо сподобалася реалізація даного девайса з використанням оргскла, коли ріжуться блоки товщиною 10 - 20мм і в кожен блок вставляється діод. Виглядає дуже красиво.

Хочеться ще додати, що це частина одного великого проекту по збірці домашньої аудіосистеми в яку увійдуть:

• Зовнішній USB ЦАП
• Графічний еквалайзер на 10 * 2 смуг
• Аналізатор спектра 20 * 20
• Підсилювача з темброблоком на енкодер
• І багато іншого, виключно своїми руками

Зараз займаюся розведенням друкованої плати для аналізатора спектра. Кому стане цікаво, з радістю поділюся всій зібраною інформацієюпо цій темі.

Цифровий VU meter з OLED дисплеєм на Arduino, він же вимірювач рівня звуку, можна зібрати на Ардуіно платформі. Пристрій досить просте, для початківців це буде корисний досвід. Зрозуміло, як високоточний прилад вимірювання рівня звуку воно не годиться, але як показометр в - цілком.

Схема принципова індикатора

Ключовим елементом схеми є резистор R1 на 10 кому, він потрібен для того, щоб захисний діод AVR мікроконтролеране впливав на якість звучання пристрою, та й чисто з цілей захисту мікроконтролера він там не буде зайвим. Резистором R2 здійснюється підстроювання максимального рівня сигналу, можна взяти будь-який інший номінал від 1 кОм до 100 кОм, в разі підключення до аудіо виходу комп'ютера ідеально підходить 10 кОм. Чутливість складає всього лише 1.1 В при дефолтних настройках скетчу. Діапазон харчування у схеми досить таки широкий, від 3.3 до 5 В, але чим нижче напруга - тим нижче яскравість світіння дисплея.

Ардуіно Нано підходить тільки версія на основі ATmega328 (V3.0). Mini USB кабелюв комплекті не буде, тому знадобиться його дістати окремо.

Список деталей для зборки

• Arduino Nano V3.0
• 128 × 64 OLED I2C дисплеї
• Провід, макетна плата
• Кабель mini-USB
• Джерело живлення 3.3-5 В

Код для Arduino

Пояснення по налаштуванню скетчу для Arduino

#define analogInput 0 // У цьому рядку задається аналоговий пін Ардуіно;
#define HighSens true // режим високої чутливості, досягається за рахунок зміни опорного напруги в 1.1 V,
// може бути як включено true, так і вимкнене - false, рекомендую включити;
#define FASTADC true // прискорення роботи ADC, для Arduino Nano / Uno / Pro Mini рекомендується включити (true);
#define Sensitivity 1 024 // чутливість, це значення не може бути більше 1024, якщо Ваш джерело аудіосигналу
// видає невелику вихідну напругу, то можете спробувати в 2, 4 рази зменшити це значення;
#define SampleWindow 15 // кількість семплів, число в мілісекундах, чим воно менше, тим спритніше смикається стрілка,
// за замовчуванням 50, але я для себе підібрав 15-20, більше вже Ардуіно не тягне.

Вихідні тексти до проекту можна знайти в архіві - завантажити файл

Відео роботи вимірювача

www.techn0man1ac.info

Доброго вам дня!

Хоч я і не відношу себе до любителів теплого лампового звуку, Стрілочні вимірювачі рівня звуку або VU-метри, давно мене приваблюють. На жаль зараз їх досить рідко вбудовують в фабричні підсилювачі і стереосистеми, а якщо і вбудовують, то в досить дорогі пристрої. даний набірбуде корисний тим, хто збирає свій підсилювач / передпідсилювач / цап і як і я не байдужий до цих стрибаючим в такт музиці стрелочкам.

Невелике передмову:
Як і багато радіоаматори, я досить давно загорівся ідеєю зібрати свій підсилювач. На жаль через малу кількість вільного часу поки все обмежилося покупкою тороїдального трансформатора на 300 VA і diy набору на lm3886. Сподіваюся, що коли-небудь я докуплю необхідне, все зберу і ці волюметри займуть своє почесне місце на передній панелі підсилювача, ну а поки познайомимося з ними ближче.

упаковка:
Весь комплект був запакований в антистатический поліетилен:


Всередині лежали два волюметра, загорнуті в пупирку, а так само плата драйвера в антистатичному пакетику:

Зовнішній вигляд, розміри:
Самі прилади виявилися досить маленькими, і хоча всі розміри є на сайті продавця, я уявляв їх собі більшого розміру. Ось фото в порівнянні з пальчикової (АА) батарейкою:


Спереду є гвинти для підстроювання нуля, але цього робити не довелося. Опір вимірювальних головок - 671 Ом.

Ширина, вона ж висота, вона ж діаметр отвору для установки - 34 мм:


Глибина трохи більше - 37 мм:


Ззаду є контакти для підключення сигналу (великі ближче до центру) і харчування підсвічування (маленькі по краях):


Претензій до виготовлення немає, все зроблено якісно.

Плата драйвера теж невелика - 67х55 мм:




Якість збірки середнє: флюс змито, але багато компонентів покосу:


Невеликий мінус - підписи входів / виходів, постійно дивитися в список не дуже зручно, але і робити це передбачається лише один раз.

Драйвер виглядає досить просто. Основну функцію виконує Невизначена мікросхема з маркуванням LB


За її харчування відповідає стабілізатор L7812CV:


З інших компонентів: багато конденсаторів і резисторів, два підлаштування резистора регулюють рівень сигналу на волюметри, два потужних токоограничивающих резистора в ланцюзі харчування підсвічування, діодний місті npn-транзистор S9013.

Живити драйвер рекомендують від джерела постійного або змінного напруги 12-15V / 300mA. Я для тестування використовував імпульсний б / п 12VDC / 1A. Струм споживання при цьому склав всього 100 мА, при цьому основним споживачем є очікувано підсвічування. При напрузі 10 В, вона споживає близько 48 мА на канал.

Світиться підсвічування теплим бурштиновим світлом, виглядає красиво:


Тут відразу видно косяк - підсвічування однієї з головок трохи яскравіше, ніж в іншої, оскільки лампочки у них мають трохи різний опір 25.86 і 24.76 Ом відповідно. На око це практично не помітно, але на фото відразу вилазить. В принципі це легко виправити підібравши і поставивши паралельно одному з токоограничивающих резисторів ще один.

Виробник рекомендує тримати напругу підсвічування в діапазоні 6-12 В, при цьому чим нижче напруга, тим довше пропрацює лампа. Нижче на фото підсвічування лівого волюметра працює від 7 В, а правого від 10 В.


При 7 В підсвічування працює відчутно тьмяніше і сильно желтит.

Підігрів:
У заголовку я не збрехав - прилади дійсно теплі, адже для підсвічування використовуються справжнісінькі лампи, хоч і розжарювання :-) Через півгодини роботи корпусу трохи нагрілися:


Драйвер залишився практично холодним, в основному гріється діодний міст:

Пристрій в роботі:
Сигнал на драйвер я подав з лінійного виходу звукової карти, При цьому стрілки зашкалювали і довелося досить сильно відкрутити підстроєчникі. Вхідний опір драйвера - 200 кОм. На сайті продавця написано, що драйвер можна підключати і безпосередньо паралельно динаміків і все буде працювати, але я не ризикнув.

VU-метри за визначенням показують середнє значення рівня звукового сигналу в децибелах, з часом інтегрування близько 300 мс. «Відкалібрувати» їх дуже просто, достатньо подати на драйвер синусоїдальний сигнал максимальної гучності, а потім подстроечнікамі вивести стрілки на 0 дБ. Відгук по частоті лінійний, при свіпірованія частоти стрілки не рухаються:

А ось з лінійністю по амплітуді не все так добре, якщо порівнювати зі шкалою регулятора гучності foobar, то прилади занижують показання приблизно в півтора рази (в децибелах), можливо звичайно бреше фубар або проблеми в звукової карти.

Ну і на останок невелике відео, яке демонструє роботу вимірників в реальних умовах:

На мій погляд з основним своїм завданням - смикати стрілочками під музику і красиво виглядати ці волюметри справляються відмінно. Для професійного використання вони навряд чи підійдуть, але там, в еру цифрового звукувони вже і не використовуються.

До мінусів на мій погляд можна віднести тільки маленький розмір, я б зробив їх рази в півтора більше, але тут справа смаку.
Також світлодіоди в підсвічуванні були б довговічніше, але можливо з ними важко домогтися такого-ж теплого світіння як у лампи при слабкому напруженні.

Дякую за увагу!

П.С. На випадок перегоріли лампи продаються і вимірювальні головки окремо, але за ціною вони як половина набору:

Товар надано для написання огляду магазином. Огляд опублікований відповідно до п.18 Правил сайту.

Планую купити +14 Додати в обране огляд сподобався +43 +66

Вашій увазі пропонується ще один індикатор вихідної напруги для підсилювача потужності. Даний індикатор зібраний на мікроконтролері ATMEGA8. У ньому для індикації рівня сигналу, використовуються дві лінійки з 33-х світлодіодів, вірніше з 32-х, так як обидва перших світлодіода в двох каналах, горять постійно для позначення початку шкали (або хоч якийсь індикації при відсутності сигналу). При бажанні їх можна не встановлювати. Індикатор може працювати в лінійному і логарифмічному режимі відображення рівня сигналу, також індикація може бути лінією або крапкою з відображенням пікових рівнів сигналу і без відображення пікових рівнів. Індикатор дозволяє вибрати ці режими роботи в будь-якому поєднанні:

• Лінійне або логарифмічна перетворення рівня.
• Відображення поточного рівня стовпчиком або точкою.
• Включення або виключення відображення пікового рівня.

Малюнок 1.
Зібраний індикатор.

Подробиці.

За основу цієї схеми індикатора, був узятий VU-метр, де був всього один режим роботи і без індикації пікових рівнів сигналу. Михайло Сергєєв трохи змінив початкову схему індикатора для підвищення його надійності і розширенню функціональності пристрою. Зокрема був доданий трьох-позиційний Dip-перемикач для вибору необхідних режимів індикації, і додані токо-обмежують резистори. Програму для нової схеми з розширеними можливостями, написав Микола Єгоров.

Малюнок 2.
Схема індикатора.

Схема індикатора зібрана на мікроконтролері ATmega8.
Вхідний сигнал надходить на входи мікроконтролера через обмежувальні резистори RxLі RxR. Без них при сильному сигналі з підсилювача (при підключенні індикатора до виходу підсилювача потужності) - можливе пошкодження мікроконтролера.

В індикаторі застосована динамічна індикація. Всі світлодіоди індикатора - утворюють чотири секції по 16 світлодіодів (перші два горять постійно). Для збільшення яскравості світлодіодів, секції включаються ключами на транзисторах BC337, замість яких можна використовувати будь-які середньої потужності, відповідної структури. Було також відмічено, що при закритих транзисторах, відбувається незначна підсвічування чутливих світлодіодів виключених секцій. Тому для усунення цього явища були встановлені резистори R10-R13(470 Ом). Резистори ці спочатку на плату можна не встановлювати, якщо засвічення не спостерігається.

Мікроконтролер ATmega8 має обмеження по сумарному струму, що протікає через будь-який висновок харчування, який складає 300 мА. Максимальний струм через будь-який інший висновок не повинен перевищувати 40 мА. Тому струм через один світлодіод не повинен перевищувати 15-18 мА. Це необхідно враховувати при підборі обмежувальних резисторів в ланцюгах світлодіодів. Для світлодіодів з робочою напругою 2.5 вольта, опір обмежувальних резисторів не повинно бути менше 110 ом.
Опір обмежувальних резисторів для застосовуваних у схемі світлодіодів, можна розрахувати за такою формулою;
R = (Udd - Ut - Uled) / Imax
Udd - напруга після стабілізатора, 5 вольт
Ut - падіння напруги на відкритий ключ, Приблизно 0.5 вольт
Uled - номінальна напруга світлодіода
Imax - максимальний струм світлодіода, але не більше 18 мА

Виберіть необхідний режим індикатора, здійснюється DIP-перемикачами SW1-SW3, При відсутності яких можна використовувати, комутовані джамперами перемички.

Програма розрахована на роботу мікроконтролера від внутрішнього RC-генератора з частотою 1 МГц, тому зміни заводських фьюз мікроконтролера при програмуванні не потрібно.

Індикатор найкраще підключати на вихід попереднього підсилювача, щоб регулятори гучності і тембру не чинили вплив на індикацію. Для запалювання всіх світлодіодів, на вхід індикатора необхідно подати сигнал, напругою 2 вольта. якщо Ваш попередній підсилювачне забезпечує необхідний рівень сигналу на вході індикатора, то його вхідну частину (індикатора) потрібно доповнити додатковими підсилювачами (один корпус LM358) по наступною схемою(Показаний один канал).

Малюнок 3.
Попередній підсилювач.

В цілому, конструкція не критична до вибору деталей. Постійні резистори можуть бути будь-якої потужності. Як обмежувальних резисторів, і резисторів підключених до DIP-перемикачів, можна використовувати і резистори SMD, для них передбачені контактні площадки на друкованій платі. При цьому отвори для установки звичайних резисторів, які встановлюються на ці місця вертикально, можна не свердлити.
При підборі заміни транзисторів необхідно враховувати максимальний струм колектора, який повинен бути не менше 300 мА. Діоди - будь-які малопотужні, з зворотним напругою не менше амплітуди напруги, що видається підсилювачем на максимальній потужності.

Малюнок 4.
Друкована плата індикатора.

Індикатор зібраний на друкованій платі, розміром 100х70 мм. Світлодіоди для індикатора використовуються плоскі і встановлені вони на плату впритул один до одного широкої стороною.
Так, для того, щоб запалені світлодіоди засвічували своїм світінням сусідні, між ними бажано прокласти світловідбиваючий матеріал, наприклад шматочки харчової алюмінієвої фольги.
Ви можете за своїм бажанням змінити розміри друкованої плати, як в довжину, так і в ширину, наприклад, застосувавши круглі світлодіоди (довжина плати природно збільшиться), або поставити плоскі світлодіоди вузькою стороною один до одного.

Малюнок 5.
Світлодіодна матриця.

У конструкції можна застосовувати і світлодіодні матриці, Подібні таким або меншим (по 10 світлодіодів). Засвічення сусідніх світлодіодів в таких матрицях немає.
Стабілізатор 7805, встановлений на невеликому радіаторі.

Подивіться демонстраційне відео свого варіанту реалізації даної схеми індикатора від Михайла Сергєєва. Своєрідне рішення оформлення і при роботі обраний режим лінійного відображення, з індикацією пікового рівня.

Відео.

В прикріпленому архіві містяться всі необхідні файлидля збирання індикатора.

Архів для статті