Vumetro Y Ondas De Sonido. (1)

VÚMETRO

Sebastian Berrio, David Herrera Ingeniería, Unidad Central Del Valle Del Cauca Tuluá, Colombia [email protected] [email protected]

Resumen- En este proyecto se realizó un indicador de volumen, también llamado vúmetro, el cual es un dispositivo que se suele usar en equipos de audio para mostrar el nivel de señal en unidades de volumen (decibeles). Hoy en día, podemos encontrar vúmetros construidos de diferentes formas, hay vúmetros analógicos, otros a base de leds normalmente verdes, amarillos y rojos, e incluso los hay representando las unidades de volumen en forma de barra con una pantalla LCD, pero en nuestro caso lo construimos con leds amarillos, verdes, blancos y rojos. Como ya se ha mencionado los vúmetros sirven para medir la señal en unidades de volumen, esto con el fin de saber que señal entra o sale de un dispositivo y en que niveles se encuentra, ya que sobrepasar estos niveles podría causar la saturación, de esta manera, el encendido de cada led tendrá una relación directa con la sensación del nivel sonoro. Abstract- In this project, we made a volume indicator, also called a vumeter, which is a device that is usually used in audio equipment to show the signal level in units of volume (decibels). Nowadays, we can find vumeters built in different ways, there are analog vúmetros, others based on leds normally green, yellow and red, and there are even representing the volume units in the form of a bar with an LCD screen, but in our case we build it with yellow, green, white and red leds. As already mentioned the vumeters serve to measure the signal in units of volume, this in order to know what signal enters or leaves a device and in what levels it is, since exceeding these levels could cause saturation, of this way, the ignition of each LED will have a direct relationship with the sensation of the sound level.

I.

INTRODUCCIÓN

El vúmetro con leds es un circuito muy utilizado en dispositivos electrónicos para detectar las señales de audio. Lo encontramos en amplificadores de audio, mezcladores, y en otros aparatos. El principal componente para este circuito es el LM3915, en este circuito integrado nos permite visualizar el nivel de un voltaje analógico de entrada al compararlo con un valor de referencia, presentándolos en una escala de 10 salidas con 30 leds. Este vúmetro lo podemos conectar a nuestro amplificador de audio, en la salida de nuestro amplificador, este circuito se hizo para tan solo una salida de audio. En el vúmetro intentamos implementar el uso de un micrófono. II.

DESARROLLO DE CONTENIDOS

A. LM3915 El LM3915 es un circuito integrado que sirve para visualizar el nivel de un voltaje analógico de entrada al compararlo con un valor de referencia. Se suele manejar tanto en dispositivos led como pantallas fluorescentes y LCD. Su funcionamiento se basa en 10 comparadores conectados a una serie de resistencias con varios modos de trabajo, que lo hacen versátil. Este dispositivo utiliza de 3 a 25 voltios, y de salida de 2mA hasta 30mA, cada pin tiene su función especial.

Fig.1 integrado LM3915

B. Impresión del circuito Comenzamos a imprimir las pistas del circuito que encontramos en Internet (figura.2) en una baquelita, el proceso que realizamos fue el siguiente.

fig.2 pistas del circuito

Empezamos consiguiendo una baquelita de 10.5cm x 4.5 cm en la cual se va a imprimir las pistas del circuito, primero imprimimos en papel fotográfico la pistas del circuito, luego las pistas se coloca en la baquelita, y se planchan sobre el lado del cobre de la baquelita, a continuación, en un recipiente de plástico o vidrio, se agregó un ácido de quemar circuitos (peróxido de hierro o percloruro de hierro, cloruro férrico, o tricloruro de hierro), se introdujo la baquelita en el ácido. El tiempo en el que la baquelita debe estar en el ácido depende del tamaño del circuito y de la temperatura (si está caliente el ácido más rápido será). Cuando ya el ácido se halla comido el cobre sobrante se saca la plaqueta y se lava con agua corriente durante 15 minutos, y luego se le puede agregar bicarbonato de sodio sobre la plaqueta. Luego, se retira la tinta usando un poco de acetona, thinner o alcohol, y al final con el multímetro se prueban las pistas de cobre para saber si hay continuidad.

     

3 leds amarillos 9 leds verdes 9 leds blancos 9 leds rojos 1 fuente de 12v 2 borneras

Comenzamos haciendo huecos en la baquelita, primero soldamos las resistencias de 1KΩ y 10KΩ, luego soldamos la base del integrado, la base es para que en caso de que se nos averíe el integrado, tan solo sacamos el LM3915 y lo reemplazamos por otro y así no ahorramos el tiempo en estar desoldando el integrado. También soldamos un puente hecho con dos patas de leds, con este puente controlamos la dirección en que los leds se encendían (del medio hacia afuera, o de izquierda a derecha iniciando por la primera fila de leds izquierda). Conectamos dos cables para la entrada de voltaje obtenida por una fuente de poder, y otros dos cables para la entrada de señal

Fig.4 entrada de voltaje

Fig.5 entrada de señal

Fig.3 Baquelita impresa y soldada

C. Ensamble del vúmetro Los materiales que utilizamos fueron los siguientes:  1 LM3015 con su respectiva base  1 potenciómetro de 100KΩ  1 resistencia de 100KΩ  1 resistencia de 1KΩ

También tenemos un potenciómetro de 100kΩ, este potenciómetro es para regular la entrada de audio, si subimos el audio al máximo, entonces nuestro potenciómetro hay que bajar su resistencia hasta que se note el audio en los leds, o de lo contrario si el audio de nuestro amplificador es bajo entonces la resistencia del potenciómetro hay que subirlo. Y por último soldamos todos los leds en el orden que queramos, preferiblemente que los tres que estén en paralelo sean de el mismo color, pues de esta forma la cantidad de corriente que el LM3915 mande será uniforme y no se esforzará más en unos que en otros.

Fig.9 corrección con puentes. Fig.5 leds

B. Conexión de la entrada de voltaje. Para recibir la alimentación de voltaje necesario usamos una fuente de voltaje que enviara 12v, conectamos el positivo y negativo del vúmetro al positivo y negativo de la fuente respectivamente. C. Conexión de la entrada de señal. Para que el vúmetro comience a funcionar conectamos una entrada de señal, la cual le proporcionara la información de las ondas sonoras que se envíen por medio del micrófono o plug de audio.

Fig.6 leds

Fig.7 leds

Fig.10 Conexión del vúmetro

D. Encendido Fig.8 circuito-diagrama del vúmetro.

III.

FUNCIONAMIENTO

Después de haber ensamblado todo el circuito podemos pasar al funcionamiento. A. Prueba de continuidad y corrección de errores. Pasamos con el multímetro a probar todas las pistas del circuito, para corregir aquellas pistas que no debían estar conectadas y aquellas que no tienen continuidad ya sea por mala impresión o por mala soldadura; en el segundo caso utilizamos el mismo estaño y algunas patas de los leds que nos sobraron para hacer puentes.

Para colocar a funcionar el vúmetro, después de hacer las conexiones ya mencionadas, solo tenemos que enviar una señal desde el plug de audio o el micrófono, ya a partir de ahí regulamos la entrada de audio con el potenciómetro el cual varia el nivel de sus resistencias a partir de la perilla que manejamos análogamente. E. Ondas sonoras. Las ondas sonoras son ondas longitudinales que se asocian al sonido, las cuales por medio de las moléculas que lo componen proveen vibración, que provocan un movimiento en cadena, el cual al entrar en contacto con el aire produce sonido. Estas mismas ondas pueden ser percibidas digitalmente y transformadas en información, es de esta manera funciona el vúmetro, al recibir las ondas que le transmiten el plug de audio y el micrófono; las

transforma en variación de corriente, que es directamente proporcional a la intensidad de las ondas que recibe. F.

Funcionamiento del micrófono.

Es un aparato que capta las ondas sonoras y luego las convierte en energía eléctrica, de este modo al hacer un aumento en la intensidad de la onda sonora, podemos lograr que la energía eléctrica producida aumente de igual manera. Para probar lo anteriormente dicho conectamos un micrófono electret a un osciloscopio, de esta manera podemos captar como aumentan y disminuyen las ondas con respecto al sonido que se produce. A la hora de aplicar este micrófono en el vúmetro es necesario primero utilizar un amplificador, para que de esta manera la señal que se envíe sea mayor, luego se procede a alimentar el micrófono ya que a diferencia del plug de audio este no está siendo alimentado por ninguna corriente.

electrónica puede tomar este procedimiento y llevarlo a la electricidad, la cual es un flujo como el aire y el agua, al recibir la información de la vibración de las partículas la transfiere lo mismo a la energía, simulando así el mismo efecto. Y esto lo podemos afirmar con el vúmetro ya realizado, el cual obtiene esa información y la transforma en energía hacia los leds, la cual es distribuida a partir de el LM3915. RECONOCIMIENTOS

Jaime perez h. REFERENCIAS

[1] I. Espinoza|, «ELECTRÓNICA Y MICROCONTROLADORES PICS.,» 22 noviembre 2015. [En línea]. Available: http://www.electronicaivanespinoza.com/2017/07/vumetro-alritmo-de-lamusica-hecho-en.html. [2] A. Guaman, «LM3915 aplicaciones,» 22 Abril 2015. [En línea]. Available: http://lm3915aplicaciones.blogspot.com.co/2015/04/lm3915-serefiere-un-integrado-permite.html. [3] T. Instruments, «LM3915 Dot/Bar Display Driver,» 15 enero 2000. [En línea]. Available: http://tronixstuff.com/wpcontent/uploads/2013/12/LM3915-data-sheet.pdf.

Fig.11 señal del sonido con el osciloscopio.

Fig.12 Amplificador para el micrófono electret

IV. RESULTADOS Obtuvimos una medida del sonido representado a escala en leds por medio del vúmetro, el cual utiliza un plug de audio y un micrófono para captar las señales. V. CONCLUSIONES El sonido viaja atreves de ondas, las cuales son llamadas ondas sonoras, estas ondas se propagan con la vibración de partículas que contienen, a partir de esto es que el aire es golpeado y se convierte en sonido, la

[4] ipadnano, «electrónica de invierno,» 28 mayo 2011. [En línea]. Available: https://electronicavm.wordpress.com/2011/05/28/vumetromonofonico-a-base-de-leds/.