O que é o Visor de Nível de Áudio Visualizado por IC LM3915

27 de fevereiro de 2023 1 Comentário Leitura: 6 min

Sumário

Por que a exibição do nível de áudio é necessária?

Muitas vezes, em muitas aplicações, é necessário medir o nível dos sinais de áudio, por exemplo, em discotecas para ter uma ideia sobre o volume do sinal de som, em outras áreas para medir o sinal de ruído.

Como os níveis de áudio dos sinais são exibidos?

Muitas vezes, existem várias maneiras de exibir o nível de áudio do sinal, sendo uma delas o uso de medidores de nível de pressão sonora, que simplesmente calculam a variação de pressão do sinal sonoro. Eles são baseados no fato de que os sinais sonoros em diferentes frequências têm diferentes níveis de pressão.

Outra maneira é ter uma exibição visual do volume do sinal de áudio. Normalmente, a exibição é na forma de um brilho sequencial de LEDs para indicar o nível do sinal de áudio

Pelo termo intensidade, entendemos a magnitude do sinal sonoro, percebida por cada indivíduo de forma que a pessoa possa suportar a pressão sonora. Para a mesma pressão, o volume do som varia para diferentes frequências.

Os dois métodos acima medem a intensidade do som ou o volume em decibéis. Um decibel equivale a 10 vezes o logaritmo da potência do sinal sonoro. Normalmente não é viável ter uma escala grande para a medição direta e, portanto, a escala é mostrada principalmente em decibéis ou dB.

Antes de entrar em detalhes sobre o medidor de nível de áudio visualizado, vamos ter uma breve ideia sobre o LM3915

LM3915

O LM3915 é um driver de exibição de ponto/barra que aciona uma série de LEDs com base na entrada analógica. Basicamente, ele aciona cada LED adjacente em etapas de 3DB, ou seja, de maneira logarítmica. Funciona com uma tensão de alimentação de 3 V a 25 V.

Descrição do pino LM3915

Pinos 1, 10 a 18 : Cada um desses pinos é conectado ao cátodo do LED de saída. O ânodo dos LEDs de saída é conectado à alimentação de 3V a 20V.

Pino 2 : Este pino é a fonte de tensão analógica negativa e geralmente é conectado ao terra.

Pino 3 : Este pino é a fonte de tensão positiva e geralmente a tensão de alimentação é de no mínimo 3 V a no máximo 20 V

Pino 4 : Este pino geralmente é aterrado

Pino 5 : Este pino é o pino de entrada do sinal e a entrada do sinal de áudio é dada a este pino.

Os pinos 6 e 7 estão em curto. A corrente através do pino 7 decide a corrente consumida por cada LED.

Pino 8 : É o pino utilizado para ajustar a tensão de referência. Existe uma resistência de 1,2 kohms entre o pino 7 e o pino 8, de modo que uma tensão de 1,25 V esteja entre os pinos. Um divisor de potencial é conectado ao resistor que é usado para ajustar a tensão de referência.

Pino 9 : Este é o pino de seleção de modo e é usado para selecionar o modo de ponto ou o modo de barra. Para o modo barra, o pino é conectado diretamente ao pino 3, ou seja, à alimentação de tensão positiva. Para o modo ponto, o pino fica aberto, sem nenhuma conexão.

Como funciona o LM3915?

O LM3915 basicamente recebe tensão analógica como entrada na faixa entre 0 a 1,5V e isso é dado ao amplificador Buffer que aciona uma série de 10 comparadores. Existe uma fonte de tensão de referência que pode ser programada. Esta tensão de referência é fornecida a cada comparador usando um arranjo de divisor de potencial de 1:10. Cada comparador compara a tensão de entrada com uma tensão de referência e, consequentemente, aciona o LED correspondente conectado a ele.

Ele pode operar no modo ponto ou no modo barra. No modo de barra, os LEDs são acionados em modo contínuo, ou seja, o brilho dos LEDs aparece como se estivesse em forma contínua. No modo de ponto, um único LED brilha de cada vez.

Usando um driver de exibição de ponto/barra LM3914 / 15 IC U2 junto com o amplificador de sinal IC LM324 IC U1 a 4, uma boa luz dançante de acordo com os sinais de áudio é viável. Lâmpadas de alta potência também podem ser usadas adicionando optoacoplador em série com os LEDs e o DIAC do Opto acionando o TRIAC para lâmpadas de 230 volts. Todo o sistema de exibição pode operar a partir de uma única fonte tão baixa quanto 3V ou tão alta quanto 25V. Vários mecanismos podem ser colocados em cascata para exibição em modo de ponto ou exibição em modo de barra com extensão de 60 dB ou 90 dB. O LM3915 também pode ser colocado em cascata com o LM3914 para uma exibição linear/log ou com os LM3916s para um medidor VU de faixa estendida.

Os monitores LM3915 são usados em aplicações de áudio, medidores de potência e medidores de intensidade de sinal de RF. E esses displays são adequados para sinais com ampla faixa dinâmica, por exemplo, nível de áudio, potência e etc.

LM3915 como um medidor de nível de áudio

Este circuito utiliza apenas um IC e alguns componentes externos. Ele exibe o nível de som/áudio até 10 LEDs. A tensão de entrada pode variar de 12V a 20V, mas usamos apenas 12V de tensão. O chip contém uma referência de tensão flexível e um divisor de tensão exato de dez estágios. O buffer de entrada de alta impedância reconhece os sinais até o solo e até 1,5 V da fonte de alimentação positiva. Além disso, não precisa de proteção contra entradas de ±35V. O buffer de entrada aciona 10 comparadores distintos referenciados ao divisor de precisão. A precisão é normalmente superior a 1dB.

Usando o modo de ponto, o LED iluminado representa o valor instantâneo da forma de onda de áudio. Os níveis de pico e médio podem ser facilmente observados. Como o ponto estará em constante movimento, os LEDs funcionam a 30mA para energia suficiente. A leitura em escala total é de 10 volts; que é facilmente ajustado alterando o resistor R2. A entrada de sinal LM3915 pode suportar sinais de até 35 volts. Se houver uma chance de que a entrada de áudio exceda esse intervalo, atenue-o ou inclua resistência em série suficiente para limitar a corrente a 5mA.

Aplicação – Medidor de Nível de Áudio Visualizado

Vamos ter uma descrição detalhada do medidor de nível de áudio visualizado

No circuito dado acima, o sinal de áudio é primeiro convertido em um sinal elétrico e este sinal elétrico é posteriormente processado usando um conjunto de comparadores para obter a entrada serial. A tensão do sinal de entrada de áudio pode ser de um telefone celular, áudio de TV ou rádio é de no máximo 6 volts.

A entrada de tensão analógica é fornecida ao IC LM3915. Inicialmente, o modelo é configurado para estar no modo barra. Um interruptor é usado para definir o modo de barra ou ponto. O IC executa adequadamente as manipulações usando a entrada analógica e os LEDs são acionados de acordo. Os LEDs começam a brilhar após cada mudança de 3dB no nível de áudio. Assim, o nível de áudio é exibido através dos LEDs brilhantes no nível de decibéis.

Agora você já tem uma ideia sobre o IC LM3915 se tiver alguma dúvida sobre este tema ou sobre projetos elétricos e eletrônicos deixe sua seção de ideias abaixo.

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