Vúmetro con el LM3915

Funcionamiento del circuito

Este circuito es un vúmetro basado en el integrado LM3915, diseñado para representar niveles de audio mediante una barra de LEDs que responde a la amplitud de la señal. El LM3915 convierte la señal de audio en una escala visual logarítmica, donde cada LED representa un incremento de aproximadamente 3 dB en el nivel de la señal. Vamos a desglosar el funcionamiento de cada sección:

1. Entrada de Audio (3.5mm TS AUDIO IN)

• La señal de audio se introduce en el circuito a través de un conector de 3.5 mm (conector tipo TS).

• Esto permite conectar una señal de audio externa, como la salida de auriculares de un teléfono o reproductor de audio, al circuito.

2. Selector de Impedancia (SW1)

• SW1 permite seleccionar entre dos resistencias: 4 ohms o 8 ohms.

• Este selector adapta el circuito a diferentes niveles de señal según la fuente de audio conectada. La resistencia en serie ajusta la señal de entrada, limitando o permitiendo mayor voltaje en función de la salida de la fuente de audio.

3. Red de Atenuación y Ajuste de Nivel (R1, R2, R3, R4, VR1 y R5)

• R1 (10kΩ), R2 (18kΩ) y R3 (10kΩ) forman una red resistiva para adecuar el nivel de señal antes de ingresar al LM3915.

• VR1 (1kΩ) permite ajustar la sensibilidad del vúmetro. Esta resistencia variable controla la cantidad de señal de audio que entra al LM3915, calibrando el nivel a partir del cual los LEDs comienzan a encenderse.

  • Al aumentar la resistencia de VR1, se atenúa la señal y el vúmetro requerirá una señal más fuerte para iluminar los LEDs.

  • Al reducir la resistencia de VR1, se aumenta la sensibilidad, y el vúmetro reaccionará incluso con señales de baja intensidad.

• R4 (390Ω) y R5 (2.7kΩ) estabilizan la señal y establecen puntos de referencia para el LM3915.

4. Capacitor de Acoplamiento (C3)

• C3 (2.2µF) es un capacitor de acoplamiento que elimina cualquier componente de corriente continua (DC) de la señal de audio.

• Esto asegura que solo la componente alterna (AC) de la señal de audio pase al LM3915, protegiendo el circuito de posibles daños y garantizando una respuesta precisa a la señal de audio.

5. Control de Modo de Visualización (SW2)

• El interruptor SW2 controla si el LM3915 trabaja en modo punto o modo barra.

  • En modo punto, solo se ilumina un LED a la vez, el que representa el nivel más alto de la señal.

  • En modo barra, se iluminarán todos los LEDs hasta el nivel máximo alcanzado, lo cual da una representación continua de la intensidad de la señal.

• Esta opción es útil para personalizar la visualización: en modo barra para una visualización completa y en modo punto para ahorrar energía y tener una visualización más discreta.

6. El Circuito Integrado LM3915

• El LM3915 es un circuito integrado diseñado para controlar una barra o punto de LEDs que representa niveles de voltaje en una escala logarítmica. Sus características clave en este circuito son:

  • Pin 5 (Entrada de señal): Aquí el LM3915 recibe la señal de audio que se va a medir.

  • Pin 7 (Ref Out): Proporciona una referencia de voltaje para el circuito interno del LM3915.

  • Pin 9 (Modo de Operación): Este pin controla el modo de visualización (punto o barra) en función del estado del interruptor SW2.

  • Pin 3 (Ref Adj): Ajusta la referencia de voltaje interna del LM3915, y se puede calibrar con VR2.

• El LM3915 compara la señal de entrada con su referencia interna y enciende los LEDs en función de la amplitud de la señal.

7. Potenciómetro de Rango (VR2 - 100Ω)

• VR2 controla el voltaje de referencia del LM3915.

• Al ajustar VR2, puedes cambiar el rango de niveles de señal que representan los LEDs. Un mayor valor en VR2 aumenta el voltaje de referencia y requiere una señal de entrada más fuerte para iluminar los LEDs superiores.

• Este ajuste es útil para calibrar el circuito en función de los niveles de señal de diferentes fuentes de audio, adaptando la escala del vúmetro a distintos entornos.

8. LEDs Indicadores (LED1 a LED10)

• Cada LED representa un nivel específico de intensidad de la señal de audio en una escala logarítmica.

• Los LEDs están dispuestos en una escala donde el LED1 representa el nivel más bajo (0.2W) y el LED10 el más alto (100W).

• Conforme aumenta la amplitud de la señal de audio, se van encendiendo LEDs adicionales, proporcionando una visualización gráfica del volumen o intensidad en tiempo real.

• Esta escala logarítmica es adecuada para representar señales de audio, ya que el oído humano también percibe el sonido en una escala logarítmica, lo que hace que el vúmetro sea intuitivo y fácil de interpretar.

9. Capacitores de Desacoplo (C1 y C2)

• Los capacitores C1 (10µF) y C2 (0.1µF) están conectados entre la fuente de alimentación (+12V) y tierra.

• Actúan como filtros de desacoplo, eliminando el ruido de alta frecuencia y estabilizando la fuente de alimentación para evitar fluctuaciones que puedan afectar la precisión del LM3915 y la estabilidad del circuito.

• Estos capacitores ayudan a mantener el circuito libre de interferencias y a evitar que el parpadeo de los LEDs cause perturbaciones en otros componentes del circuito.

Resumen del Funcionamiento Completo

1. La señal de audio entra a través del conector de 3.5 mm y pasa por el selector de impedancia (SW1), ajustando la entrada para señales de diferente potencia.

2. La señal se acondiciona en la red de resistencias y es calibrada por VR1 para ajustar la sensibilidad, asegurando que el nivel de audio sea adecuado para el LM3915.

3. C3 acopla la señal eliminando cualquier componente DC, permitiendo una representación precisa de la señal de audio en AC.

4. SW2 define el modo de visualización, permitiendo cambiar entre modo punto o barra para adaptar el tipo de visualización.

5. VR2 ajusta el rango de la escala del LM3915, determinando los niveles de señal necesarios para encender cada LED.

6. El LM3915 controla los LEDs (LED1 a LED10) en respuesta al nivel de la señal de entrada, encendiéndolos de acuerdo a una escala logarítmica que representa incrementos de 3 dB aproximadamente.

7. C1 y C2 estabilizan la fuente de alimentación, eliminando ruidos y fluctuaciones, para que la visualización de los LEDs sea precisa y estable.

Este circuito es útil en aplicaciones donde se necesita monitorear visualmente los niveles de audio, como en equipos de sonido o mezcladoras. Cada parte del circuito trabaja en conjunto para transformar la señal de audio en una visualización clara e intuitiva de su intensidad.