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Mesures > Vumètre 006
Dernière mise à jour : 17/11/2007Présentation
Le vumètre présenté ici est basé sur l'utilisation de trois LM3914. L'idée de cette réalisation n'est pas de moi, mais j'ai adhéré à 100%. Elle est née de Alexandra, que je ne connais que par mails interposés. Alexandra a fait l'acquisition d'un carillon de 300 CD, et a eu l'idée de construire un meuble autour. Et tant qu'à faire, pourquoi pas un meuble en forme de Juke-Box. Et puis tant qu'on y est, pourquoi ne pas lui ajouter un vumètre géant sur la façade... Un vumètre avec 270 leds, par exemple. Trois LM3914 pour 3 x 10 sorties individuelles, et 9 leds par sortie.
Juke-box Alexandra
La simple idée de lire cette page vous tente ?
Schéma
Alexandra m'a contacté parce que le schéma qu'elle avait conçu ne lui donnait pas satisfaction. On a donc regardé "ensemble" ce qu'il était possible de faire pour l'améliorer, et voici le résultat de notre travail conjoint, qui donne un résultat tout à fait positif.
A ce schéma, a été ajoutée la section redressement que voici.
On peut donc dire que le montage est formé de trois partie :
- La partie redressement qui permet de fournir une tension continue proportionnelle au signal provenant d'un haut-parleur (et non d'un microphone), solution choisie pour que l'affichage réponde uniquement à la musique jouée et non pas aux bruits environnants.
- La partie commande / pilotage des leds, assurée par un triplet de LM3914.
- La partie affichage à leds, constituée des 270 leds, montées en 30 groupes de 9.
Partie redressement
Cette partie permet de redresser en mono alternance le signal audio alternatif provenant de la sortie de puissance d'un amplificateur BF, à laquelle est normalement relié un haut-parleur. Le signal venant de l'ampli est appliqué à l'entrée In_L. La diode utilisée est de type au germanium afin de limiter les pertes de niveau et de pouvoir commencer à travailler avec une amplitude du signal BF plus faible. L'usage d'une diode silicium de type 1N4148 (classique diode de commutation basse puissance) est tout à fait possible, mais cela oblige à appliquer un signal d'entrée un peu plus élevé (à monter le son un peu plus fort) pour l'allumage d'une même quantité de leds. Si la sensibilité du montage n'est pas suffisante, c'est à dire si le son doit être monté trop fort pour un bon affichage des leds, vous pouvez opter pour une des deux solutions suivantes :- Si l'amplificateur BF sur lequel est prélevé le signal audio est stéréo, cabler la sortie droite de l'ampli sur l'entrée In_R du redresseur.
- Ajouter un amplificateur BF dédié pour le vumètre. En procédant ainsi, il devient possible de piloter le vumètre avec un signal BF d'un niveau ligne de quelques centaines de mV.
Partie Commande / pilotage des leds
Toute cette partie est confiée aux trois LM3914, chacun prenant en charge un lot de 10 x 9 leds. Chaque LM3914 travaille de la même façon, avec une référence de tension haute et une référence de tension basse qui déterminent quelle tension appliquée sur son entrée va faire s'allumer les leds qu'il pilote. Cablés comme ils le sont, les LM3914 disposent des tensions de références hautes et basses suivantes.| 1er LM3914 (U1) | 2ème LM3914 (U2) | 3ème LM3914 (U3) | |
| Réf. haute | 0,42V (1,25V) |
0,84V (2,50V) |
1,26V (3,75V) |
| Réf. basse | 0V (0V) |
0,42V (1,25V) |
0,84V (2,50V) |
| Plage
de travail |
0V
à
0,42V (0V à 1,25V) |
0,42V
à 0,84V (1,25V à 2,50V) |
0,84V
à 1,26V (2,50V à 3,75V) |
Valeurs entre paranthèses : celle de l'ancien schéma.
Comme vous pouvez le constater, chaque LM3914 travaille dans une plage de tension qui lui est propre, la plage de l'un "collant" à la plage du suivant pour créer une plage globale sans trou. Et les entrées de tous les LM3914 sont reliées ensemble. Ainsi, si la tension appliquée simultanément sur les trois entrées est de 0,15V, quelques leds du 1er LM3914 vont s'allumer, et aucune des leds des deux autres LM3914 ne s'allumera. Si maintenant la tension appliquée simultanément sur les trois entrées est de 0,67V, toutes les leds du 1er LM3914 s'allument, ainsi que quelques leds du 2ème LM3914, mais aucune led du 3ème CI ne s'allume. Dès l'instant où la tension d'entrée dépasse 0,84V, toutes les leds des deux premiers LM3914 s'allument. Toute tension d'entrée égale ou supérieure à 1,26V aura pour conséquence d'allumer la totalité des leds des trois circuits LM3914.
Partie affichage à LED
Le schéma montre seulement 30 groupes de 4 leds au lieu de 30 groupes de 9 leds. Celà est normal, c'est juste pour faire tenir plus facilement le schéma complet sur une page A4. Pour la réalisation finale, il s'agit bien de 9 leds montées en série pour chaque sortie des LM3914. Rien de spécial à dire pour cette partie, si ce n'est qu'elle bénéficie d'une alimentation qui lui est dédiée. La valeur de cette alimentation est en relation avec le nombre et le type de leds utilisées pour chaque sortie de LM3914. 9 leds rouges standards (non haute luminosité) présentant chacune une chute de tension de 2V environ, on a besoin d'une alimentation d'au moins 18V. La tension choisie par Alexandra est de 24V. Pas de résistance en série avec les leds, puisque le courant est limité par les LM3914.Remarques diverses
Résistances R4 et R5 - Ces résistances, reliées aux pins 11 des circuits inférieurs, sont sans objet en mode BAR (barregraphe), et ne sont utiles que dans le mode DOT (point). Leur présence sur le schéma est justifiée par le fait qu'au départ, le montage était conçu pour affichage dans les deux modes BAR et DOT. Mais visualiser un signal BF en mode DOT n'est finalement pas si extraordinaire que ça. Vous pouvez supprimer ces résistances pour affichage en mode BAR.Dissipation thermique des LM3914 - On peut lire sur le net (forums de discussion) que le LM3914 ne peut pas être utilisé en mode BAR si sa tension d'alim est supérieure à 6V. La spécification constructeur des circuits que j'ai utilisés (de marque National Semiconductor) annonce une dissipation maximale (à ne pas dépasser) de 1,36W. Si le circuit est alimenté en 12V et que chacune des dix sorties du LM3914 est active et débite un courant de 10 mA, cela conduit à une puissance dissipée de l'ordre de 1,2W à 1,3W, si l'on tient compte de la consommation propre de circuit qui est de quelques mA. Ce qui est trop proche de la limite et donc dangereux (risque de destruction des CI). Ici, la tension d'alim des LM3914 est de 9V, ce qui permet de garder une marge de sécurité suffisante, puisque la dissipation totale maximale reste en-dessous de la barre de 1W.
Réalisation pratique
Le montage a été réalisé en deux exemplaires : un chez moi, pour la mise au point, et un autre chez Alexandra, qui est la version réellement "mise en boite". Le montage final réalisé par Alexandra est terminé et a été testé plusieures heures durant (voir photo en haut de page). Elle m'enverra d'autres photos de son juke-box, que je mettrai ici dès réception, afin que vous puissiez vous rendre compte de son travail. Pour l'instant, on peut déjà se faire une idée avec les photos suivantes.11/03/2007 :
16/06/2007 :
Je ne sais pas pour vous, mais j'ai vraiment hâte de voir l'engin entièrement terminé !