Electronique > Réalisations > Affichage / Mesures > Vumètre 017 [Pro]

Dernière mise à jour : 01/04/2018

Présentation

Ce vumètre a été développé sur demande. Il affiche le niveau d'un signal audio d'une manière originale et peu commune, sur une plage de -40 dB à +9 dB, ce qui est plus étendu que la normale puisque la plage d'un vumètre "officiel" est de -20 dB à +3 dB.

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Outre la plage étendue, le demandeur souhaitait que l'affichage puisse se faire sous la forme d'un ruban plein ou d'un mini-ruban de 3 LED. Et en plus du mode vumètre, le circuit devait être doté d'un mode fréquencemètre travaillant en très basse fréquence (5 Hz à 200 Hz). Le circuit est construit autour d'un PIC qui pilote 24 LED pour chacune des deux voies G et D (48 LED en tout).

Schéma

Le PIC effectue la mesure des niveaux analogiques et le comptage numérique de fréquence (au choix), et affiche le résultat de la mesure choisie sur un double barreau de 24 LED, en mode multiplexé.

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Schéma volontairement embrouillé (demande pro)

La ligne Cde_Mode permet de spécifier le type d'affichage :
La ligne Dot_Bar permet de spécifier le mode d'affichage du vumètre :
En mode fréquencemètre, l'affichage se fait toujours avec un seul point.

Mode vumètre
La progression de l'affichage, dilatée autour du 0 dB, n'est pas conventionnelle et répond au cahier des charges du demandeur.

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Les tensions à mesurer parviennent au CAN du PIC via les résistances R9 et R10. La tension appliquée sur les deux entrées AinL et AinR ne doit pas dépasser 5 V, raison d'être des diodes zener D49 et D50 ajoutées à titre de protection contre d'éventuelles surtensions. Un étage de redressement audio est requis en amont, les tensions fournies peuvent être RMS ou crête (normalement pour un "vrai" vumètre, une constante de temps de 300 ms doit être appliquée). La conversion log est effectuée par logiciel. La mesure de niveau des voies G et D s'effectue via le CAN 10 bits du PIC, et après "retranscription" les valeurs sont affichées avec un barreau plein ou avec un mini-barreau de 3 LED qui se déplace sur l'échelle, selon choix de l'utilisateur. La première LED des deux voies G et D (LED1 et LED25) restent allumées en présence de modulation.

Mode fréquencemètre
Dans ce mode, les mesures sont réalisées via l'entrée numérique Din. L'affichage se fait en mode point avec un pas de 5 Hz, et la progression est linéaire sur la plage de mesure qui va de 5 Hz à 200 Hz. Pour mesurer des fréquences aussi basses avec une bonne précision, on utilise le principe du période-mètre : comptage d'impulsions dans une fenêtre de mesure qui correspond à la période T du signal à mesurer. La période T mesurée est ensuite convertie en fréquence F (F = 1 / T).
Remarque : il va de soi que la couleur des LED, si elle est adaptée au mode vumètre, est moins "logique" en mode "fréquencemètre" qui ne travaille que sur un seul "barreau" de 48 LED. Mais la fonction demandée est là.

Circuit d'affichage
L'affichage est multiplexé selon matriçage de 6 groupes de 8 LED chacun. Le multiplexage permet d'économiser sur le nombre de fils et sur la consommation globale, mais il réclame plus de ressources processeur. Ici, le rafraichissement d'affichage est opéré à la vitesse de 1000 Hz, chaque groupe de LED "clignote" donc à la fréquence de 133 Hz. A un instant donné, on a au maximum 3 LED allumées en même temps (mode mini-ruban) ou au maximum 8 LED allumées en même temps (mode ruban plein). Si les LED utilisées sont des modèles standard 20 mA (R1 à R8 de valeur 100R) le circuit U2 est requis car il faut pouvoir fournir 160 mA (8 x 20 mA). Si les LED utilisées sont des modèles haute luminosité (1 mA, R1 à R8 de valeur 2,2 kO minimum) alors le circuit U2 peut être omis (il faut dans ce cas relier B1 à C1, B2 à C2, etc).

Alimentation
Le circuit s'alimente sous une tension de +5 V, avec un courant moyen qui dépend du mode d'affichage sélectionné mais qui ne dépasse pas 50 mA (pour les LED seules, 160 mA max 1/6 du temps quand 8 LED sont allumées). Une régulation de tension locale assurée par le régulateur 7805 permet d'utiliser une source de tension continue de valeur comprise entre +9 V et +15 V. Une protection contre d'éventuelles surtensions est assurée par la diode zener D102. La diode D101 quant à elle permet de se prémunir contre toute erreur de polarité.

Prototype

Réalisé sur plaque sans soudure.

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A moitié cachés derrière les multiples fils de liaison, on peut distinguer le PIC et l'ampli de courant. L'affichage à LED a été testé avec une matrice 64 LED 8 colonnes / 8 rangées - 2 rangées de 8 LED ne sont pas utilisées (ici en mode ruban plein).

Circuit imprimé

Réalisé en double face.

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[Pro] - PCB non disponible

Logiciel du PIC

Vumètre 017 - PIC 18F26K22 - (27/03/2018)

[Pro] - Logiciel non disponible

Historique

01/04/2018
- Première mise à disposition.