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Dokumentation 19 Stufen VU-Meter:
Bei den bekannten Videoplattformen, findet man so einiges interessantes, was interessant wäre nach zubauen!
So entstand auch der Wunsch, ein "schickes" VU-Meter zu bauen,
welches den Sound optisch darstellt und dabei noch gut aussieht!
Nachdem das Interesse geweckt war, musste ein Schaltplan her!
Anfangs wurde der Schaltplan von Grund auf selbst erstellt, und es
entstand ein "VU Meter" mit 40 LEDs pro Kanal, was dann aber wiederum
umgeplant wurde, da es nicht 100%ig logarithmisch den Sound anzeigen
konnte!
Eher was für die kleine LED Spielerei zwischendurch, trotzdem sind Videos in meinem Youtubechannel zu finden!
Das Layout hatte LEDsfetz entworfen, während die Schaltung von meiner Seite aus stammte.
Kleines Bild, der ersten Version:
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Dazugehöriges Video:
Von Fehlschlägen, lässt man sich bekanntlich nicht aufhalten, so wurde
sich auf die Suche nach einem "korrektem" Schaltplan für ein 100%ig
genaues VU-Meter gemacht!
ELV führt den Bausatz eines VU-Meters, welches für diese Zwecke bestens
geeignet war, dazu erfolgte aber etwas Überredungskunst an mir.
Der Schaltplan liegt im original PDF von ELV bei, woraus eigentlich alle wichtigen Informationen bezogen werden können.
Hier das PDF: PDF
Theoretischer Schaltungsablauf:
Die gesamte Schaltung kommt mit wenig Bauteilen aus, allerdings mit sehr präzise bemessenen Bauteilen!
Der TL062 OPV, verstärkt das NF Signal und richtet es gleich.
Das so gleichgerichtete Signal kommt in den jeweiligen Displaydriver, hier die LM3915er.
Über einen sehr präzisen Spannungsteiler, gelangt das verstärkte Signal dann zum LM3916er, welches die "oberen" Pegel auswertet.
Die Displaydriver haben ein sehr simples, aber dennoch umfangreiches Funktionsprinzip;
Diese vergleichen die Spannung am Signaleingang, mit der eingestellten
Referenzspannung.
Bei der ELV Schaltung, haben die Entwickler auf einen Widerstand
zwischen PIN 7 und 8 zwecks halber verzichtet, welcher die
Referenzspannung einstellen würde.
Grund; schaltet man PIN 7 gegen GND, erhält man automatisch die
geringste Referenzspannung von ca. 1,25V, die der Displaydriver von
Werk aus liefern kann.
Der Widerstand der an PIN 8 gegen GND geschaltet ist, stellt die Stromstärke der angeschlossenen LEDs ein.
Der Vorteil des Displaydriver besteht darin, dass dieser einen
konstanten Strom regelt, und sich die Spannung, je nach angeschlossener
LED und Vorwärtsspannung automatisch einstellt.
Im Prinzip genauso, wie eine KSQ!
Nachdem alles "eingestellt" ist am Displaydriver, vergleicht er, dass zu
messende Signal, besser gesagt, die ankommende Spannung mit der zuvor
eingestellten Referenzspannung.
Sind Referenzspannung und Signalspannung gleich oder die
Signalspannung höher als die Referenzspannung, leuchten alle
angeschlossenen LEDs auf!
Ist die Spannung gleich null, sind alle LEDs aus.
Alles zusammen ergibt ein genaues VU-Meter, welches hier, in 3dB Schritten, logarithmisch den Lautstärke Pegel anzeigt.
Anmerkung: Der Displaydriver LM3914 arbeitet Linear und für Soundanwendungen nicht geeignet.
Aufbau:
Wie der Zufall es so wollte, habe ich zuvor einen alten AEG Verstärker
ausgeschlachtet, und hatte somit ein passendes Gehäuse, was sich neben einem Verstärker sehen lassen kann und was
nachher noch wichtiger war, einen passenden Ringkerntransformator für
die VU-Meter Schaltung.
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Der in dieser Schaltung genutzter Operationsverstärker benötigt eine
symmetrische Spannung, welche mithilfe des Ringkerntransformators, ein
paar "dicken" Dioden und 2 Spannungsreglern hergestellt wurde.
Der Transformator hat 2 AC Ausgänge und einen "Mittelabgriff", welches
ermöglicht, mithilfe eines positiven und negativen Spannungsreglers, die
beiden Spannungszustände zu erstellen.
Als erstes wurde sich um die Spannungsversorgung gekümmert, bevor das eigentliche "Herzstück" gebaut wurde.
Dazu wurde eine Netzplatine erstellt, auf die ich aber hier nicht näher
eingehen möchte, sondern nur ein kleines Foto der fertigen Platine
zeige.
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Als die richtige Spannungsversorgung stand, wurde das Layout für das VU-Meter entwickelt.
Diesmal übernahm ich die Designarbeiten, da LEDsfetz ein eigenes Design des VU-Meters entwickelte.
Dieses kann im übrigen auf meiner Seite runter geladen werden, unter Layouts.
Ich entschied mich dazu, alleine schon aus Gehäuse- bedingten Gründen, die
Hauptplatine, sprich das VU-Meter, etwas dezentral im Gehäuse zu
verteilen und einzubauen, dazu aber später mehr.
Alle positiven Gegebenheiten des Gehäuses wurden ausgenutzt, um an alles
schnell dran zu kommen und das VU-Meter leicht bedienen zu können.
Zum Beispiel:
- Vom Werk aus eingeplante vierfach Chinchbuchse, wurde an selbiger Stelle weiter benutzt.
- Potentiometer wurde an angedachter Stelle der Blende eingebaut
- Status LED wurde ebenfalls an angedachter Stelle eingebaut.
- Platinenhalterung, der ursprünglichen Netzplatine wurde an gleicher Stelle weiter verwendet.
LED:
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Poti:
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Blende:
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Rückseite:
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Die Blende wurde mithilfe eines Standbohrers entsprechend gebohrt und die beiden "Akteure" eingesetzt.
Die Rückseite des Gehäuse erforderte etwas mehr Aufwand in der "Herstellung".
Neben den vorhandenen Chinchbuchsen, musste Platz geschaffen werden, für
die im Bild gezeigten D-SUB 25 Buchsen und den Netzschalter.
Mit einem Drehmel und den richtigen Trennblättern, war diese Arbeit schnell getan.
Eine Aluplatte, diente als Träger für die Beiden D-SUB Buchsen und wurde auf die Rückseite aufgeschraubt.
Da war es vom Vorteil, eine Bandsäge in der Werkstatt zu haben!
Das Stereo-Potentiometer, war zwar an gezeigter Stelle eingeplant, wurde
aber gleichzeitig mit dem VU-Meter eingebaut und das Layout dafür
entstand parallel dazu.
Danach folgte das Herzstück, die Hauptplatine.
Die Platine sollte möglichst schlank werden, um eventuelle nachträgliche Zusatzeinbauten Platz zu lassen.
Das Layout wurde erstellt, die Platine geätzt und danach beschnitten und gebohrt.
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Nachdem alle Bauteile bestückt waren, sa das ganze dann schon so aus:
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Eingeplant war zusätzlich, eine "große" Klinkenbuchse, welche später aber weg gelassen wurde!
Im übrigen sind die beiden 2fach Chinchbuchsen "durchgeschleift" um das
Signal vom VU-Meter auch weiter zu anderen Gerätschaften führen zu
können.
Die D-SU 25 Buchsen werden auf der Steuerplatine mithilfe vierer 10Pol
Wannenstecker aufgesteckt, um die Platine im störungsfall oder sonstiges
bequem ausbauen zu können.
Auch das Stereopotentiometer wird mithilfe eines 6Pol Wannestecker der Platine zugeführt.
Geplant, war die Platine, dierekt an die Gehäuserückwand zu setzen,
damit die Chinchbuchsen auf die Steuerplatine aufgelötet werden konnten.
Das konnte so allerdings nicht realisiert werden, da Muttern und Kannten den Platz blockierten.
So wurde die Chinchbuchse auf eine eigene kleine Platine gelötet und mit der Gehäuserückwand verschraubt.
Die Signale wurden mit 3 Adern zur Steuerplatine geführt, welche dann 2cm weiter hinten eingebaut wurde.
Die Versorgungsspannung wird über die Schraubklemme zugeführt.
Die Displaydriver und LEDs, "arbeiten" mit 12V, während der OPV einmal 5V und einmal -5V bekommt.
Zusammen ergibt das eine Versorgungsspannung von 10V.
Nach wochenlanger Arbeit, wurde alles sauber zusammen geführt bzw. eingebaut und verkabelt.
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Nach Fertigstellung der Steuereinheit, wurde sich auf die "Anzeige" konzentriert.
Vorher, wurde aber getestet, ob das Gerät auch funktioniert, um etwaige Fehler auszubügeln.
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Auf Anhieb "lief" es, das war schon mal ein Erfolg!