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2-Kanal-VU-Meter mit 38 LEDs - homepage-baukasten-dateien.de

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Bau- und Bedienungsanleitung
Entsorgungshinweis
Gerät nicht im Hausmüll entsorgen!
Elektronische Geräte sind entsprechend der Richtlinie über Elektro- und ElektronikAltgeräte über die örtlichen Sammelstellen für Elektronik-Altgeräte zu entsorgen!
Best.-Nr.: 47486
Version 1.03
Stand: März 2009
2-Kanal-VU-Meter mit 38 LEDs
Noch ein VU-Meter? Ja - aber ein Besonderes:
Diese 2-Kanal-Aussteuerungsanzeige zeichnet sich durch einen für LED-VU-Meter
besonders großen Anzeigebereich von -40 dB bis +3 dB sowie die praxisgerechte
Dehnung der Anzeige im Bereich um 0 dB aus. Angezeigt wird der Spitzenwert
des NF-Signals über 19 quadratische Leuchtdioden pro Kanal.
Eine Pegelanpassung für den universellen Einsatz an verschiedenen Audioquellen ist
über zwei von der Frontseite aus leicht einstellbare Potentiometer
möglich. Die kompakten Abmessungen der Platine erlauben den Einbau in
vorhandene Geräte wie z. B. Mischpulte. Aber auch der Betrieb als eigenständiges
Gerät in einem passenden Gehäuse ist möglich.
43 dB mit 19 LED
Was einen guten Aussteuerungsmesser
auszeichnen sollte, scheidet mitunter die
Geister - je nach geplantem Einsatzzweck
werden unterschiedliche Prioritäten gesetzt.
Zumindest aber sollte er zunächst schnell
sein, um Pegelspitzen rechtzeitig erkennen zu können. Dann sollte er eine echte
Spitzenwertanzeige realisieren können und
schließlich ist es von erheblichem Vorteil,
wenn die Skalierung der Anzeige so gewählt
ist, dass sowohl sehr geringe Pegel bereits
detektierbar sind, als auch der in der Praxis
so wichtige Bereich um 0 dB herum möglichst fein aufgelöst dargestellt wird. Das
bedingt eine logarithmische Ansteuerung
der Anzeige mit unterschiedlichen Anzeigeauflösungen.
Genau dies realisiert die hier vorgestellte Lösung für ein VU-Meter. Der Vorteil
Technische Daten: VU 19
Anzeigebereich:..........-40 dB bis +3 dB
(2 x 19 LEDs)
Eingang:.................................775 mVeff
Spannungsversorgung:....... 12 V - 15 V
Stromaufnahme:.............. max. 450 mA
Abmessungen (Platine):...53 x 106 mm
Frontplatte:.......................60 x 128 mm
(Alu, schwarz eloxiert)
Gehäuse:.140 x 60 x 25 mm (Kunststoff)
ELVjournal
2/02
ELV Elektronik
AG • Postfach 1000 • D-26787 Leer • Telefon 0491/6008-88 • Telefax 0491/6008-244
1
+1dB
IC2
Bau- und Bedienungsanleitung
R4
1K5
Bild 1: Schaltbild des VUMeters VU 19
IC2
D10
R5
100K
IC6
R8
6
10K
5
C1
R8
L
10K
1u
63V
ST2
GND
1K
R6
50K
Level
LL4148
IC6
6
5
1u
63V
IC3
A
+
+7
5
6
7
8
4
9
R9
1K5
Level
1u
63V
+UB
47K
R2
C2
50K
R3
C2
TL062
R7
330K
LM3916
SIG
RHI
REFOUT
REFADJ
RLO
MODE
SIG
RHI D1
REFOUT
REFADJ
D2
RLO +UB
D3
MODE
D4
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
D5
LM3916
D6
D7
IC3
D8
R9
TL062
R1
R7
D11 LL4148
ST1
A
+
+7
R2
R5
100K
SIG
RHI
REFOUT
REFADJ
RLO
MODE
47K
GND
+UB
-
R3
ST2
1u
D10
63V
L
1K5
330K
C1
15K
ST1
R1
LL4148
5
6
7
8
4
9
15K
R6
R4
1K
D11 LL4148
+UB
5
6
7
8
4
9
1K5
+UB
5
6
7
8
4
9
D9
SIG
RHI D12
REFOUT
D13
REFADJ
RLOD14
MODE
D15
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
D16
LM3915
D17
D18
D19
D20
D21
10
11
12
13
14
+3dB
15
16
+2dB
17
+1dB
18
1
1K5
D31
10K
3
+
R
GND
R17
10K
1u
63V
ST4
15K
1K
R10
50K
R15
R16
C3
ST3
B
3
C4
1u
63V
R12
330K
IC5
+
+1
R18
5
6
7
8
4
9
SIG
RHI
REFOUT
REFADJ
RLO
MODE
SIG
RHI
D22
REFOUT
REFADJ
D23
RLO
MODE
D24
D26
LM3916
D27
IC5
D28
D29
1K5
+UB
5
6
7
8
4
9
+UB
D25
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
LM3916
B
+UB
R18
IC6
2
15K
+1
TL062
D32LL4148
Level
LL4148
+UB
SIG
RHI
REFOUT
REFADJ
RLO
MODE
47K
R14
100K
-
R11
GND
2
330K
ST4
1u
63V
D31
R
1K5
IC6
R17
R12
C3
5
6
7
8
4
9
R10
R13
LL4148
ST3
1K
R15
D32LL4148
D7
D8
D9
D12
D13
-3dB
D14
-5dB
D15
10
-7dB
11
-10dB
12
13
-13dB
14
15
-16dB
16
17
-19dB
18
-22dB
1
D16
D17
D18
D19
D20
D21
5
6
7
8
4
9
D30
SIG
RHI D33
REFOUT
D34
REFADJ
RLO
D35
MODE
D36
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
D37
LM3915
D38
0dB
-1dB
-3dB
-5dB
-7dB
-10dB
-13dB
-16dB
-19dB
-22dB
-25dB
-28dB
-31dB
-34dB
-37dB
-40dB
-25dB
-28dB
-31dB
-34dB
-37dB
-40dB
+UB
D22
D23
R13
R14
D6
0dB
D24
IC4
100K
D5
-1dB
LM3915
IC4
D4
10
11
12
13
14
+3dB
15
16
+2dB
17
18
+1dB
1
D25
D26
D27
D28
D29
D30
0dB
D33
-1dB
D34
-3dB
D35
-5dB
D36
10
-7dB
11
12
-10dB
13
-13dB
14
15
-16dB
16
17
-19dB
18
1
-22dB
D37
D38
D39
D40
D41
D42
+3dB
+2dB
+1dB
0dB
-1dB
-3dB
-5dB
-7dB
-10dB
-13dB
-16dB
-19dB
-22dB
-25dB
-28dB
-31dB
-34dB
-37dB
-40dB
-25dB
-28dB
D39
2
47K
R11
50K
R16
-31dB
dieser Schaltung ist der für (kleine) LED- umgebung erlauben. Dieser
ist z. B. durch
1K5
D40
TL062
-34dB
+10V
VU-Meter weite Anzeigebereich
eineC4der üblichen Mess-CDs direkt über Schaltung
+UB von
D41
+UB
-37dB
-40 dB bis +3 dB und
dessen
einen CD-Player möglich. Hier benötigt
ST5 feine UnterLevel
IC1
OUT
D42
+
-40dB
teilung mit 19 LEDs
je Kanal.
Durch
den man 3für1u
exakte Einstellungen
nicht3 einmal
Die INSchaltung
des VU-Meters 8ist in
63V
3
3
78L10
UB
C5
C8 Da
C9
C10
C11
C12
C6
C7
C13
+
+ diese für
weiten Bereich bis
hinab
zu
-40
dB
werden
eine
Referenzmessung.
Abbildung
1
dargestellt.
IC2
IC3
IC4
IC5
IC6beide
GND
12V - 15V ST6
LM3915
LM3916
LM3916
TL062
LM3915
LM3915
auch sehr kleine (leise)- NF-Spannungen 100n Die Eingangsbeschaltung
wurde bewusst100n Kanäle
identisch ist,100n
beschränken
wir uns
100u 100n
10u
100n
100n
63V
16V
SMD
SMD
SMD
SMD
SMD
SMD
2
2
4
2
noch angezeigt. Durch einen kleinen
offen2 gelassen, um
einen universellen
bei der Beschreibung auf den linken Kanal.
Schaltungstrick haben wir eine sinnvolle Einsatz der Platine zu gewährleisten. Man
Das NF-Signal
wird über die Anschlüs+10V
IC7
+10V
-10V dem
Unterteilung +UB
der Anzeigeauflösung
erkann
sie
z.
B.
zusammen
mit
der
passend
se
ST
1
und
ST
2 zugeführt. Mit
8
V+
ST5
C14 +
2-40 dB und
7
IC1ein-OUT Trimmer R 7 kann eine Pegelanpassung an
reicht:
Während
zwischen
-7
lieferbaren
Frontplatte,
in
ein
Gerät
IN
C+ OSC
+
4
6 D43
3
3-10V
8
3
3
CLV
78L10
UBdB in
10u
3-dB-Schritten
angezeigt
Signalquellen
erfolgen.
3
C5 + C6
C8 +
C925V
C105 wird,IC4 bauen.
C11
C12
C7 unterschiedliche
C13
GND Vout
IC2
IC3
IC5
IC6
GND
12V - ist
15Vdie
ST6Skala im kritischen Bereich um 0
Dann
erfolgt
die
Ankopplung
des
NFDer
nachfolgende
Operationsverstärker
LL4148LM3916
ICL7660
C15
LM3916
TL062
LM3915
LM3915
100n
100n
100n
100n
100n
100n
dB -in 1-dB-Schritte
unterteilt.
z.100u
über feste 100n
IC 610u
A ist als Einweggleichrichter
beschal63VB. SMD
16V
SMD
SMD
SMDzum 2 VU-Meter
SMD
SMD
SMD
2
2 Signals
4
2
100u
+
Die verwendeten quadratischen Leucht- 16V(natürlich sauber geschirmte!) Verbindun- tet. Er liefert zudem noch eine Verstärkung
dioden erlauben
ein sehr
homogenes Er- gen. In das ebenfalls lieferbare passende um den Faktor 10. Über den Kondensator
IC7
+10V
-10V
8
scheinungsbild
der Anzeige ohne die bei Gehäuse mit Frontplatte eingebaut, kann C 2 liegt die gleichgerichtete NF-SpanV+
C14 +
2
7
C+ OSC
runden4 LEDs
störenden
Übergänge oder die das VU-Meter auch als frei im Blickfeld nung an, die dann auf den Signaleingang
6 D43
CLV
-10V
10u
5
25V
Vout
oft als 3zuGND
schmal
bzw. zu kurz empfundenen positionierbares Stand-Alone-Gerät be- (Pin 5) des unteren Anzeigentreibers IC 3
LL4148 C15
ICL7660
Anzeigebänder
bei
Rechteck-LEDs.
trieben werden. Hier erfolgt der Anschluss gelangt. Um den geforderten weiten AnFür die einfache +Anpassung
an unter- dann direkt über Cinch-Kabel etwa an zeigebereich von –40 dB bis +3 dB mit
100u
16V
schiedliche Signalquellen
ist das VU-Me- einem Mixerausgang oder ähnlichen Audio- einer möglichst feinen Abstufung zu reater mit Potentiometern ausgestattet, die Ausgängen. Damit ist das kleine Gerät sehr lisieren, sind zwei dieser Anzeigentreiber
einen genauen Abgleich entsprechend der universell einsetz- und an die individuelle (IC 2 und IC 3) kaskadiert. Im unteren
Pegelverhältnisse der konkreten Geräte- Aufgabe anpassbar.
Bereich kommt ein LM 3915 zum Einsatz,
ELVjournal 2/02
100n
SMD
1u
63V
-37dB
18
1
47
R
50K
R
Level
D42
-40dB
LM3915
+10V
+UB
ST5
+
3
IC2
LM3916
2
IC7
8
V+
2
7
C+ OSC
4
6
CLV
3
5
GND Vout
3
C9
IC3
100n
SMD
+10V
LM3915
2
3
C10
IC4
100n
SMD
LM3916
2
3
C11
IC5
100n
SMD
LM3915
2
C12
C5
100n
SMD
+
ELVjournal 2/02
78L10
+ C6
100u
63V
ausrüstung ein regelbarer Lötkolben mit
sehr schlanker Spitze, eine feine Pinzette,
D43
-10V
10u
25V
bei Bedarf eine Lupe, feines Lötzinn und
LL4148 C15
ICL7660
ebensolche Entlötlitze für das einfache Beseitigen von unerwünschten Lötbrücken.
+ 100u
16V
Die Bestückung beginnt dann auch
auf der Platinenrückseite mit den SMDBild 2: Schaltbild der Spannungsversor- Widerständen, deren Wert man vor dem
Verlöten sorgfältig kontrollieren sollte. Die
gung
Widerstände sind jeweils mit der Pinzette
der die Ausgabe in auf 3 dB skalierten am Bestückungsplatz auf der Platine zu
Schritten realisiert (-40 dB bis -13 dB). platzieren, festzuhalten und es ist zuDen oberen Bereich (-10 dB bis +3 dB) nächst nur ein Anschlusspin anzulöten.
deckt ein LM 3916 ab, der im Bereich von Nach der Kontrolle der korrekten Position
0 dB eine feinere Aufteilung bis herab zu des Bauelements können die restlichen
1 dB erlaubt. Es sei hier noch angemerkt, Anschlüsse verlötet werden. Ebenso sind
dass die IC-Typen LM3915 und LM3916 die Dioden zu bestücken, hier muss die
sich lediglich in der Art der Skalierung Ringmarkierung am Gehäuse (Katode)
unterscheiden. Zu dieser Familie gehört mit der entsprechenden Markierung im
übrigens auch der in vielen Anzeigeschal- Bestückungsdruck übereinstimmen, damit
tungen eingesetzte LM 3914, der jedoch die Diode polrichtig bestückt ist.
Auch die SMD-Kondensatoren sollten
eine lineare Skalenaufteilung besitzt.
Die Kaskadierung der beiden ICs wird unbedingt erst einzeln unmittelbar vor dem
dadurch erreicht, dass die Eingangsspan- Bestücken aus der Verpackung entnomnung für IC 2 mit dem Spannungsteiler R men werden, da sie keinen Werteaufdruck
1, R 2 und R 3 entsprechend herunterge- tragen. Sie sind in gleicher Weise wie die
teilt wird. Dieser Spannungsteiler muss Widerstände zu bestücken.
Erst, wenn alle SMD-Bauteile fertig vernatürlich sehr exakt dimensioniert sein
und sollte deshalb nur aus Widerständen lötet sind, folgen die weiteren Bauelemente.
mit einer Toleranz von 1% bestehen. Denn Zuerst sind dies die ICs, die selbstverständallein er ist für einen sauberen Übergang lich polrichtig entsprechend Bestü-ckungszwischen den beiden Anzeigetreibern plan und Bestückungsdruck einzusetzen
sind. Die Gehäusekerbe des ICs muss dabei
verantwortlich.
Zur Spannungsversorgung (siehe Abbil- mit der entsprechenden Markierung im
dung 2) ist eine Gleichspannung von 12 V Bestückungsdruck korrespondieren. Bei IC
bis 15 V notwendig (z. B. Steckernetzteil), 1 ergibt sich die Einbaulage automatisch
die an ST 5 (+) und ST 6 (-) anzuschalten aus dem Layout der Platine.
Dann folgen die Kondensatoren, wobei
ist.
Da, wie man sieht, der Schaltungsauf- bei den Elkos wiederum auf polrichtige
wand sehr überschaubar ist, kann der Auf- Bestückung zu achten ist. Der Minuspol
bau zusammen mit den 38 Leuchtdioden in ist am Gehäuse der Elkos markiert.
Abschließend sind dann die beiden Trimeiner recht kompakten Form erfolgen.
mer R 7/R 16 sowie die Lötstifte ST 1 bis
ST 6 einzulöten, bevor die LEDs an die
Nachbau
Reihe kommen. Auch bei diesen ist die
Die Platine (53 x 106 mm) und die polrichtige Bestückung zu beachten, der
Beschaltung sind für beide möglichen längere Anschluss ist die Anode (+).
Die Einbauhöhe der LEDs muss genau
Versionen des VU-Meters identisch. Bei
der Einbauversion wird die Platine hinter 17 mm (gemessen zwischen LED-Oberbzw. an der passenden Frontplatte befestigt, kante und Platine) betragen. Um ein gesie eignet sich mit 3 HE (Höhen-Einheiten) naues Ausrichten der LEDs zu ermöglichen,
besonders für den Einbau in 19-Zoll-Ge- werden die überstehenden Drahtenden
zunächst nicht zu kurz abgeschnitten.
häuse.
Die Bestückung der Platine erfolgt ge- Die LEDs müssen genau gerade stehen
mischt mit SMD- und bedrahteten Bautei- und sauber aneinander gereiht sein. Die
len anhand Bestückungsplan, Stückliste einheitliche Höhe und den geraden Stand
und Bestückungsdruck auf der Platine. Des- kann man auch durch das Anlegen eines
halb gehören zur erforderlichen Werkstatt- Lineals kontrollieren und dann einzelne
C14
IC1
IN
UB
12V - 15V ST6
-
GND
100n
SMD
OUT
C7
C8
100n
SMD
+
10u
16V
8
IC6
TL062
4
C13
100n
SMD
-10V
LEDs durch vorsichtiges Nachlöten nachträglich ausrichten.
Damit ist die Bestückung abgeschlossen
und die Schaltung kann getestet werden.
Funktionstest
Zur Spannungsversorgung der Schaltung
ist eine Gleichspannung von 12 V bis 15 V
notwendig, die an ST 5 (+) und ST 6 (-) zugeführt wird. Trotz des großen Betriebsspannungsbereiches bleibt die Helligkeit der
LEDs, dank einer Konstantstromregelung
durch die Treiber-ICs, stets konstant. Das
NF-Signal wird über ST 1 und ST 2 für den
linken Kanal bzw. über ST 3 und ST 4 für
den rechten Kanal eingespeist. Man kann
es sowohl einem NF-Generator als auch
direkt etwa einem Line-Out-Ausgang eines
Verstärkers oder Mischpults entnehmen.
Mit den beiden Trimmern R 7 und R 16 ist
der gewünschte Pegelbereich anpassbar. Da
beide Pegeleinsteller von außen zugänglich
bleiben, kann ein genauer Abgleich auch
jederzeit später erfolgen.
Für die Spannungsversorgung der Schaltung ist eine entsprechend leistungsfähige
Gleichspannungsquelle, z. B. ein Steckernetzteil mit 0,5 A bis 1 A Stromabgabe und
einer maximalen Leistung von 15 Watt,
vorzusehen.
Gehäuseeinbau
Wie bereits diskutiert, kann man die
Platine wahlweise in ein passendes Gehäuse
oder als Einbaugerät hinter eine Frontplatte
montieren.
Für die Gehäusemontage steht ein
passendes bedrucktes und bearbeitetes
Slim-line-Gehäuse zur Verfügung. Für die
Anschlussleitungen muss allerdings noch
ein Loch in die Gehäuseunterschale gebohrt
werden. Die Position der Bohrung kann je
nach gewünschter Anwendung frei gewählt
werden, sie sollte sich aber im unteren Teil
des Gehäuses befinden.
Die Anschlussleitungen (geschirmtes
NF-Stereokabel und Spannungsversorgung) werden von außen durch diese Bohrung geführt und ihre abisolierten Enden
mit den zugehörigen Lötstiften der Platine
verlötet. Als Schutz gegen das Herausziehen des Kabels aus dem Gehäuse kann
ein Kabelbinder dienen, der innerhalb des
Gehäuses die Anschlussleitungen fixiert.
Alternativ ist z. B. auch die Befestigung
des Kabels im Gehäuse durch Heißkleber
möglich.
Die Platine wird mit angelöteten An3
Bau- und Bedienungsanleitung
Stückliste: VU-Meter VU 19
Widerstände:
1kΩ/SMD.................................R6, R15
1,5kΩ/SMD.............. R4, R9, R13, R18
10kΩ/SMD...............................R8, R17
15kΩ/SMD/1%.........................R1, R10
47kΩ/SMD/1%......................... R2, R11
100kΩ/SMD.............................R5, R14
330kΩ/SMD/1%.......................R3, R12
PT10 mit Sechskantbohrung,
liegend, 50 kΩ ......................R7, R16
Kondensatoren:
100nF/SMD................. C6, C7, C9-C13
1µF/63V..................................... C1-C4
10µF/25V.................................C8, C14
100µF/16V..................................... C15
100µF/63V....................................... C5
Ansicht der fertig bestückten Platine des VU-Meters mit zugehörigem Bestückungsplan, oben von der Bestückungsseite, unten von der Lötseite
Halbleiter:
78L10.............................................. IC1
LM3916................................... IC2, IC4
LM3915................................... IC3, IC5
TL062.............................................. IC6
ICL7660.......................................... IC7
LL4148........D10, D11, D31, D32, D43
LED, 5 x 5 mm, rot...D1-D3, D22-D24
LED, 5 x 5 mm, gelb............... D4, D25
LED, 5 x 5 mm, grün ............. D5-D21,
D26-D42
Sonstiges:
Lötstift mit Lötöse.................. ST1-ST6
2 Steckachsen für PT10, schwarz
schlussleitungen kopfüber in das Gehäuseoberteil eingelegt, sodass die Leuchtdiodenreihen komplett in die Ausfräsungen greifen. Danach legt man das Gehäuseunterteil
auf und verschraubt beide Gehäuseteile
mit einer Knippingschraube.
Abschließend sind noch die beiden
Steckachsen für die Trimmer durch die
4
zugehörigen Bohrungen im Gehäuseoberteil zu stecken. Sie müssen in die Trimmer
einrasten und schließen dann bündig mit
dem Gehäuse ab.
Bei der Einbauvariante (Frontplatte)
erfolgt die Befestigung der Platine mittels
vier selbstklebender Abstandshalter an der
Frontplatte.
Die genaue Position der Abstandshalter
ermittelt man wie folgt: Alle vier Abstandshalter werden zunächst auf die Platine
gesteckt, ohne die Schutzfolie abzuziehen.
Jetzt positioniert man die Platine so hinter
der Frontplatte, dass alle LEDs exakt durch
die für sie vorgesehene Ausfräsung ragen.
Mit einem Filzstift oder Edding markiert
man die Positionen der Klebefüße. Jetzt
werden die Abstandshalter wieder von der
Platine gelöst, und sie sind nach Abziehen
der Schutzfolie einzeln und gerade an den
markierten Stellen aufzukleben.
Abschließend erfolgt das Aufstecken
der Platine auf die Abstandshalter. Alle
LEDs müssen sich sauber ausgerichtet in
der Ausfräsung der Frontplatte befinden.
Dann sind die Drehachsen für die Trimmer
einzustecken. Sie sind so weit einzudrücken, bis sie bündig mit der Frontplatte
abschließen. Dabei sollte man allerdings
an der Platine gegenhalten bzw. diese auf
eine harte Unterlage legen, um ein Lösen
der Abstandshalter zu vermeiden.
Nach dem Anschluss der NF-Leitungen
(hier sollte man unbedingt geschirmte
Leitungen verwenden) und der Betriebsspannung ist das VU-Meter nun einsatzbereit.
ELVjournal 2/02
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