Cet article la version la plus simple du vumètre à base de LM3915, grand classique des vumètres pour amplis audio.
Ci dessous, le schéma du vumètre avec LM3915
Connexion du vumètre
Chaque LED indique une variation de niveau d'entrée de 3dB, ce qui revient à augmenter de 41% la tension d'entrée. Il s'agit d'une échelle logarithmique tout à fait adaptée aux dynamiques sonores.
L'entrée provient du haut parleur, l'ampli doit faire au moins 10W.
Mode "point" ou "barregraphe" du LM3915
Le mode "point" du LM3915 n'allume que la LED indicatrice du niveau. La consommation est de 20mA à 25mA en mode "Point" (SW1 ouvert ou patte 9 non connectée). En mode point, aucun problème thermique n'apparaît.
Le mode "barregraphe" du LM3915 allume toutes les LED de la 1ère à celle indicatrice du niveau. La consommation est de 200mA en mode "Barregraphe" (SW1 fermé ou patte 9 directement reliée au +). La dissipation de chaleur peut devenir excessive pour le LM3915. En mode barregraphe, une tension d'alimentation réduite (7V max) pour les LED est ainsi nécessaire. On peut aussi insérer une résistance en série avec toutes les LED. Cela n'influence pas leur luminosité qui est fixée par le LM3915.
Croquis des LED de vumètre en mode point ou barregraphe
Redressement du signal pour le vumètre à LM3915
Le LM3915 mesure une tension continue à son entrée. Il faut donc redresser et filtrer le signal issu du haut parleur. D1 redresse, R1 limite les pointes de courant liée à la charge de C2. C2 lisse le signal redressé. P1 et R2 forment un diviseur de tension ajustable. La constante de temps liée à C2 vaut (P1+R2).C2. Elle doit être supérieure aux périodes du signal audio (>50ms pour 20Hz) mais pas trop longue, sinon le vumètre semblera peu réactif à la dynamique de la musique.
Pour étalonner le vumètre, on doit faire fonctionner l'ampli à sa puissance max sur un signal sinus et tourner P1 jusqu'à allumer LD10. En diminuant l'amplitude du signal (réduire le volume), LD9 soit s'allumer. Ce fonctionnement correspond au mode "point". Pour le mode "barregraphe", les 10LED s'allument à puissance max et 9LED s'allument à niveau de puissance un peu inférieur.
Etant donné que la constante de temps dépend de P1, on pourra augmenter ou diminuer la valeur de C2 au goût de chacun (vumètre très réactif ou plutôt indiquant les niveaux crêtes.
A éviter
Ne pas faire arriver directement le signal audio non redressé sur la patte 5, sinon, le vumètre suivra en temps réel chaque variation instantanée. L'oeil verra plusieurs LED allumées à la fois, de façon informe et brouillon.
Luminosité des LED
La valeur de R3 détermine le courant I dans les LED par la relation :
I = 12.5V/R3 + 5.7mA (d'après constructeur)
Ici, avec R3 = 1kOhm, I = 12.5mA + 5.7mA = 18.2mA théoriques
Couleur des LED du vumètre
C'est la patte 1 qui allume sa LED en premier. Il semble naturel que LD1 soit verte... LD10 s'allume en dernier, pour les niveaux les plus élevés. Elle indique un niveau maximum et peut être rouge...
Modifications du vumètre à LM3915
Il est possible de mettre 2 LED en série à la place de chaque LED si l'alimentation du vumètre est supérieure à 6V.
Alimentation du LM3915
Condensateur de découplage C1
C1 est nécessaire si l'alimentation du vumètre provient de fils plus longs que 15cm environ (2.2uF tantale ou 10uF électrolytique aluminium).
Tension d'alimentation : 5V à 25V
Consommations mesurées expérimentalements
Conditions de mesure : R3 = 1k, Courant LED mesuré : 15.7mA, Alim. = 12V
7.2mA (toutes les LED éteintes)
23mA (1 LED allumée)
84mA (4 LED allumées)
180mA (10 LED allumées)
Le mode barregraphe avec une alim de 12V fait trop chauffer le LM3915. La mesure est faite en quelques secondes puis l'alimentation est coupée. Le LM3915 a juste le temps de tiédir...
La masse de l'alimentation doit être commune à la masse audio.
La consommation du LM3915 varie de moins de 5% sur la plage d'alimentation 6V-25V en mode point et 6V-12V en mode barregraphe.
Réalisation pratique
Alimentation du LM3915
L'alimentation peut être une source extérieure ou bien s'appuyer sur l'alimentation positive de l'ampli. Il faut dans ce cas prélever l'alimentation positive (borne + du pont de diodes ou condensateur de filtrage) et faire une petite alimentation basée une diode zener (1.3Watt). On a intérêt à choisir une diode zener de faible valeur pour réduire l'alimentation du LM3915 et aussi rendre le montage moins sensible aux variations de tension de l'ampli (ondulation). La résistance doit être calculée pour donner au moins 23mA, mettons 30mA pour avoir une petite marge. Il s'agira d'un modèle de puissance (5W).
Sa valeur pourra être : tension d'alim de l'ampli (Volts) / 0.03 (Ampère)
Ce montage pouvant difficilement fournir 200mA, le vumètre devra fonctionner en mode "point" du LM3915.
Réalisation de vumètre à LM3915
Ci dessous, petit aperçu d'une maquette de vumètre avec 2LED en série pour créer un effet de vumètre double. Seules les 8 premières sorties sont utilisées.
Réalisation de vumètre 2x8 LED monophonique (une seule entrée)
Réalisation de vumètre 2x8 LED monophonique (une seule entrée)
Montage avec alimentation et tension de signal (simule la sortie haut parleur)
Le vumètre est alimenté par une alim stabilisée standard : une voie sert d'alimentation, l'autre de signal (la diode de redressement est toujours passante dans ce cas).
Détail du LM3915 monté sur support 18 pattes
Photos du vumètre en mode point du LM3915 (patte 9 non connectée)
Transition d'une LED à l'autre : les 2 sont allumées sur une très petite plage
Ce recouvrement donne plus de fluidité au mouvement lorsque la tension varie avec la musique.
Photos du vumètre en mode point du LM3915 (patte 9 connectée à la patte 3)
Vumètre avec LM3915 en mode barregraphe (patte 9 connectée à la patte 3)
Conclusion
Cela vous a certainement envie de réaliser votre vumètre avec un LM3915 et une poignée de LED !
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