Ce vumètre audio sans alimentation est sans doute le plus simple au monde : une diode, un condensateur et quelques résistances ! Le fonctionnement astucieux permet une réalisation ultra économique qu'on dévoile ci-dessous.
Schéma du vumètre audio à 4 LED
Le vumètre se branche en parallèle avec un haut parleur, c'est-à-dire derrière l'ampli ou la haut parleur, selon le goût de chacun.
Schéma du vumètre audio à 4 LED
Fonctionnement du vumètre audio à 4 LED
La tension alternative en sortie d'ampli alimente le haut parleur et le vumètre audio. D1 redresse la tension, R1 limite le courant de charge de C1. La tension aux bornes de C1 est donc à peu près la valeur crête de la tension aux bornes du haut parleur.
Tout repose sur les résistances R2 à R5. La tension aux bornes de C1 peut monter jusqu'à 50V (continus) pour un ampli de 200W efficaces à 8 Ohms.
R2 limite le courant dans les LED du vumètre audio. Imaginons, pour le raisonnement, qu'on augmente progressivement la tension aux bornes de C1 à partir de zéro. Supposons que la tension de seuil des LED est de 1.6V.
L'astuce de ce vumètre audio consiste à utiliser la tension de seuil des LED et un jeu de résistances en parallèle avec chaque LED.
1ère LED du vumètre audio
Dès que la tension aux bornes de C1 atteint 1.6V, LD4 entre en conduction avec comme résistance série R2+R3+R4+R5. La tension aux bornes de R3, R4 et R5 est encore trop faible pour permettre la conduction des autres LED.
Schéma équivalent du vumètre lorsque la 1ère LED est allumée
2ème LED du vumètre audio
Si on augmente la tension aux bornes de C1, le courant augmente dans LD4 et les résistances. La tension aux bornes de R5 va devenir suffisante pour atteindre 1.6V et permettre à LD3 d'entrer en conduction. LD3 commence à briller.
Pour qu'il y ait 1.6V aux bornes de R5, il faut 1.07mA, donc 7.7V aux bornes de l'ensemble en série R2 à R5. La tension aux bornes de C1 doit donc être d'au moins 7.7+1.6=9.3V pour que la 2ème LED LD3 commence à briller.
Schéma équivalent du vumètre lorsque les deux premières LED sont allumées
3ème LED du vumètre audio
Si on augmente encore la tension aux bornes de C1, le courant augmente dans R2, R3 et R4. La tension aux bornes de R4 va devenir suffisante pour atteindre 1.6V et permettre à LD2 d'entrer en conduction. Lorsque la tension aux bornes de C1 atteint 19V, LD2 commence à briller.
4ème LED du vumètre audio
Même principe. Il faut au moins 4.8mA dans R3, soit 37V aux bornes de C1. On obtient cette tension avec une tension de 30V efficaces environ (tenir compte de la perte dans D1 et R1).
Puissance de l'ampli et choix de R2
Avec les valeurs de composants du schéma, le vumètre est prévu pour un ampli de 110W efficaces minimum à 8 Ohms. Pour que la LED rouge s'allume suffisamment, un ampli de 150 ou 200W efficaces sera adapté. Pour des amplis moins puissants, il faut diminuer R2. En divisant R2 par 2, le vumètre sera adapté à un ampli 4 fois moins puissant. L'ampli doit tout de même fournir au moins 20W pour que le vumètre soit intéressant.
Attention à la puissance dissipée par R2. Un modèle 1W fera l'affaire dans la plupart des cas. Avec R2=4.7k / 1W, le vumètre peut accepter 40V efficaces en entrée (56V crête), soit 200W à 8 Ohms.
Choix des LED du vumètre et luminosité
Il faut des LED haute luminosité ("Superbright") pour ce vumètre, étant donné les faibles courants de LED (5mA max).
Exemple de LED 5mm haute luminosité pour le vumètre
Lorsque la tension d'entrée du vumètre (sortie d'ampli) varie, le courant dans les LED varie aussi. Pour un vumètre aussi simple, on ne peut pas exiger que la luminosité soit constante une fois la LED allumée...
Choix de C1
C1 lisse la tension redressée simple alternance. La constante de temps R2.C1 doit être de l'ordre de 0.1s pour une bonne visibilité et une bonne réactivité du vumètre audio.
Exemple de condensateur pour le vumètre
Un modèle 50V convient pour un ampli de puissance jusqu'à 100W.
Un modèle 63V convient pour un ampli de puissance jusqu'à 150W.
Un modèle 100V convient pour un ampli de puissance jusqu'à 400W.
Avantages de ce vumètre audio à LED
- ultra simple, ultra économique, d'où son nom "vumètre du pauvre"
- pas d'alimentation
- se branche sur l'enceinte ou l'ampli, au choix
Limites de ce vumètre audio à LED
- luminosité des LED variable avec la musique
- incompatible avec des amplis de moins de 20W
Schéma du vumètre audio à 4 LED
Le vumètre se branche en parallèle avec un haut parleur, c'est-à-dire derrière l'ampli ou la haut parleur, selon le goût de chacun.
Fonctionnement du vumètre audio à 4 LED
La tension alternative en sortie d'ampli alimente le haut parleur et le vumètre audio. D1 redresse la tension, R1 limite le courant de charge de C1. La tension aux bornes de C1 est donc à peu près la valeur crête de la tension aux bornes du haut parleur.
Tout repose sur les résistances R2 à R5. La tension aux bornes de C1 peut monter jusqu'à 50V (continus) pour un ampli de 200W efficaces à 8 Ohms.
R2 limite le courant dans les LED du vumètre audio. Imaginons, pour le raisonnement, qu'on augmente progressivement la tension aux bornes de C1 à partir de zéro. Supposons que la tension de seuil des LED est de 1.6V.
L'astuce de ce vumètre audio consiste à utiliser la tension de seuil des LED et un jeu de résistances en parallèle avec chaque LED.
1ère LED du vumètre audio
Dès que la tension aux bornes de C1 atteint 1.6V, LD4 entre en conduction avec comme résistance série R2+R3+R4+R5. La tension aux bornes de R3, R4 et R5 est encore trop faible pour permettre la conduction des autres LED.
2ème LED du vumètre audio
Si on augmente la tension aux bornes de C1, le courant augmente dans LD4 et les résistances. La tension aux bornes de R5 va devenir suffisante pour atteindre 1.6V et permettre à LD3 d'entrer en conduction. LD3 commence à briller.
Pour qu'il y ait 1.6V aux bornes de R5, il faut 1.07mA, donc 7.7V aux bornes de l'ensemble en série R2 à R5. La tension aux bornes de C1 doit donc être d'au moins 7.7+1.6=9.3V pour que la 2ème LED LD3 commence à briller.
3ème LED du vumètre audio
Si on augmente encore la tension aux bornes de C1, le courant augmente dans R2, R3 et R4. La tension aux bornes de R4 va devenir suffisante pour atteindre 1.6V et permettre à LD2 d'entrer en conduction. Lorsque la tension aux bornes de C1 atteint 19V, LD2 commence à briller.
4ème LED du vumètre audio
Même principe. Il faut au moins 4.8mA dans R3, soit 37V aux bornes de C1. On obtient cette tension avec une tension de 30V efficaces environ (tenir compte de la perte dans D1 et R1).
Puissance de l'ampli et choix de R2
Avec les valeurs de composants du schéma, le vumètre est prévu pour un ampli de 110W efficaces minimum à 8 Ohms. Pour que la LED rouge s'allume suffisamment, un ampli de 150 ou 200W efficaces sera adapté. Pour des amplis moins puissants, il faut diminuer R2. En divisant R2 par 2, le vumètre sera adapté à un ampli 4 fois moins puissant. L'ampli doit tout de même fournir au moins 20W pour que le vumètre soit intéressant.
Attention à la puissance dissipée par R2. Un modèle 1W fera l'affaire dans la plupart des cas. Avec R2=4.7k / 1W, le vumètre peut accepter 40V efficaces en entrée (56V crête), soit 200W à 8 Ohms.
Choix des LED du vumètre et luminosité
Il faut des LED haute luminosité ("Superbright") pour ce vumètre, étant donné les faibles courants de LED (5mA max).
Lorsque la tension d'entrée du vumètre (sortie d'ampli) varie, le courant dans les LED varie aussi. Pour un vumètre aussi simple, on ne peut pas exiger que la luminosité soit constante une fois la LED allumée...
Choix de C1
C1 lisse la tension redressée simple alternance. La constante de temps R2.C1 doit être de l'ordre de 0.1s pour une bonne visibilité et une bonne réactivité du vumètre audio.
Exemple de condensateur pour le vumètre
Un modèle 50V convient pour un ampli de puissance jusqu'à 100W.
Un modèle 63V convient pour un ampli de puissance jusqu'à 150W.
Un modèle 100V convient pour un ampli de puissance jusqu'à 400W.
Avantages de ce vumètre audio à LED
- ultra simple, ultra économique, d'où son nom "vumètre du pauvre"
- pas d'alimentation
- se branche sur l'enceinte ou l'ampli, au choix
Limites de ce vumètre audio à LED
- luminosité des LED variable avec la musique
- incompatible avec des amplis de moins de 20W
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