Sans diode zener ni aucun composant spécifique, il est facile de réaliser un vumètre à LED pourtant efficace. Ce vumètre peut avoir jusqu'à une dizaine de LED dont on choisira les couleurs librement. Il nécessite une alimentation continue dont le courant est égal à la somme des courants de chaque LED.
Principe de fonctionnement du vumètre audio à LED
Voici tout d'abord le schéma du vumètre :
Schéma du vumètre audio à LED (ici, version 5 LED)
La masse est reliée à la masse de l'ampli (bornes noires des sorties haut parleur). Le signal issu de la sortie de l'ampli (borne rouge des sorties haut parleur) est redressé par D1. R1 limite le courant de charge de C1. C1 est calculée pour lisser la tension qui commande les transistors. Cette tension arrive à la base de chaque transistor par un pont diviseur de tension. Il faut environ 0.6V pour faire entrer la jonction base-émetteur d'un transistor en conduction.
Pour T1, une tension de 0.6V est atteinte à sa base lorsque la tension aux bornes de C1 atteint 1.2V. Pour T5, la tension aux bornes de C1 devra être d'environ 13V. Pour T2 à T4, les valeurs de R2 à R4 donneront des résultats intermédiaires.
La tension de seuil qui déclenche la conduction des LED du vumètre est donc égale à la tension de seuil de la jonction base-émetteur multipliée par le rapport inverse du pont diviseur (2.2k-R1 à R5).
Dans le principe, on a donc des LED commandées :
Schéma de principe du vumètre audio à LED (ici 5 LED)
Chaque LED a sa résistance série de 560 Ohms pour avoir 20mA avec une alimentation de 12V (donc 10V aux bornes de la résistance si la tension aux bornes de la LED est de 2V).
Choix des transistors
On peut choisir n'importe quel transistor NPN standard pourvu que sa tension Vce max soit
au moins égale à la tension d'alimentation.
Transition ON/OFF des LED du vumètre
Il existe un léger "flou" qui fait qu'une LED ne passe pas brutalement de l'état éteint à l'état allumé lorsque la tension de la sortie de l'ampli augmente. En effet, il existe une plage où le transistor passe du début de sa conduction (seuil) à la saturation (Vce < 0.1V). Cela limite la résolution du vumètre, et ainsi le nombre de LED à une dizaine.
Applications du vumètre audio à LED
Ce montage est idéal pour des amplis hifi ou de sono de 200W ou moins. Le choix de R1 à R5 doit être fait en fonction de la puissance de l'ampli. Des expérimentations pourront affiner les résultats.
L'alimentation 12V peut être remplacée par l'alimentation positive de l'ampli, à condition de recalculer les résistances série des LED et de vérifer que les transistors supportent la tension de l'ampli (50V à 60V pour un ampli de 2x150W par exemple).
Réalisation du vumètre audio à LED
Ci dessous, une réalisation industrielle du vumètre :
Pour les nostalgiques du vumètre à aiguille, vous pouvez brancher le vumètre à aiguille en série avec une diode et une résistance réglable (10k à 100k pour les essais)...
Conclusion : avantages et inconvénients
Avantages du vumètre à LED
- très simple
- uniquement des composants standard
- coût très réduit
- jusqu'à 10 LED
- seuils des LED réglable, contrairement au LM3915
Inconvénients du vumètre à LED
- sensibilité à la température (en effet, Vbe décroit avec la température)
- léger flou sur la transition ON/OFF des LED
Principe de fonctionnement du vumètre audio à LED
Voici tout d'abord le schéma du vumètre :
Schéma du vumètre audio à LED (ici, version 5 LED)
La masse est reliée à la masse de l'ampli (bornes noires des sorties haut parleur). Le signal issu de la sortie de l'ampli (borne rouge des sorties haut parleur) est redressé par D1. R1 limite le courant de charge de C1. C1 est calculée pour lisser la tension qui commande les transistors. Cette tension arrive à la base de chaque transistor par un pont diviseur de tension. Il faut environ 0.6V pour faire entrer la jonction base-émetteur d'un transistor en conduction.
Pour T1, une tension de 0.6V est atteinte à sa base lorsque la tension aux bornes de C1 atteint 1.2V. Pour T5, la tension aux bornes de C1 devra être d'environ 13V. Pour T2 à T4, les valeurs de R2 à R4 donneront des résultats intermédiaires.
La tension de seuil qui déclenche la conduction des LED du vumètre est donc égale à la tension de seuil de la jonction base-émetteur multipliée par le rapport inverse du pont diviseur (2.2k-R1 à R5).
Dans le principe, on a donc des LED commandées :
Schéma de principe du vumètre audio à LED (ici 5 LED)
Chaque LED a sa résistance série de 560 Ohms pour avoir 20mA avec une alimentation de 12V (donc 10V aux bornes de la résistance si la tension aux bornes de la LED est de 2V).
Choix des transistors
On peut choisir n'importe quel transistor NPN standard pourvu que sa tension Vce max soit
au moins égale à la tension d'alimentation.
Transition ON/OFF des LED du vumètre
Il existe un léger "flou" qui fait qu'une LED ne passe pas brutalement de l'état éteint à l'état allumé lorsque la tension de la sortie de l'ampli augmente. En effet, il existe une plage où le transistor passe du début de sa conduction (seuil) à la saturation (Vce < 0.1V). Cela limite la résolution du vumètre, et ainsi le nombre de LED à une dizaine.
Applications du vumètre audio à LED
Ce montage est idéal pour des amplis hifi ou de sono de 200W ou moins. Le choix de R1 à R5 doit être fait en fonction de la puissance de l'ampli. Des expérimentations pourront affiner les résultats.
L'alimentation 12V peut être remplacée par l'alimentation positive de l'ampli, à condition de recalculer les résistances série des LED et de vérifer que les transistors supportent la tension de l'ampli (50V à 60V pour un ampli de 2x150W par exemple).
Réalisation du vumètre audio à LED
Ci dessous, une réalisation industrielle du vumètre :
Pour les nostalgiques du vumètre à aiguille, vous pouvez brancher le vumètre à aiguille en série avec une diode et une résistance réglable (10k à 100k pour les essais)...
Conclusion : avantages et inconvénients
Avantages du vumètre à LED
- très simple
- uniquement des composants standard
- coût très réduit
- jusqu'à 10 LED
- seuils des LED réglable, contrairement au LM3915
Inconvénients du vumètre à LED
- sensibilité à la température (en effet, Vbe décroit avec la température)
- léger flou sur la transition ON/OFF des LED
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