Светодиодный индикатор уровня сигнала (звука) на LM3915

>

Приветствую, Самоделкины!
В этот раз речь пойдет о светодиодном индикаторе уровня сигнала на микросхеме LM3915.
Данное устройство может быть использовано для индикации уровня сигнала на линейном входе, линейном выходе аудио модуля, а также на входе или выходе усилителя мощности, и для индикации уровня напряжения и много еще где.

Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Radio-Lab». Схема будущего индикатора была найдена автором на просторах всемирной паутины. Вот так она выглядит:
В итоге, автор разработал и нарисовал вот такую печатную плату:
Скачать Gerber файл можно по ЭТОЙ ССЫЛКЕ. На одной плате — один моно канал. Чтобы готовое изделие получилось более красивым и аккуратным, то печатные платы было решено заказать в Китае. Там можно указать количество плат, а так же цвет. В данном случае цвет печатных плат было решено оставить классическим зеленым.
Пока ждем посылку из соседней страны, можно отправиться на радиорынок и купить необходимые детали и компоненты. Компонентов не так уж и много, при желании все можно заказать через интернет. Практически все есть в ЭТОМ магазине на Алиэкспресс. Обозначения и номиналы необходимых компонентов найдете на плате.
Спустя несколько дней автор получил посылку с готовыми платами. По внешнему виду все хорошо, по качеству плат претензий нет, все сделано в точности так, как было в чертеже.
Как видите, на одной пластине размещено несколько плат. При заказе автор на одной пластине специально разместил несколько плат с целью экономии. Конечно в этом есть некоторые неудобства, так как в данном случае платы придется разрезать самостоятельно. У автора для этих целей имеется мини циркулярная пила с алмазным диском.
После нехитрых манипуляций получаем несколько готовых отдельных плат.
И так, печатные платы готовы к превращению в индикатор уровня сигнала сердцем которого является микросхема LM3915.

Так как одна плата служит индикатором лишь одного канала, поэтому было решено собирать 2 таких индикатора, для левого и правого каналов, т.е. стерео звуковой системы.
Для удобства сборки при разработке платы, все номиналы необходимых компонентов указаны на плате в виде шелкографии.
Сборку разберем на примере одного индикатора, со вторым все аналогично. Когда все готово для сборки будущего индикатора — можно приступать. Начнем, пожалуй, с установки постоянных резисторов.
Номинал удобно замерять с помощью вот такого ESR тестера:
Это оказался резистор на 10кОм, находим соответствующее обозначение на плате и запаиваем данный элемент.
Аналогично поступаем с остальными постоянными резисторами.
Далее диоды. Устанавливаются на плату они по соответствующей метке анода.
Затем запаиваем транзистор. Его устанавливаем маркировкой в средину платы.
Дальше устанавливаем штыревой разъём с шагом 2,54мм и перемычку.
Затем на свое место запаиваем подстроечный резистор.
Следующие на очереди — электролитические полярные конденсаторы. Они устанавливаются обязательно соблюдая полярность. Их номинал и метка минуса присутствуют на корпусе. Метка плюса имеется на плате.
Далее установим клеммники, их у нас 3 штуки.
Настало время микросхемы LM3915. Ее необходимо устанавливать по метке ключа на корпусе и на плате.
Далее – светодиоды.
Автор купил цветные с прямоугольными корпусами. Светодиоды имеют полярность, будьте внимательны при установке. Более длинная ножка — это плюс (+). Плата имеет обозначения минусов светодиодов в виде скосов кружков.
Конечно вы можете установить светодиоды и одного цвета, или с круглыми корпусами – это уже дело вкуса.
Светодиоды установлены. После сборки получился вот такой светодиодный индикатор уровня сигнала на микросхеме LM3915 на 10 светодиодов.

На заводской плате все выглядит красиво и изделие имеет заводской вид. Плату от флюса соответственно необходимо отмыть.
Аналогичным образом автор за кадром собрал второй точно такой же индикатор. Первый будет для левого канала, а второй для правого.
Сборка полностью завершена, теперь перейдем к проверке собранных модулей на работоспособность. На изображении ниже представлены основные характеристики собранного модуля.
Схема подключения следующая:
Запитываем модуль, не забываем про полярность.
Как видим, реакция есть, светодиоды засветились. Далее при помощи вот такого провода попробуем подать на модуль звуковой сигнал с телефона. Тут важно не перепутать сигнальный и общий провод. Все подключено, теперь необходимо подрегулировать уровень сигнала на входе платы индикатора уровня.
Светодиоды забегали, собранный модуль работает, что не может не радовать. Обратите внимание, что светодиоды светятся одинаковым уровнем свечения и зажигание происходит тоже с одинаковыми уровнями свечения. И визуально видно, что столбик светится и работает нормально и правильно. Более наглядно это продемонстрировано в оригинальном видеоролике автора.

Вот так правильно работает микросхема LM3915, когда все светодиоды светятся одинаково и это режим «линия».
При снятии перемычки будет режим «точка», здесь тоже все прекрасно работает. Чтобы столбик бегал быстрее, то конденсатор номиналом 2,2мкФ необходимо заменить на конденсатор номиналом 1мкФ.
Так же плата способна работать как визуальный индикатор напряжения, для этого имеется дополнительный клеммник, но нужно устанавливать микросхему LM3914 с линейной характеристикой.
Далее подсоединяем обе собранные платы к усилителю. Для примера возьмем усилитель на микросхеме TDA7377.
Все подключаем по следующей схеме:
Далее на выходы усилителя подключаем тестовые колонки, включаем тестовый трек на смартфоне и можно запитать усилитель.
В колонках заиграла музыка и в такт этой музыке заработали индикаторы уровня сигнала. По необходимости с помощью подстроечных резисторов можно регулировать уровень сигнала на входах модулей индикаторов и настраивать их, если это нужно.
При изменении уровня громкости индикаторы визуально показывают уменьшение уровня сигнала на входе усилителя. Обратите внимание, что уровень свечения светодиодов одинаковый и это правильная работа микросхемы LM3915. Хорошо работают оба режима, и режим линия, и режим точка. В итоге вот такой индикатор уровня сигнала на микросхеме LM3915 получился. Все довольно просто и, думаю, собрать такой под силу каждому. Повторить этот индикатор уровня сможет даже начинающий радиолюбитель.

Автор подключал индикаторы на вход усилителя, но можно подключать индикаторы и на выход усилителя, при этом возможно придется установить подстроечный резистор с более высоким сопротивлением, чтобы не спалить входы модулей.

С помощью стоек вы можете разместить модули один над другим и это удобно при монтаже. При использовании таких индикаторов уровня вы можете визуально контролировать уровень сигнала и буквально видеть перегрузки или отсутствие сигнала. Так же такие индикаторы уровня сигнала могут улучшить внешний вид усилителя, т.к. визуально бегание светодиодов в так музыки — это еще и довольно красиво.