Inutil apps #5 - Visualizer V3 (parte 1).

 Hola de nuevo a todos, despues de un tiempo de ausencia, es hora de retormar el curso y crear un poco de contenido para el blog. En esta ocasion vamos a hacer mejoras para las luces audio-ritmicas que en algun momento hice. Si bien funcionan bien, había algunos detalles por arreglar para que funcionanran de manera adecuada. El proyecto se va a dividir en dos partes en donde detallaré cómo es que funciona, pero ademas pondré a disposicion de cualquiera que quiera ordenar las placas PCB, los archivos gerber del diagrama que veremos. Este a diferencia del velocimetro, ya esta probado, por lo que puedes encargarlos sin el temor de que algo funcione mal.

Si hacemos un poco de memoria (o revisamos el post), veremos que todo funciona cómo es debido, pero tiene un problema un tanto grave: ¡¡No tiene control de volumen!!, por lo que los niveles que se muestran en las luces, dependen directamente del nivel de volumen de la fuente de sonido, pero no solo eso, además el sonido tenía que estar amplificado para poder ver algo. Al inicio lo pensé así por la sencilla razón que no tengo un amplificador grande; y eso fue hasta hace poco.

Ahora cómo el sistema de sonido es mas grande, al subir un poco el volumen , este ya alcanza un nivel considerable de ruido y aun así no se alcanza a iluminar todas las luces del diseño pasado. La solución es simple, debemos de amplificar por separado el audio para las luces. Para poder conseguir esa tarea, vamos a usar un amplificador operacional.

Para esta tarea cualquier amplificador operacional funciona, pero en mi caso voy a usar el circuito integrado LM358.

Para poder usarlo, debemos de hacer las conexiones cómo sigue:

Cómo podrás observar, usamos tres resistencias. R3 sirve para establecer a tierra cómo referencia entre la señal que ingresamos, R1 y R2 se utilizan para establecer la ganancia que va a tener. Hay que tener en cuenta que este tipo de conexión conocida cómo "non inverting" sirve para amplificar la ganancia de la señal (hay varios tipos de configuraciones, pero eso esta fuera del tema del post), pero además existe una formula que nos sirve para calcular la ganancia.

Tomando en cuenta que los voltajes de salida en los conectores de audio de la mayoría de los dispositivos esta en un rango de hasta 2.2v, debemos de tratar de elevarlo al menos diez veces. En la practica he tenido problemas asumiendo esto, debido a que no poseo un osciloscopio, me resulta difícil obtener una medición exacta, pero podemos aquí usar una ganancia de 200, aunque parezca algo exagerado, debemos de tener en cuenta la amplificación no va a ir mas allá del voltaje de entrada que le demos al amplificador, por lo que si lo alimentamos con 12v, en el peor de los casos, tendremos 11.7v aproximadamente cómo máximo a la salida (eso dependiendo del amplificador, pero una vez mas, es un tema que merece un post a parte). Pero además 2.2v es el máximo por lo que tener al mínimo el volumen podemos esperar valores en el rango de los milivolts y si por ejemplo; tenemos 0.01v, al amplificarlo 200 veces, tendremos 2v

Ahora veamos los cálculos.

Si queremos saber cual es el valor de las resistencias que debemos de usar, bastará con realizar la sustitución de dos valores, si por ejemplo queremos una ganancia de 201, pero además tenemos una resistencia de 1k para R1 podemos sustituir en la formula:

Y después simplemente resolvemos:

Es recomendable que se usen valores en el rango de los kilo ohms para R1 de esta forma evitamos algunos problemas, pero además, también es recomendable mantener la ganancia no tan alta, una ganancia de 300x es aceptable, pero hay que tener en cuenta que dependiendo del tipo de señal de entrada, del propio circuito integrado y otros factores, se puede introducir "ruido" o distorsión que normalmente no son deseables, pero para este tipo de proyecto, no afecta tanto.

Antes de continuar veamos un ejemplo donde tenemos el valor de R1 que es 100k; y R2 que es 50k; y solo queremos saber cual es la guanacia:

Sabiendo lo anterior, podemos hacer las conexiones al lm358 tomando en cuenta cuales son los pines.

• El pin 4 se conecta a tierra.
• El pin 8 se conecta a VCC, en nuestro caso 12v
• El pin 3 es la entrada, aquí conectaremos nuestra señal de audio.
• Entre el pin 1 y 2 conectaremos R2 .
• Entre el pin 2 y tierra, conectaremos R1.
• El pin 1 es la salida amplificada.

Con las conexiones hechas, tendremos la señal lista para la siguiente parte (y no te preocupes no tardara un mes para salir).

Y bien, por ahora es todo, si bien no hemos aprendido la capacidad real de los amplificadores operacionales, este post sirve cómo una aproximación a ellos. Recuerda que aquí no trato de enseñar los fundamentos de la electrónica, pero a lo mejor en el futuro, hago una explicación mas profunda de todo lo que se puede hacer. Recuerda que en el siguiente post publicaré la parte de las luces, pero además publicaré los esquemas para que puedas fabricar tu propia versión.

Los leo luego.