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segunda-feira, 18 de julho de 2022

Equalizador Hi-Fi com controle de Grave, Agudo, Balanço e Volume com CI LM1036 + PCI


Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um circuito Equalizador de Áudio Ativo com pré-amplificador interno estéreo, de Alta Qualidade com controle de Grave, Agudo, Balanço e Volume, tudo isso baseado em um único Circuito Integrado, o CI LM1036.

O circuito é bastante simples, com uma ótima qualidade de áudio, boa respostas de frequência, e melhor, é de fácil construção, tornado um circuito compreensível para todos que tenham até mesmo o conhecimento básico em eletrônica poder montar. 

O Circuito Integrado LM1036

O LM1036 é um circuito de tom controlado por CC, graves, agudos, volume e balanço, desenvolvida para sistemas de som como, caixas amplificada, rádio, TV, som de carro de aplicações estéreo, etc.

Uma entrada de controle adicional permite que a compensação de volume seja efetuada de forma simples.

Quatro potenciômetros fornecem controle das funções de graves, agudos, balanço e volume, através de quatro potenciômetros polarizados de uma fonte regulada zener fornecida no circuito.

Alternativamente, podemos fazer aplicação para o controle das funções grave, agudo, balanço e volume, utilizando tensões CC de um sistema de controle remoto.

Cada resposta de tom é definida por um único capacitor escolhido para fornecer a característica desejada.

Características do CI LM1036

  • Ampla faixa de tensão de alimentação, 9V a 16V
  • Grande faixa de controle de volume, 75dB típico
  • Controle de tom, ±15dB típico
  • Separação de canais, 75dB típico
  • Baixa distorção, 0,06% típico para um nível de entrada de 0,3 Vrms
  • Alto sinal para ruído, 80dB típico para um nível de entrada de 0,3Vrms
  • Poucos componentes externos necessários.

TENSÃO DO ZENER

É fornecida uma tensão zener (pin17 = 5,4V) que pode ser usada para polarizar os potenciômetros de controle. Definir um nível CC de metade da tensão zener nas entradas de controle, pinos 4, 9 e 14, resulta no ganho balanceado e na condição de resposta plana. 

A distribuição típica na tensão do zener é de ±100mV e isso deve ser considerado se forem usados sinais de controle que não sejam referenciados à tensão do zener. Se for esse o caso, eles precisarão ser derivados com precisão semelhante.

COMPENSAÇÃO DE LOUDNESS

Uma simples compensação de volume pode ser efetuada aplicando uma tensão de controle CC ao pino 7. Isso opera nos estágios de controle de tom para produzir um aumento adicional limitado pelo aumento máximo definido pela banda Cb, Ct.

Não há compensação de volume quando o pino 7 está conectado ao pino 17. O pino 7 pode ser conectado ao pino 12 para fornecer a característica de volume compensado pelo volume, conforme ilustrado, sem a adição de outros componentes externos.

As configurações de tom são para resposta plana, banda Cb, Ct conforme fornecido no Circuito de Aplicação.

A modificação da característica de sonoridade é possível alterando a banda Cb dos capacitores Ct para uma resposta básica diferente ou, por uma rede de resistores entre os pinos 7 e 12 para um limiar e inclinação diferentes.

MANUSEIO DE SINAL

A função de controle de volume do LM1036 é realizada em dois estágios, controlados pela tensão CC no pino 12, para melhorar a capacidade de manipulação de sinal e proporcionar uma redução do nível de ruído de saída com ganho reduzido. 

O primeiro estágio é antes do processamento do controle de tom e fornece uma redução inicial de ganho de 15 dB, garantindo assim que as seções de tom não sejam sobrecarregadas por grandes níveis de entrada ao operar com uma configuração de volume baixo. 

Qualquer combinação de configurações de tom e volume pode ser usada desde que o nível de saída não exceda 1 Vrms, VCC=12V (0,8Vrms, VCC=9V). 

Com ganho reduzido (<-6 dB) o estágio de entrada irá sobrecarregar se o nível de entrada exceder 1,6 Vrms, VCC=12V (1,1Vrms, VCC=9V). 

Como há controle de volume nos estágios de entrada, as entradas podem operar com uma margem de sobrecarga menor do que seria aceitável, permitindo uma possível melhora na relação sinal/ruído.

O Circuito Equalizador

Na Figura 3 abaixo temos o diagrama esquemático do circuito, o circuito usa duas entradas de áudio através dos pinos 2 19 em série com os capacitores desacopladores C1 e C2 de 1uF

Duas saídas Esquerda e Direita através dos pinos 8 e 13,  em série com os capacitores desacopladores C11 C12 de 4,7uF, e isso proporciona um circuito equalizador estéreo. 
Fig. 2 - Esquemático Equalizador Hi-Fi com controle de grave, agudo, balanço e volume com CI LM1036

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • U1 ....... Circuito Integrado LM1036N
    • D1 ....... Diodo de uso geral 1N4007

  • Resistores
    • R1 à R4 ........ Resistor 47KΩ (amarelo, violeta, laranja, dourado
    • RV1 à RV4 ... Potenciômetro de 47KΩ

  • Capacitores
    • C1, C2 ........... Capacitor Eletrolítico 1uF / 25V
    • C3, C6 ........... Capacitor Poliéster/Cerâmico 470nF ou 0.47uF
    • C4, C7 ........... Capacitor Eletrolítico 10uF / 25V
    • C5, C8 ........... Capacitor Poliéster/Cerâmico 10nF ou 0.01uF
    • C9, C10 ......... Capacitor Eletrolítico 47uF / 25V
    • C11, C12 ...... Capacitor Eletrolítico 4.7uF / 25V
    • C13 à C16 ... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF ou 0.1uF

  • Diversos
    • Chave1 .... Chave alavanca 2 Posições 3 polos 90°
    • P1.............. Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • P2, P3....... Conector WJ2EDGVC-5.08-3P
    • Outros ...... PCI, estanho, fios, knobs, ferro de solda, etc.

A Placa de Circuito Impresso!

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como ilustrado na Figura 3 abaixo, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, “MEGA”.
Fig. 3 - PCI - Equalizador Hi-Fi com controle de grave, agudo, balanço e volume com CI LM1036

Link direto para baixar

Clique no link ao lado para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

Pessoal, o trabalho é grande, escrever, montar, testar, elaborar a PCI, armazenar para baixar, tudo isso dá muito trabalho, e nada cobramos por isso!

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sexta-feira, 15 de julho de 2022

Pinagem - Pinout - Arduíno Pro Mini - Características!

ARDUÍNO PRO MINI

O Arduino Pro Mini é uma placa baseada no micro-controlador ATmega328. Possui 14 pinos de entrada/saída digital - GPIO (6 deles podem ser usados ​​como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um cristal interno (8 MHz ou 16 MHz), um botão de reset e orifícios de montagem para soquetes de terminal a serem presos aos pinos. 

O Arduino Pro Mini possui duas versões diferentes: 3,3 V 8 MHz e 5 V 16 MHz. A Figura 1 Abaixo, mostra o diagrama de bloco do Arduíno Pro Mini, e logo depois abaixo, apresentaremos as características do Arduino.
Fig. 1 - Pinagem - Pinout - Arduíno Pro Min

Especificações técnicas do Arduino Pro Mini

  • Microcontrolador: ATmega328
  • Tensão de operação: 3,3 V ou 5 V DC (dependendo do modelo)
  • Tensão de alimentação recomendada: máximo 12 V DC
  • Pinos de entrada/saída digital: 14 (dos quais 6 suportam saídas PWM)
  • Pinos de entrada analógica: 6
  • Corrente DC por pino de entrada/saída: 40 mA
  • Memória Flash: 32 KB (0,5 KB usado para bootloader)
  • SRAM: 2KB
  • EEPROM: 1KB
  • Frequência de clock: 8 MHz para o modelo de 3,3 V, 16 MHz para o modelo de 5 V

Pinos IO — Entradas e Saídas.

Todos os 14 pinos GPIO digital no Arduino Pro Mini podem ser usados ​​como entradas ou saídas, isso só dependerá das funções utilizadas como: pinMode(), digitalWrite() e digitalRead()

Arduino Pro Mini possui 6 entradas analógicas, cada uma das quais suporta resolução de 10bits. Nas configurações padrão, eles medem de 0V ou terra até 5V. No entanto, o limite superior pode ser definido usando o pino AREF e a função analogReference()

Os pinos GPIO funcionam com tensão de 5V, e corrente máxima de 40mA, eles possuem resistores pull-up internos entre 20 – 50K

Na Figura 2 abaixo, temos o diagrama esquemático do circuito do Arduíno Pro Mini, e podemos acompanhar todas as configurações do Arduíno.
Fig. 2 - Diagrama Esquemático Arduíno Pro Mini

Pinos com funções Especiais:

Alguns pinos no Arduíno Pro Mini, têm funções especiais, que podem ser configuradas através do código, para alterá-las:
  • Comunicação Serial: Pino 0 (RX) e Pino 1 (TX) - Esses pinos são utilizados para envio e recebimento de comunicação serial TTL. Para receber dados é utilizado o (RX) e para transmitir, o (TX).
  • Interrupções externas: Pinos (2 e 3) — Esses pinos podem ser usados ​​para acionar uma interrupção.
  • Função PWM: 3, 5, 6, 9, 10 e 11 : Esses pinos fornecem um sinal PWM de 8 bits com a função analogWrite().
  • Comunicação SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK): Esses pinos fornecem comunicação SPI com a biblioteca SPI.

  • Comunicação TWI: O pino A4 ou SDA e o pino A5 ou SCL suportam comunicação TWI usando a biblioteca Wire.  

  • Pino AREF: Tensão de referência para entradas analógicas. É usado com a função analogReference().

Alimentação

O Arduino Pro Mini suporta alimentação através de conexão, USB por um cabo Mini USB tipo B, ou por uma fonte de alimentação externa que forneça entre; 6Vcc até no máximo 20Vcc, existe ainda o pino 27, com uma tensão regulada de 5Vcc.

LED indicador: É um LED conectado ao pino digital 13. Acende quando o valor do pino é alto e desliga quando é baixo.

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segunda-feira, 11 de julho de 2022

Prompt de Comando - CMD: O que é? como Acessar? 12 Comandos mais Usados!



O Prompt de Comando ou Processador de Comando do Windows, é conhecido como Shell de Comando, popularmente conhecido como Prompt CMD, sendo CMD uma abreviação da palavra Commnad, que em tradução livre seria Comando, por isso Prompt de Comando.

O Prompt de Comando é um programa do Windows que emula e interpreta as linhas de comandos do Sistema Operacional Windows.

É semelhante aos sistemas DOS e Windows 9x chamado “Prompt do MS-DOS”. É análogo ao Unix Shells usado em sistemas semelhantes. O Prompt de Comando é um aplicativo nativo do sistema operacional Windows e oferece ao usuário a opção de realizar operações usando comandos.

O Prompt de Comando usa a interface de linha de comando para interagir com o usuário. No sistema operacional Windows, essa interface de Prompt de Comando é implementada por meio do console Win32

Como Acessar o CMD

Existem diversas maneiras de abrir o CMD, desde os métodos tradicionais, até mesmo os mais avançados. Listamos abaixo as maneiras de como abri o Prompt de Comando.

  • Menu Iniciar —  Atalho
    • Clique no Menu Iniciar
    • Na lista de aplicativos desça até encontrar a pasta Sistema do Windows.
    • Clique na pasta, e depois em Prompt de Comando.
      OBS
      : Para executar o programa como Administrador, clique com botão direito do mouse, e escolha a opção “Executar como Administrador”.

  • Menu Iniciar — Digitando CMD
    • Clique no Menu Iniciar
    • Digite a palavra CMD, irá aparecer o Prompt de Comando.
    • Escolha abaixo do nome Prompt de Comando, as opções, Abrir Normalmente ou executar como Administrador.

  • Aplicativo Executar
    • Pressione as teclas Windows e a tecla R em simultâneo.
    • Ao abri a caixa de diálogo, digite CMD, e clique em OK, ou pressione a tecla Enter.

  • Explorador de Arquivos
    • Abra o Windows Explorer — Pressionando o menu iniciar e clicando no Explorador de arquivos, ou pressionando a tecla Windows e a letra E em simultâneo.
    • Através da lista de pastas laterais, acesse a pasta C:
    • Clique na Pasta Windows
    • Clique na Pasta System32.
    • Procuro o Arquivo CMD.exe.
    • Execute clicando nele, ou para executar como administrador, clique com o botão direito do mouse, e execute como administrador.

Comandos mais Usados!

Listamos abaixo os 12 comandos básicos mais usados na CMD do Windows!

  1. Comando: CD — Change Directory — Significa mudança de diretório. Este comando é usado para alterar o diretório. Quando o usuário deseja entrar ou sair de uma pasta de diretório para outro.
    1. Exemplo: Se colocar o comando: CD [Nome da Pasta] "sem os cochetes", ele entra na pasta, se escrever o comando CD[..]  "sem os cochetes", ele sai da pasta atual.

  2. Comando: DIR – Directory - O comando Dir é usado para obter a lista de todos os diretórios na unidade selecionada. Cada diretório criado no sistema pode ser listado usando este comando.

  3. Comando: DATE — Data — O comando Date é usado para alterar a data atual do sistema. Sendo necessário ter aberto o CMD como Administrador para executar essa tarefa.

  4. Comando: TIME — Tempo — O comando Time é usado para alterar a hora atual do sistema. Sendo necessário abrir o CMD como Administrador para executar essa tarefa.

  5. Comando: HOSTNAME – O comando hostname pode ser usado para exibir o nome do host na tela do prompt de comando, ou seja o nome do seu computador.

  6. Comando: PAUSE – Pausar - O comando de pause é usado para pausar a execução do arquivo em lote que foi executado. Seu objetivo principal é pausar as instruções, quando determinado procedimento necessite ser interrompido.

  7. Comando: Echo – O comando echo é usado para mostrar o texto definido na tela do CMD, muito parecido com o print da linguagem C

  8. Comando: EXITSaír - O comando exit é usado para sair do prompt de comando. Esse comando agiliza a saída e fechamento da janela, já que você não precise pegar o mouse e apontar para o "X" e fechar a janela, o comando exit, encerra o CMD e fecha a janela.

  9. Comando: Shutdown - Desligar – O comando shutdown é usado para desligar o sistema. Vários atributos podem ser usados ​​com o desligamento para definir como o usuário deseja que o sistema seja desligado.

  10. Comando: TITLETítulo - O comando títle é usado para mudar o nome do título da janela do CMD. Você pode utilizar esse comando escrevendo title [e o nome que você quer] "sem os cochetes". Usando este comando, pode-se definir o nome personalizado a janela do CMD.

  11. Comando: DEL ou ERASEApagar - Os comandos del e erase são usados para excluir os arquivos armazenados no sistema. 

  12. Comando CHKDSK – O comando chkdsk é usado para verificar detalhes de uma unidade ou volume. Sendo necessário ter aberto o CMD como Administrador para executar essa tarefa.

Conclusão

O CMD é uma  ótima ferramenta de trabalho para quem o conhece, através dessa ferramente podemos corrigir muitos erros do windows, principalmente quando não conseguimos inicializar o windows.

Muitas tarefas críticas no windows, são reparadas utilizando o prompt de comando. E mostramos uma lista dos comandos básicos para dar gosto, e entendermos o funcionamento básico do CMD, e aprendê-los facilitará  o seu trabalho com o prompt de comando.

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quarta-feira, 6 de julho de 2022

PoE (Power Over Ethernet): O que é, Tipos, Padrões, Potência e Benefícios!


O que é PoE?

PoE (Power over Ethernet) é uma tecnologia que permite trafegar dados e, em simultâneo, alimentar dispositivos PD (Powered Devices), por um cabo Ethernet de par trançado, ou seja, utilizando apenas um Cabo de Rede, para  transmitir dados, e alimentar periféricos PD.

Antes de continuarmos o assunto, é importante entender às duas categorias de nomenclatura empregadas nos dispositivos de recebimento e os dispositivos de fornecimento de alimentação em um sistema PoE
  • Dispositivos Alimentado (PD) “Powered Devices” - É qualquer equipamento de rede alimentado por PoE, são referidos como dispositivos alimentado ou PD

  • Equipamento de fornecimento de energia (PSE) “Power Sourcing Equipment”, - São dispositivos que fornecem energia e dados pelo cabo Ethernet para um dispositivo PD conectado. Os dispositivos PSE são classificados como “midspan” ou “endspan”.
    • MIDSPAN - Categoria de dispositivo PoE injetor. Este dispositivo é utilizado entre o Switch de rede não PoE e os dispositivos PDs
    • ENDSPAN  - Categoria de Dispositivos PoE com alimentação própria, PSE, ele pode alimentar dispositivos PDs diretamente conectados, sem a necessidade de outros periféricos.

Tipos de PoE

Existem três classes padronizadas na utilização de tecnologia PoE, mesmo que o propósito entre às três tecnologias sejam as mesmas, possibilitar o fornecimento de sinal de dados e energia para os alimentar os periféricos.   
  • PoE Ativo - Dispositivo capaz de gerenciar o fornecimento de energia seguindo os protocolos IEEE 802.3af ou IEEE 802.3at. Caso não haja outro dispositivo que “converse” com o protocolo, o dispositivo não ativará a tensão de alimentação.

  • PoE Passivo - Dispositivos não gerenciáveis, que fornece alimentação contínua independente se ha algum dispositivo conectado. 
    Só utilize PoE passivo, se tiver certeza do que está fazendo, já que existe risco de danificar equipamento DS conectado. 

  • PoE Reverso - Dispositivo que não tem alimentação própria, ele recebe a tensão de alimentação de um PSE, ou seja, funciona inversamente a um Switch PoE passivo ou ativo. 

Padrões PoE

Atualmente existem três categorias de padrão PoE
  • IEEE 802.3af - Conhecido como PoE Padrão, com tensão de alimentação de 44 à 57V, com corrente entre 10 à 350mA. Com potência máxima de saída da porta de 15,4W, e a potência mínima garantida disponível no PD é de 12,95 Watts por porta. Utilizados em telefones VoIP, sensores, sinalizadores de LED, WiFi, etc.

  • IEEE 802.3at - Conhecido como PoE+, é compatível com versão PoE Padrão, e sua tensão de alimentação varia entre 50V à 57V, com corrente entre 10 à 600mA. Com potência máxima de  30W e a potência mínima garantida disponível no PD é de 25W em cada porta. Utilizado em dispositivos que exigem mais energia, como telas LCD, Sensores BiométricosCâmeras com Pan/Tilt/Zoom, Sistema de Alarmes, etc.

  • IEEE 802.3bt - Conhecido como PoE++. Esse padrão se subdivide em duas sub-categorias de padrões: Tipo 3 e o Tipo 4. Nesses modos, os PSEs identificarão os PDs e definirão a potência máxima conforme a potência exigida pelo PD, tornando um sistema de fornecimento de energia mais eficiente.
    • Tipo 3 - Conhecido como PoE++, fornece até 60 W em cada porta PoE, sendo a potência mínima garantida de 51 W em cada porta PD.
    • Tipo 4 - Conhecido como PoE de potência, fornece até 100W em cada porta PoE, sendo a potência mínima garantida de 71W em cada porta PD

Potência do PoE

Esses padrões PoE definem a potência máxima que o PSE pode fornecer, e a potência mínima que o PD pode receber. 

Devido às perdas de energia que o cabo Ethernet tem durante o tráfego, a potência fornecida e a potência recebida sempre será diferente. Na Tabela 1 abaixo, você pode acompanhar as potências de todos padrões PoE compatíveis com IEEE

PadrãoNomenclatura  Potência FornecidaAno
Lançamento
Potência
Recebida
IEEE 802.3afPoE15,40 W 
dispositivo (PSE)
2003Potência de 12,95 W disponível para dispositivo (PD)
IEEE 802.3atPoE+ 30 W
dispositivo (PSE)
2009Potência de 25,50 W disponível para dispositivo (PD)
IEEE 802.3bt Tipo 34PPoE, Ultra PoE, PoE++60 W
dispositivo (PSE)
2018Potência de 51 W disponível para dispositivo (PD)
IEEE 802.3bt Tipo 4 4PPoE, Ultra PoE, PoE++100 W
dispositivo (PSE)
2018Potência de 71 W disponível para dispositivo (PD)


Benefícios do PoE?

A tecnologia PoE oferece diversas vantagens em um sistema, enumeraremos os mais conhecidos e reconhecidos benefícios para aplicação com essa tecnologia.
  • Facilidades na Instalação - O PoE reduz o tempo de instalação, já que não necessita de eletricistas para passagem de cabo elétrico, e nem instalação de pontos de TUG, tomada de uso geral, reduzindo o tempo de instalação.

  • Diminuição dos Custos do Projeto - Elimina a necessidade de fontes de alimentação AC/DC, cabeamento e tomadas para fornecer energia aos equipamentos PDs, tornando o projeto de infraestrutura reduzido.

  • Segurança - Os dispositivos PoE são projetados para proteger inteligentemente os equipamentos PDs de sobrecarga, instalação errada, e baixa potência no fornecimento. 

  • Estabilidade - Os dispositivos PoE são compostos por uma fonte de alimentação central, que quando ligado a um UPS (Uninterruptible power supply“Fonte de alimentação ininterrupta”, ou como é bastante conhecido, nosso querido No-break, permite operações ininterruptas, mesmo durante falta de energia.

O trabalho é grande, escrever, pesquisar, buscar conhecimento para passar da melhor forma possível, tudo isso dá muito trabalho, e nada cobramos por isso!

Então nos ajude a divulgar nosso trabalho, compartilha nas redes sociais, Facebook, Instagram, nos grupos de WhatsApp, se inscrevam! Uma simples atitude sua, faz com que cresçamos juntos e melhoremos o nosso trabalho!

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quinta-feira, 30 de junho de 2022

Qual é a Diferença Entre Cabo de Áudio Balanceado e Desbalanceado? Qual devo Usar?



Profissionais de áudio mais experientes e qualificados, normalmente conhecem os padrões, as diferenças, e o momento oportuno para utilização de cabos balanceado ou desbalanceado em um sistema de som.

No entanto, uma grande maioria, mesmo profissionais em atividade, ainda têm dúvidas a respeito dessa característica técnica entre um sistema de cabo balanceado e desbalanceado.

No Post de hoje, explicaremos tecnicamente, o que é um cabo balanceado e desbalanceado, qual a diferença, como funcionam, e onde melhor aplica-se essa categoria de cabo.

O que é Cabo Balanceado e Desbalanceado?

O conceito para cabo balanceado e desbalanceado é um pouco mais complexo, do que se resumir em poucas palavras, isso porque a explicação está baseada no contexto sistema eletrônico da coisa, e não exatamente do cabo. 

Até porque, um cabo estéreo, e um cabo balanceado são exatamente iguais, quando estamos nos referimos a Construção Técnica, não nos referindo a Aplicação.

Então começaremos dividindo os dois contextos de uma forma mais clara e objetiva possível, para não  tornar muito confusa a compreensão. 

Cabo Desbalanceado

Um Cabo Desbalanceado, conhecido como cabo não balanceado, consiste em um Cabo de Áudio com duas vias condutoras de sinais, são:
  • Via Positiva: É a via condutora central, utilizada para trafegar o sinal de áudio.
  • Via de Malha: Via GND ou terra, utilizado para retorno do sinal, além de referenciar os GNDs dos circuitos, para não causar diferença de potencial, e proteger o circuito de interferências externas.
Essas vias são alocadas em um único encapsulamento ou em um Cabo de Áudio. Utilizamos para exemplificar, um cabo com uma extremidade conector XLR e outra extremidade conector P10, como podemos visualizar no diagrama de conexão na Figura 2 abaixo. 

No entanto, podemos utilizar quaisquer outras categorias de conexão, como XLR, RCA, P10, P2, etc. 
Fig. 2 - Ligação de cabo de áudio desbalanceado XLR - P10

Essa categoria de cabo utilizam plugues do tipo XLR, e plugue P10 TS  “Tip-Sleeve”, é geralmente utilizada para ligação de microfonesmesa de som para amplificadores, etc.

Os cabos desbalanceados trabalham de forma satisfatória, quando se fala de trafegar sinal de instrumentos para uma mesa de som, ou um cubo de retorno, ou um caixa amplificada.

No entanto, quando precisamos utilizar um cabo com distâncias maiores que 7 metros, a probabilidade de se captar ruídos, espúrios e interferências, é grande, principalmente em lugares com interferências eletromagnéticas e de radiofrequências.

Cabo Balanceado

Um Cabo Balanceado, consiste em um Cabo de Áudio dotado de três vias condutoras de sinais, são:
  • Via Positiva: É a via condutora utilizada para trafegar o sinal de áudio positivo.
  • Via Negativa: É a via condutora utilizada para trafegar o sinal de áudio negativo.
  • Via de Malha: Via GND ou terra, utilizado para retorno do sinal, além de referenciar os GNDs dos circuitos, para não causar diferença de potencial, e proteger o circuito de interferências externas.
Essas vias são alocadas em um único encapsulamento ou em um Cabo de Áudio, como podemos visualizar o diagrama de conexão na Figura 3 abaixo.
Fig. 3 - Ligação de cabo de áudio Balanceado XLR - P10

Os cabos balanceado utilizam duas vias de sinais, essas vias trafegam o mesmo sinal, em contra fase, isso quer dizer que, essas fases estão com a polaridade de 180° defasadas uma da outra. 

Em palavras não técnicas, podemos afirmar que eles têm o mesmo sinal de áudio em, contra fase ou com polaridade invertido.

Para entender melhor, formularemos isso matematicamente. Com os mesmos sinais que são recebidos em contra fase

Exemplo: 

Um sinal com 1 volte pico a pico positivo, representado por +1Vpp, e o outro sinal com 1 volte pico a pico negativo, representado por -1Vpp

Se aplicarmos matematicamente esses sinais, entenderemos que eles se cancelam, vejamos:

  • Via positiva = +1Vpp
  • Via negativa = -1Vpp
Então:
  • X = +1V + (-1V)  → “+ com  - = -
  • X = 0V
Essa é a prova matematicamente que os sinais que entraram com +1Vpp, e -1Vpp se cancelam, ou seja, pela soma algébrica dos sinais de áudio de entrada, acabam em X = 0.

Na Figura 4 abaixo, temos o diagrama esquemático do funcionamento básico de um sistema com sinal de áudio balanceado. O sinal é advindo de um microfone balanceado, mas, esse sinal pode ser de qualquer fonte balanceada

Nesse digrama, o sinal vem em duas vias, com o mesmo sinal em contra fase, que entram no amplificador operacional, cuja finalidade é inverter o sinal negativo e combinar com o sinal positivo.
Fig. 4 - Sinal de áudio balanceado - eliminando interferências

Isso significa que o sinal negativo, é transformado em sinal positivo, tornando um só sinal na saída do amplificador operacional.

O segundo sinal representado ainda na Figura 4, são interferências captadas, nesse caso, eles estão com a mesma fase, já que o sinal interferente atinge às duas vias de sinal do cabo.

Como o amplificador operacional atua como inversor, ele inverte a fase negativa e junta na saída, torando agora os sinais de interferência defasados em 180°,  e pelo cálculo demostrado acima, sabemos que esses sinais quando se juntam “se somam” e como estão defasados, se cancelam. 

Esse processo de cancelamento é chamado de: Rejeição de Modo Comum, e o ruído como atinge às duas vias, ele é o sinal comum.

E é assim que temos na saída, um sinal livre das interferências captadas ao longo de um cabo de sinal de áudio balanceado. 

Então! Qual devo usar?

Os cabos têm suas posições definidas, e depende da necessidade de aplicação, então colocaremos as recomendações de uso de cada um dos cabos, e as vantagens e desvantagens de cada cabo, e suas aplicações.

Cabo Desbalanceado 

Os cabos desbalanceados são bastante utilizados no cotidiano de um músico, já que as conexões entre instrumentos musicais e a mesa de som, ou cubo para retorno, ou mesmo uma pedaleira, são curtos, entre 2 à 4 metros, essa utilização é extremamente normal.

Recomendação:
  • Essa categoria de cabo, é recomendado para uso em pequenas distâncias, inferior a 7 metros, e se o lugar tiver muitas interferências, é recomendado no máximo 5 metros.

Ventagens:
  • Baixo custo
  • Fácil construção

Desvantagens:
  • Limitado a distâncias curtas
  • Em ambiente muito ruidoso, é suscetível a interferências.

Aplicações:
  • Para instrumentos musicais, teclado, guitarra, contra-baixo, etc.
  • Para ligações entre mesa e amplificador, no caso dos não balanceados.
  • Ligação entre uma pedaleira e o instrumento.
      

Cabo Balanceado 

Os cabos Balanceados, são mais utilizados por profissionais do áudio, já que para eles é fundamental ter o seu áudio com som bem definido e sem ruídos, e para isso, se faz necessário a utilização de cabos balanceados.

Isso porque normalmente as conexões entre mesa e periféricos como instrumentos, caixas ativas, estão sempre distantes do operador de áudio, e se essa distância for superior a 7 metros, esqueça os cabos não balanceados, certamente terás grandes problemas com ruídos. 

Recomendação:
  • Essa categoria de cabo é recomentado para uso em distâncias superiores a 7 metros, principalmente em lugares com interferência elétrica, eletromagnética, e de rádio frequência. 

Vantagens:
  • Podes utilizar cabos longos que podem chegar à 60 metros.
  • Mesmo em ambientes muito ruidosos, o sistema é protegido.

Desvantagem:
  • Custo elevado, já que o cabo e os conectores têm que serem do tipo três vias.
  • Montagem mais trabalhosa.

Aplicações:
  • Ligações de medusas, já que são sempre a grandes distâncias.
  • Ligações entre processadores de áudio externos balanceados.
  • Ligações entre mesa e amplificador, no caso dos balanceados.
  • Ligação entre uma mesa e caixa ativa balanceada.
      
O trabalho é grande, escrever, pesquisar, buscar conhecimento para passar da melhor forma possível, tudo isso dá muito trabalho, e não cobramos nada por isso!

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sábado, 25 de junho de 2022

Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317 com PCI

Fig. 1 - Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317 com PCI

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um circuito bastante interessante e muito simples de se montar, no entanto, bastante eficaz e necessário para uso no dia a dia.

Um simples carregador de bateria de Chumbo-Ácido ou baterias de Célula de Gel, de 12V, tendo como base o velho e conhecido Circuito Integrado LM317, e alguns outros componentes discretos com baixo custo, e de fácil aquisição. 

O CI LM317 fornece uma tensão pré-configurada para o carregamento correto da bateria. Uma fórmula básica para aplicar em carregamento de baterias de Chumbo-Ácido ou Célula de Gel, é feita utilizando uma corrente de carregamento de aproximadamente 10% da corrente da bateria

Este circuito carregador foi desenvolvido baseado nessa proporção, podendo ser ajustada conforme o corrente da bateria que você irá utilizar. 

Como Funciona o Circuito?

A componente principal deste circuito é o regulador de tensão ajustável LM317, ele está configurado como circuito de corrente de carga ajustável. 

Ele irá controlar a corrente entregue a bateria, através do transistor 2N3904 que controla a corrente constante na saída. Ele altera sua condução conforme a corrente de consumo do carregador se eleva.

Isso ocorre porque o transistor está configurado de forma que a corrente que trafega através do resistor R2, que funciona como um resistor Shunt polarize o transistor.

Quando a corrente se eleva, uma tensão nos terminais do resistor se forma, se essa tensão atingir o valore de polarização do transistor, que está entre 0,6V à 0,7V, o transistor conduzirá, e controlara o regulador de tensão, e o LED indicador de carregamento se mantém aceso.

O LED1 vermelho mostrará o estado de carga da bateria. Quando a tensão da bateria atingir a tensão regulada, a corrente cairá para alguns miliamperes. 

Isso diminuirá a tensão no transistor Q1 e no LED1 mais baixa, se a corrente diminuir a ponto de chegar cerca de 5%, o transistor não conduzirá e o LED1 desligar. 

Em testes em bancada, ao colocarmos a bateria no circuito, a tensão caiu, e a corrente inicialmente foi  cerca de 700mA, e quando a bateria estava se carregando, e a tensão começou a subir próximo da tensão de 12V pré-regulada, a corrente diminuirá próximo a zero.

Você pode estar setando a tensão para 13.8V, isso aumentará a corrente de carga um pouco, dependendo da bateria. Será necessário utilizar um dissipador de calor no Regulador de Tensão LM317!

Tempo de Carregamento da Bateria

Para determinar  o tempo aproximado que levará para carregar a nossa bateria, é necessário identificar duas características básicas: 
  • A capacidade da bateria em Amperes/hora “Ah”. 
  • A corrente de fornecimento do carregador em Amperes “A”.
O tempo de carregamento, dependerá da corrente da bateria, mas, utilizando uma fórmula simples, podemos calcular o tempo de carregamento da nossa bateria.

Fórmula geral:

TCh = BAh / CA

  • TCh = Tempo de Carregamento
  • BAh = Corrente da Bateria em Ampere por hora Ah
  • CA = Capacidade de fornecimento do carregador em Ampere A 
No entanto, para um carregador com fornecimento de 700mAh, e uma bateria de 7Ah:
  • TCh = BAh / CA

  • TCh = 7 / 0,700
  • TCh  = 10h
Portanto, o tempo de carregamento para a bateria que utilizamos para nosso experimento, que estava bem descarregada, levou  aproximadamente 8 horas para carga completa.

O tempo calculado, é considerando que a bateria estivesse “totalmente” vazia, que não seria o normal uma bateria vazia por completo. Em outros testes que efetuamos com baterias que estavam pouco descarregadas, o tempo de carregamento ficou cerca entre 4:35h à 6:42h até o carregamento completo.

Digrama Esquemático do Circuito

Na Figura 2 abaixo, temos o diagrama esquemático do circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido usando LM350, e a disposição dos componentes, é um circuito simples de se montar, mas é necessário conhecimento técnico básico a intermediário para montar esse circuito.
Fig. 2 - Circuito Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • U1 ....... Circuito Integrado LM317
    • Q1 ....... Transistor Mosfet NPN 2N3904 (ou equivalente)
    • LED1 ... Led de uso geral 3mm vermelho
    • LED1 ... Led de uso geral 3mm verde

  • Resistores
    • R1 ..... Resistor 1.8Ω (marrom, cinza, vermelho, dourado
    • R2 ..... Resistor  / 2W (marrom, preto, preto, dourado
    • R3 ..... Resistor 330Ω (laranja, laranja, marrom, dourado
    • R4 ..... Resistor 2.2KΩ (vermelho, vermelho, vermelho, dourado

    • RP1 ... Trimpot de 10KΩ

  • Capacitores
    • C1, C2 ... Capacitor Poliéster/Cerâmico 470nF ou 0.47uF

  • Diversos
    • P1, P2..... Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros .... PCI, estanho, dissipador e calor, fios, etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como ilustrado na Figura 4 abaixo, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, “MEGA”.
Fig. 3 - PCI - Carregador de Bateria Chumbo-Ácido com Indicador de Carga usando LM317

Link direto para baixar

Clique no link ao lado para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

Pessoal, o trabalho é grande, escrever, montar, testar, elaborar a PCI, armazenar para baixar, tudo isso dá muito trabalho, e não cobramos nada por isso!

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