Describimos en este artículo un dispositivo que permite seleccionar una de 4 fuentes de señales de audio por medio de control remoto e indicación digital, aplicándolas a la entrada de un amplificador. El mismo circuito es reversible, lo que significa que podemos aplicar la señal de una fuente de 4 entradas de amplificadores de audio en un sistema de distribución de sonido. El control remoto funciona por infrarrojos y es bastante sensible.
Partiendo de la idea básica de conmutar 4 señales de audio de diferentes fuentes para la aplicación en la entrada de un amplificador de potencia en un sistema de sonido, en un grabador o incluso en un transmisor, y también de operación inversa: aplicar la señal de una fuente a una de 4 entradas de amplificadores diferentes, añadimos al sistema un control remoto y la indicación digital.
El resultado de ello fue un equipo que puede encontrar varias aplicaciones de utilidad para el lector que le gusta el audio como:
- Cambiar de fuente de programa por control remoto, por el simple toque de un botón.
- Conmutar micrófono en una mesa de conferencias por medio de control remoto.
- Controlar mecánicamente un sistema de distribución de sonido.
Además de estas, muchas otras posibilidades de uso serán encontradas por el lector imaginario.
El circuito tiene una resistencia del orden de 150 ohmios cuando está activado y prácticamente infinito cuando se abre en el canal correspondiente, lo que permite la operación con señales de hasta 5 Vpp de amplitud y alta impedancia.
Los preamplificadores, salidas de grabadoras, mezcladores y otras fuentes de señales de baja intensidad pueden conmutarse con este circuito.
Características
Tensión de alimentación: 110/220 V c.a.
Número de canales conmutados: 4 x 1 o 1 x 4
Alcance del mando a distancia: 10 metros
COMO FUNCIONA
En la figura 1 tenemos un diagrama de bloques que sirve para ilustrar el funcionamiento del sistema.
Un transmisor modulado en tono aplica una señal por infrarrojo a la entrada del circuito que tiene por sensor un foto-transistor. El tren de pulsos es suficiente para provocar el disparo de un 555 en la configuración monoestable, obteniéndose así un pulso único de salida en el pin 3.
Este pulso se aplica en un circuito integrado 4017 conectado como contador hasta 4.
De esta forma, a cada pulso de mando desde el transmisor tenemos la ida de una de las 4 salidas al. nivel alto, en secuencia. Al llegar a la última salida, el 4017 resuelve, reiniciando así el conteo en un ciclo infinito.
Este circuito integrado tanto sirve para controlar el circuito conmutador de audio como el circuito indicador de qué canal está siendo activado.
Tenemos dos posibilidades para ello que se sugieren en la parte práctica.
La más simple consiste en la alimentación directa de uno de los 4 LED que corresponde al canal que está siendo alimentado o que está sirviendo de fuente de señal, según la función del aparato.
La segunda posibilidad, más sofisticada, consiste en el uso de un display de 7 segmentos que presenta el número del canal que está siendo activado de 1 a 4.
La conmutación de las señales de audio se realiza sobre la base de un circuito integrado CMOS del tipo 4066 cuyo diagrama interno se muestra en la figura 2.
Este circuito integrado está formado por 4 claves analógicas / digitales que no son más que transistores de efecto de campo MOS. Con las compuertas de estas llaves a tierra, el transistor de efecto de campo presenta una resistencia de miles de megohms en ambos sentidos, es decir, entre la fuente (s) y el dren (d).
Sin embargo, cuando se lleva al nivel alto, o sometida a una tensión positiva la compuerta (g) hace que el transistor conduzca intensamente a la corriente, pues presentará una resistencia muy baja, del orden de 80 ohmios, típicamente.
Podemos utilizar el 4066 de dos formas.
En la modalidad digital, el pasador 7 va a la tierra (0 V) y el 14 al positivo de la alimentación que puede variar entre 3 y 15 V. Podemos entonces controlar en ambos sentidos señales que varían de intensidad entre 0 y la tensión de alimentación.
Para operar con señales de audio que pueden tener semiciclos negativos operamos en la segunda modalidad.
Para ello alimentamos el pin 14 con una tensión positiva y el pino 7 con una tensión negativa, de una fuente simétrica. Esta es la modalidad de operación en nuestro circuito.
Entonces conectamos la entrada de cada llave a una fuente de señal y en la salida un jack de salida único. En la figura 3 mostramos lo que se ha hecho.
Como en esta modalidad de operación el 4066 puede controlar las señales en ambos sentidos, las 4 entradas pueden ser usadas como salida y la salida como entrada, eso para un sistema distribuidor de señales.
A cada pulso de mando del transmisor activamos entonces una de las llaves colocando la entrada (o salida) correspondiente en conexión con la salida (o la entrada) única.
Es importante observar las características de funcionamiento con señales de baja intensidad de este aparato que sirve para acoplar fuentes como preamplificadores, micrófonos, mezcladores y otros aparatos similares a la entrada de amplificadores.
Las señales intensas como las de la salida de amplificadores no pueden ser controladas por este circuito.
También observamos que, como el sistema receptor no está dotado de filtros, puede responder a otros tipos de radiación modulada como, por ejemplo, de otros controles remotos que operan en el mismo sistema.
Montaje
Comenzamos por dar el circuito del transmisor en la figura 4.
En la figura 5 tenemos el transmisor montado en una pequeña placa de circuito impreso.
El LED emisor infrarrojo admite equivalentes. En realidad, cualquier LED que tenga emisión en el rango de infrarrojos con una corriente entre 20 y 50 mA puede ser usado sin problemas.
Los resistores son de 1/8 W con 5% de tolerancia y el electrolítico es para 12 V o más. La alimentación puede venir tanto de batería de 9 V como 4 pilas pequeñas.
Es interesante montar el LED en un tubo opaco con una pequeña lente convergente para dirigir el haz obteniendo así mayor alcance. Otra posibilidad consiste en usar una caja de control remoto de TV que ya posee un panel transparente al infrarrojo en su parte frontal.
Para el accionamiento se utiliza un interruptor de presión del tipo normalmente abierto (NA). El diagrama completo del receptor y mostrado en la figura 6.
Esta parte del circuito no incorpora el sistema indicador y la fuente de alimentación.
En la figura 7 tenemos la placa de circuito impreso para este sector del montaje.
El foto-transistor puede ser el indicado en el diagrama y lista de material o cualquier equivalente para infrarrojos. Los transistores admiten equivalentes y para los circuitos integrados indicamos el uso de sockets.
Los resistores son de 1/8 W o más con 5% de tolerancia y los condensadores menores tanto pueden ser de poliéster como cerámicos.
Los electrolitos son para 12 V.
Los cables de entrada y salidas deben ser blindados con las mallas debidamente conectadas a tierra.
El indicador LED de accionamiento es opcional, ya que si existe la parte de la indicación digital, no es necesario utilizarlo.
Dos circuitos de indicación se utilizan en el proyecto.
El primero de ellos se muestra en la figura 8 y hace uso de 4 LED.
La placa de circuito impreso para esta parte del circuito se muestra en la figura 9.
Los LED son rojos comunes y los resistores son de 1/8 W.
Para el accionamiento de display de 7 segmentos tenemos el circuito de la figura 10.
La placa de circuito impreso mostrada en la figura 11.
Los diodos son comunes de silicio como el 1N4148 o 1N914 y el display es de 7 segmentos tipo LED con ánodo común.
La fuente de alimentación se muestra en la figura 12.
Los componentes de la fuente de alimentación se pueden colocar en la misma placa separada como se muestra en la figura 13.
El transformador tiene devanado primario de acuerdo con la red local y secundaria de 12 + 12 V con 500 mA. El LED es opcional y los circuitos integrados son reguladores de 6 V positivos y negativos no necesitando de radiador de calor dada la baja corriente del proyecto.
Los diodos son 1N4002 o equivalentes y C1 y C2 deben tener tensiones de trabajo de 25 V. C3 y C4 son condensadores para 12 V.
La fuente alimentará tanto el sector de indicación, como la conmutación de audio.
Prueba y uso
Para probar inicialmente alimente el circuito y accione el control remoto para verificar su acción sobre el circuito.
Ajuste la sensibilidad del receptor en P1.
A cada toque en el interruptor de presión del transmisor debe ocurrir la conmutación con el accionamiento del dígito siguiente en el display o el LED correspondiente.
Una vez comprobado el funcionamiento del sistema de control remoto es sólo usar el aparato.
En la versión con 4 fuentes y una salida de señal la conexión de los aparatos a los dos canales, ya que el sistema es estéreo, se muestran en la figura 14.
Utilice siempre cables blindados para las conexiones para que no aparezcan zumbidos, los niveles de señales deben ser compatibles con las características del circuito para que no ocurran sobrecargas o distorsiones.
Para la operación con 1 fuente y 4 salidas la conexión se realiza como se muestra en la figura 15.
A cada toque del control remoto debe haber la conmutación del dígito en el display o el LED correspondiente. Comprobado el funcionamiento es sólo hacer la instalación definitiva del aparato.
Recomendamos también en este caso el uso de cables blindados para las conexiones de los aparatos. Sugerimos el montaje en caja metálica para servir de blindaje y así reducir la posibilidad de captación de zumbidos.
a) Transmisor
Semiconductores:
CI-1 - S55 - circuito integrado
Q1 - BC558 -transistor PNP de uso general
LED1 - PSU3400 o equivalente - LED emisor infrarrojo
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 47 k ohms
R2 - 4,7 k ohms
R3 - 1 k ohms
R4 - 47 ohms
Capacitores:
C1 - 47 nF - cerámico o poliéster
C2 - 100 uF x 12 V - electrolítico
Varios:
S1 - interruptor de presión NA
B1 - 9 o 6 V - batería o 4 pilas pequeñas
Soporte de pilas o batería, placa de circuito impreso, caja para montaje, hilos, soldadura, etc.
b) Receptor (conmutador)
Semiconductores:
CI-1 - 555 - circuito integrado
CI-2 - 4017 - circuito integrado CMOS
CI-3 y CI-4 - 4066 - circuitos integrados CMOS
Q1 - BPW42 o equivalentes - foto-transistores
Q2 y Q4 - BC548 o equivalentes - transistores NPN de uso general
Q3 - BC558 o equivalente -transistor PNP de uso general
LED1 - LED rojo común
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 100 ohms
R2, R3 y R5 -100 k ohms
R4 - 47 k ohms
R6 - 1 k ohms
R7 a R10 - 10 k ohms
Capacitores: (electrolíticos para 12 V o más)
C1 - 10 uF -electrolítico
C2, C11 y C12 - 220 nF - cerámicos o poliéster
C3 a C10 - 100 nF - cerámicos o poliéster
C13 y C14 - 100 uF - electrolíticos
Varios: Placa de circuito impreso, sockets para los integrados, jack de entrada y salida, caja para montaje, hilos, soldadura, etc.
c) Circuito indicador con LEDs
CI-1 - 4093B - circuito integrado CMOS
LED1 a LED4 - LEDs rojos comunes
R1 a R4 - 470 ohms 1/8 W - resistores
d) Circuito indicador con display
CI-1 - 4093B - circuito integrado CMOS
DY1 - display de 7 segmentos de ánodo común
D1 a D16 - 1N4148 o 1N914 - diodos de silicio
R1 - 470 ohms x 1/8 W - resistor
e) Fuente de alimentación
Semiconductores:
CI-1 - 7806 - circuito integrado regulador de tensión
CI-2 - 7906 - circuito integrado regulador de tensión
D1 a D4 - 1N4002 o equivalentes - diodos de silicio
LED1 - LED rojo común
Capacitores: (electrolíticos según la tensión indicada)
C1 y C2 - 1 000 uF x 25 V - electrolíticos
C3 y C4 -100 HF x 12 V - electrolíticos
Varios:
S1 - interruptor simple
F1 - 1 A - fusible
T1 -transformador con primario de acuerdo con la red local y secundaria de 9 + 9 o 12 + 12 V x 500 mA
R1 -1 k ohms - resistor -1/2 W
Placa de circuito impreso, cable de alimentación, soporte para fusibles, cables, etc.