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Dual JFET phono preamp - pré-amplificador para toca discos com ajustes de resistência e capacitância

Depois que reforcei minha vida analógica com a Minimalista Turntable, me obriguei a produzir um pré-amplificador com um toque artesanal também. Tomando como base o esquema elétrico do Minimalista Receiver, onde um TL082 faz todo o trabalho sozinho, decidi moldar meu phono preamp partindo daquele princípio - que me atende muito bem até hoje! - tanto por ter certa afinidade com esse CI quanto por ter gostado bastante da resposta daquele preamp.

O TL082 é um CI clássico, possui J-FET duplo casado na entrada e foi largamente utilizado em diversas frentes, desde pré-amplificadores até equalizadores e efeitos. Suas características permitem que essas aplicações em áudio entreguem qualidade com uma configuração relativamente simples. Existem outros OPAMPs que poderiam ser empregados para essa finalidade, claro, inclusive com respostas melhores, mas eu gosto desse CI e tenho alguns guardados há anos. Por que não usar?! A ideia inicial é ouvir meus discos, ponto. E esse preamp foi desenvolvido a ouvido, vamos dizer assim.

Ajustes avançados de resistência e capacitância

Um exagero, um absurdo, pode julgar. No esquema original e também na sugestão de PCB, existem dois switchs que permitem ajustar a resistência e a capacitância da cápsula, ou seja, seria um plus para atender vários tipos de turntables. Claro que, se você for montar pino a pino ou num layout diferente daquele que sugeri, poderá omitir essa parte e criar um ajuste fixo de acordo com a sua necessidade.

Uma outra possibilidade de melhoria pro futuro é adicionar um controle avançado de ganho - e já está mapeado para testes em breve - para casar com os ajustes de resistência e capacitância, atendendo de forma ainda mais completa para uma audição clara e de qualidade em cápsulas MC, que geralmente possuem a necessidade de ajuste de ganho ao alcance das mãos - associando ou não a um microtransformador de entrada, ainda não decidi a topologia, e isso pode demorar para ser testado até que eu consiga uma turntable MC pra essa session.

Características gerais

E esse preamp foi desenvolvido a ouvido, vamos dizer assim. E foi com base nisso que ajustei a curva de equalização dele, assim como o ganho. Importante que você saiba que todos esses testes foram feitos com base na Minimalista Turntable em conjunto com o Sony FH-G33AV e também o Minimalista Amplifier. Eu não usei outros artifícios pra chegar nessa configuração que não fosse dessa forma, ouvindo.

A fonte de alimentação segue os padrões ~~exagerados~~ de qualidade diyPowered para alcançar a melhor entrega de energia e de regulação de tensão pra esse projeto, fornecendo +15V/-15V/0V com uma corrente máxima disponível de 350 mA - mais do que suficiente pra sustentar o par de TL082 e dois LEDs.

Possibilidades de melhorias mapeadas

Controle de ganho
Ajuste de balanço com VU meter de equilíbrio
Par de VU meter analógicos
Controle de volume MASTER
Seleção de tipo de cápsula MM/MC (para complementar os ajustes de resistência e capacitância)
Saídas balanceadas XLR

A versão inicial 1.0 do projeto se encontra disponível para download abaixo, com o esquema elétrico e sugestão de layout para placa de circuito impresso. A referência do case impresso em 3D e os arquivos de download estão disponíveis no site Thingiverse - lembrando que eu redimensionei esse case para atender ao projeto, ficando maior do que o original.

Em tempo: ~~a montagem do projeto no case está em andamento e as fotos serão postadas no site assim que tudo estiver pronto!~~ Fotos no final da página!

Clique para baixar o PDF

Versão MM Standard

A mesma topologia e qualidade para atender a maioria dos toca discos com cápsula do tipo MM, praticamente um circuito universal.

NOVIDADE! A placa dessa versão e os arquivos do projeto estão disponíveis na PCBWay para comprar pelo link abaixo:

https://www.pcbway.com/project/shareproject/Dual_JFET_phono_preamp_MM_STANDARD_1_0_af998fa7.html

Essa versão é exclusiva da PCBWay e foi atualizada, o esquema elétrico e arquivos da placa (design da PCB) correspondente estão aqui:

https://drive.google.com/drive/folders/1CNykPCA1t5-a2lenmnFwocABUvSQPyPh?usp=drive_link

Versão 1.0

Clique para baixar o PDF (Versão 1.0)

Bike Fast Charger (BFC) - carregador automático compacto para Bike Power Bank

Tamanho reduzido, alto rendimento e total controle da carga, o Bike Fast Charger faz parte do grande projeto de energia móvel para bicicletas utilizando eletrônica pura com componentes simples de fácil reposição

Não há muito o que dizer sobre o carregador. É um carregador automático. Simples. Não?! Seria simples se fôssemos analisar os carregadores comuns que encontramos no mercado para baterias de íons de lítio. São simples fontes de tensão constante onde o equipamento a ser carregado é quem se encarrega do controle da carga. No caso do Bike Power Bank, temos somente as células e os circuitos internos, nenhum controle. Por essa razão, o Bike Fast Charger - chamado apenas por BFC - fornece a tensão constante necessária para a carga das células de 7.4V x 4.4A e ao mesmo tempo controla essa tensão, fazendo o corte da carga - e quando falo em corte, é corte mesmo: o carregador se desconecta fisicamente do BPB - no momento em que as células alcançam quase 100% de sua capacidade. Sim, quase 100%. Não há necessidade de se carregar 100% das células a menos que você queira reduzir sua capacidade aos poucos. Porque para chegar aos 100%, as células precisam ficar expostas mais tempo que o necessário à carga, o que pode levar a saturação em poucas dezenas de ciclos. Por essa razão, o BFC recarrega de forma segura, próximo aos 98%.

Foi utilizada uma carcaça de fonte genérica para antigas impressoras HP e também foram reutilizados os mesmos cabos de entrada e saída de energia por uma questão prática e estética. Por sorte o plug P4 dessa fonte era idêntico ao P4 do Bike Power Bank - BPB - e não precisei substituí-lo.

O trafo utilizado fornece 9V x 1A que são devidamente retificados e aplicados ao controle da carga. Dois LEDs foram adicionados, um verde e um âmbar. O âmbar indica que o BFC está carregando (e ele somente acende caso o carregador esteja conectado ao BPB e este realmente necessite de alguma recarga) e o verde se acende ao fim da carga, fazendo com que o LED âmbar se apague. Uma carga não tão rápida a ponto de saturar as células e nem tão lenta a ponto de deixar na mão. Se for necessária uma carga completa no BPB, iniciando à noite, por exemplo, dentro de um período onde a bicicleta não será utilizada - não se deve interromper o ciclo! - certamente a carga estará completa bem antes do amanhecer. Ou seja, prático, rápido e limpo. E quase de graça =]

Sem maiores para contar, as fotos.

Bike Fast Charger

Cabos originais reaproveitados

LEDs indicadores (carga e carregando)

Carga completa

Carregando BPB

Bike Power Bank (BPB) - 7.4V x 4.4A de pura autonomia

Um projeto audacioso e ao mesmo tempo simplório para alimentar as luzes de segurança da bicicleta, um alerta sonoro com decibéis elevados e uma porta USB de recarga emergencial para celulares e tablets, o Bike Power Bank é uma fonte de energia limpa e totalmente renovável, eliminando a substituição de pilhas recorrentes

Simplório. Já disse tudo.

A ideia era desenvolver uma forma barata e eficaz para sustentar as luzes e o sonoro da bicicleta. Sou um ciclista urbano que anda entre os carros e ônibus de forma rápida e ágil, buscando me locomover com segurança e eficiência em qualquer horário pela cidade saturada de veículos. E adoro ser livre. O que me deixava irritado era o fato de não poder implantar luzes e sonoros mais potentes - para melhor ser visto - por conta das limitações óbvias dos sinalizadores comerciais que utilizam baterias CR2032 e pilhas comuns. Isso sem contar com o grande problema desses sinalizadores: água. Dificilmente você vai encontrar algum pisca resistente a água. Outra coisa muito chata é o troca-troca de pilhas e baterias. Quem utiliza a bicicleta todos os dias e faz uso de sinalizadores, sabe que a carga não dura muito tempo, deixando as luzes brandas e com baixo alcance. O que é um grande risco quando se trafega entre os demais veículos em vias rápidas. Ver e ser visto. Eis o lema.

Não satisfeito, consegui uma bateria de notebook Dell com seis células. Utilizei quatro delas e montei tudo numa caixa plástica - que poderia ter sido preta, mas era o que eu tinha e pronto. Montei também uma porta USB para recargas emergenciais de celulares e tablets, duas saídas full em padrão P2 para luzes e sonoro e um bargraph de quatro LEDs indicadores de status de carga disponível. Tudo isso sem utilizar um único CI ou microcontrolador, jovens. Isso mesmo. Tudo na boa e velha eletrônica pura. Fixado no bagageiro da bicicleta com todos os cabos discretamente passados, o conjunto ficou muito harmônico.

Para proteger todo o conjunto durante a recarga das células, foi adicionado um circuito que não permite o acionamento das luzes e sonoro enquanto o carregador estiver conectado e ativo. É simples, mas permite salvar LEDs e resistores - bem como o circuito de pisca e potência - de ter contato com a tensão do carregador. Também adicionei um fusível na saída das células, antes de qualquer circuito, para evitar sobrecarga e curto-circuito. Afinal, estamos falando de 4.4A.

Luzes

O sinalizador dianteiro é formado por seis LEDs de alto rendimento retirados de uma tela de monitor de vídeo. Foram fixados de forma a dissipar calor na parte metálica interna, promovendo a transferência térmica inteligente. Tudo montado numa caixinha de fonte chaveada de algum modem ou roteador. O sinalizador traseiro, formado por dois LEDs em série - da mesma fonte dos LEDs do dianteiro - montados num padrão formado por acrílicos em 90º (um para frente e outro para baixo) dão um visual muito bacana. A lanterna traseira foi montada de lado no bagageiro, facilitando a carga e abrindo margem para a fixação de uma placa bem bacana que pretendo colocar na bicicleta. Só para constar: tudo lixo eletrônico.

O efeito diferenciado de piscadas foi obtido - não, não se trata de MC aqui também não! - alterando a fase de um astável com transistores comuns e aplicando o sinal num transistor de maior potência. Tudo elegante, perfeitamente montado e escondido. E o melhor: resistente a água.

Tenho deixado um plástico revestindo o Power Bank porque em Pelotas realmente chove em todas as direções, e como a caixa é branca, se eu deixar exposta ao inverno, certamente vai ficar toda manchada e feia. Logo, fica assim por enquanto. Aperfeiçoei a proteção utilizando plástico filme, que, apesar de menos resistente, abraça melhor o case e veda com eficiência.

Fico devendo as fotos do Bike Fast Charger (o carregador do power bank) - e um vídeo do conjunto acionado - por enquanto, já que estou trabalhando numa versão de menores dimensões, para ficar mais fácil de transportar e mais leve que o atual. Sem mais, as fotos.

Power Bank ativo (LED azul)

Power Bank carregando (LED vermelho)

Fixação no bagageiro

Vista inferior (destaque do para-lama de PET)

Sinalizador traseiro

Sinalizador dianteiro (destaque para o para-lama de PET)

Botão de acionamento do sonoro

Promessa é dívida: saindo o vídeo demonstrativo no mesmo dia da publicação do projeto. O vídeo da carga e as fotos do carregador novinho serão publicados ainda esta semana. Se tudo correr como o previsto.

** 01/06/2017

E aqui está o Bike Fast Charger - ou BFC - pronto e já publicado!

** 28/07/2017

Um pequeno upgrade na lanterna traseira para mudar a luz branca para vermelha. Na época da montagem, não consegui LEDs vermelhos com luz suficiente para a aplicação, então, apliquei dois LEDs brancos dos mesmos da lanterna dianteira. Dia 26 comprei 2 LEDs de 10mm alto brilho e fiz a troca. Ficou muito padrão e com brilho maior ainda! Fiz um GIF para ilustrar.

Sim, agora com para-lamas!

** 12/10/2017

Fiz um upgrade dia desses e não registrei aqui: mais LEDs e LEDs grandes na lanterna traseira para melhor visibilidade. Em dias chuvosos ou com baixa visibilidade, a lanterna anterior não dava conta...