Projeto Labrador - H2PV1 Home2Pro Limiter & Clear

Um projeto simples que utiliza componentes simples para criar um ambiente sonoro limpo e com volume constante para quaisquer aplicações em áudio de alta fidelidade

Sempre quis montar um limiter & clear. Para quem não sabe, o clear seria um atenuador de interferências e ruídos, realçador de frequências chaves e pré-amplificador no início do percurso para que o sinal chegue ao clear com equalização flat e nível adequado ao circuito clear. Pois bem. Depois que troquei a placa mãe da Jukebox, o libmad/libavcodec nunca mais funcionou como deveria. Fiz de tudo: atualizei o pacote, atualizei os drivers Realtek e até tentei instalar outra versão do Windows. Nada houve. Obviamente que estamos falando de uma placa mãe mais antiga, não dá pra esperar demais mesmo. Na configuração anterior da Jukebox, a placa mãe era ASUS com áudio também Realtek, mas como se tratava de um modelo bastante recente, tudo funcionava como eu esperava. Mas encurtando a novela, nunca mais consegui ouvir música sem precisar ajustar o volume manualmente, hora porque ficava baixo, hora porque ficava alto demais. Como já fazia um bom tempo que não me metia num projeto, aceitei o desafio e me baseei nas premissas diyPowered de sempre: gastar pouco ou nada, utilizar esquema enxuto e funcional, componentes acessíveis e robustos, configuração simples e perfeita. Iniciei o esquema elétrico tomando por base o super M1 - que possui um pré exclusivo de excelente qualidade - mas alterando alguns parâmetros para que fosse se adequando ao projeto. Perdi - ou ganhei? - algumas horas ajustando e afinando esse circuito, mas valeu muito a pena quando finalmente cheguei ao resultado que eu queria. Quanto ao ajuste automático, optei por montar uma cápsula limiter com um LED 3mm vermelho de alto brilho apontado para um LDR precisamente selecionado a uma distância cravada de 3mm num ambiente interno totalmente isolado e escuro. A configuração foi crucial e perfeitamente encontrada após horas de testes massacrantes. Parece simples - e é - mas no controle dessa interface é que mora o segredo do projeto. Porque se você acha que basta o LED piscar para cair a resistência no LDR, você está enganado. O controle - depois de ser calibrado internamente, claro - analisa a resistência atual do LDR, cruza essa informação com o sinal de entrada e envia para o LED a informação precisa de 'quanta luz' deve emitir e quanto tempo deve se manter iluminado para cada pico de sinal. Seguindo o mesmo princípio, o controle envia para o LED a informação para se apagar rapidamente quando a resistência lida no LDR é proporcionalmente inferior ao necessário para manter a saída constante, o que faria com que o sinal 'caísse' tornando o sinal de entrada menor do que o pico atual. Mais uma vez o circuito de controle atua de forma precisa e rápida sem perder as características originais do sinal. Claro que toda essa função é processada num período de tempo extremamente curto para que consiga acompanhar cada linha de sinal que chega ao circuito. Enquanto você lia essa informação, o circuito já operou a função milhares de vezes. No painel frontal é possível acompanhar a atuação do controle de forma isolada para cada canal por meio de dois LEDs verdes e também existe um controle manual de atuação, para que seja feito um ajuste personalizado de acordo com a fonte de sinal utilizada. Cada pico do áudio original é 'absorvido' pelo controle e tratado, o que faz com que os LEDs do painel se iluminem rapidamente quase que na mesma rapidez com que o controle atua.

Ainda falando da cápsula limiter, os LEDs escolhidos e seus LDRs foram testados e conferidos um a um para que os canais fossem montados de forma idêntica. Dessa forma, o controle possuiria ajustes mínimos para que as cápsulas atuassem na mesma velocidade em ambos os canais. Todo esse cuidado se deve pelo simples fato de que essas cápsulas foram produzidas exclusivamente para este projeto, não se tratando de um componente comercial que se encontra em qualquer loja e que possui a mesma característica em lote. Tudo foi testado nesses LEDs e LDRs antes da montagem e teste para que fosse possível 'tirar' deles tudo o que eles podem oferecer dentro de limites razoáveis de segurança. O LED, por exemplo, trabalha numa condição em que sua sensibilidade de emissão está próxima a 100%. Isso permite que o LED seja capaz de se iluminar tão rapidamente quanto se apagar. Obviamente que isso pode reduzir a vida útil do componente - e que também essa questão foi prevista e bem resolvida: mesmo nos picos extremos, a corrente no LED é controlada para que não danifique nem encurte a vida útil do conjunto, já que se trata de uma cápsula onde não é possível trocar somente o LED ou o LDR. Somente todo o conjunto. E claro que se esse dia chegar, o correto é trocar as duas cápsulas, de ambos os canais, para manter a integridade do sinal em relação ao controle. Trocar apenas uma cápsula e manter a outra já usada é como trocar apenas uma das lanternas de um carro, mantendo uma antiga. Entende?!

Para início de conversa, o esquema jamais poderia alterar o sinal. Isso mesmo. O sinal que entra deve sair da mesma maneira, com as mesmas características, e melhorado em relação ao nível e pureza. Ok: tecnicamente o sinal é alterado de certa forma, mas quando falo que o sinal original jamais poderia ser alterado, me refiro a inserir equalização/loudness, alterar frequências amplas, adição de ruído no processamento do sinal original, etc. Isso é básico, nem precisava comentar aqui. Porque o H2PV1 foi desenvolvido apenas e tão somente para servir como limitador, atuando como um nivelador automático de sinal que permite que a saída de áudio se mantenha mesmo que a entrada esteja em condições desfavoráveis - sinal alto demais ou baixo demais - e por se tratar de um acessório para este fim, não deve alterar a fonte de sinal e suas características originais. O máximo permitido é o clear, que não vai alterar as características originais e servirá como um forte aliado para que o sinal se mantenha estável e limpo até chegar aos seus ouvidos. Aqui, ele está atuando antes do home theater, recebendo sinal do M1, que faz o switch entre as fontes de áudio da TV e Jukebox.

Obviamente que o projeto - como todos os outros do site - é um protótipo e que não possui qualquer preocupação com a estética e mídia de consumo. Fiz por mim, para mim, utilizando tudo o que tenho em casa. Não gastei um centavo aqui. O transformador 12V x 250mA veio da placa de um nobreak que tenho faz tempo - tenho mais dois desses reservados - e todas as peças são de estoque particular; a carcaça utilizada é de um leitor/gravador de DVD ASUS que sacrifiquei há poucos dias, o painel frontal é um espelho (tampa de baia) de gabinete desktop que sobrou no trabalho - novinho, black piano - e os LEDs utilizados são todos de sucatas. O potenciômetro vintage era de um receiver Sonata. Custo zero, benefício garantido. Se algum dia eu tiver muito tempo e muito dinheiro para me dedicar aos projetos, com certeza o Home2Pro será um dos projetos que serão levados para linha de montagem com todas as regalias possíveis. Das internas ao gabinete.

Atenuando os sinais mais fortes e ajustando os mais fracos, o H2PV1 mantém constante a saída de áudio tornando a audição de mídias diversas muito agradável. Ouvir música na Jukebox ficou mais legal ainda, já que conto agora com um circuito dedicado e não mais um software compartilhado que não me entrega o mesmo resultado. Também aprecio um áudio mais limpo e vivo do que nunca, graças ao clear. Posso dizer que montei o meu limiter & clear e que deu tudo muito certo. Muito certo mesmo. O desempenho do humilde equipamento é de surtar quem pagou caro num limiter por aí. Inclusive, com certas alterações no esquema, seria possível montar um pedal limiter para guitarra sem muito esforço. O projeto original é muito flexível, barato e simples de ser implantado para outras aplicações.

Sem mais delongas, vamos aos registros.

Painel frontal (atuando)

Lado a lado com o M1 (em repouso)

Ao ser acionado (LEDs indicadores piscam se OK)

Porque ninguém é adivinha

Detalhe do painel

Log do projeto

01/01/2016 - Esquema elétrico definido e montagem em bancada iniciada
02/01/2016 - Circuito em teste e afinação para checagem da eficiência
02/01/2016 - Testes efetuados em bancada com afinação do circuito, avaliação de eficiência e dinâmica apurada; circuito passou em todos os testes com muito sucesso, áudio limpo e baixíssimo ruído com total controle do nível de sinal na saída; compressor e clear funcionando perfeitamente e já iniciada a montagem do gabinete
04/02/2016 - Pequeno incidente envolvendo o potenciômetro de ajuste da supressão me fez parar o projeto até que consiga outro para substituir. O gabinete está quase pronto, faltando apenas alguns detalhes e a substituição do potenciômetro para prosseguir para testes finais
06/02/2016 - Aproveitando a parada súbita, vou rever o painel frontal do Pro2Home e criar um padrão visual que iniciei no M1. Há erros que são acertos =]
03/04/2016 - Projeto finalizado!

** 26/11/2016

Há alguns meses, o H2PV1 vinha apresentando um forte ruído. Retirei de produção e acabei esquecendo de olhar o problema. Acabei tendo que substituir o potenciômetro de ajuste - e consequentemente o knob, porque o original não encaixava. Aproveitei para dar uma revisada na fonte e fiz melhorias na filtragem e regulagem da tensão de alimentação do conjunto. Tudo colocaod no lugar, e o bicho voltou a funcionar redondamente!

De cima para baixo: HS-1875Mi, H2PV1 e ViAS

Detalhe do LED power