Este é um jogo de luzes, que produz vários efeitos, variando até mesmo de acordo com as batidas graves da música. Ele é ideal para festinhas, pois é bem compacto, fácil de instalar e totalmente automatizado.

• Esquemático: sonlumo-2.sch
• Placa de Circuito Impresso: sonlumo-2.pcb (sonlumo-2_pcb.pdf)
• Programa do AVR: sonlumo-2_avr.asm; (arquivo de inclusão: tn15def.inc)

Optamos definitivamente por trabalhar com o microcontrolador da Atmel, o ATTiny15, dada sua simplicidade e facilidade de uso em ambientes Linux. Mas isso não impede que o programa seja facilmente adaptado para versões mais modernas da família ATTiny.

O circuito basicamente está centrado no microcontrolador (U2), que gera os padrões de pulsos PWM, modulando assim a tensão média para cada grupo de LEDs, vermelhos, verdes e azuis. Com a variação das intensidades de cada um desses grupos, gera-se uma grande diversidade de tons, de acordo com as leis de combinações de cores básicas.

A primeira parte do circuito consiste de um detector de sons graves, composto por quatro blocos com amplificadores operacionais:

1. Filtro passa-baixa de 2ª ordem;
2. Amplificador inversor e detector de envoltória;
3. Filtro passa-baixa de 1ª ordem com seguidor de sinal;
4. Comparador com histeresse;

Um sinal de áudio é captado pelo microfone Q1 e passa por estes 4 blocos condicionadores, que geram um trem de pulsos quadrados, modulados de acordo com as “batidas” mais graves da música que estiver sendo tocada por perto. Estes pulsos são usados pelo microcontrolador para se gerar alguns efeitos ritmados. Na falta desses pulsos, o controlador modula os LEDs com efeitos mais simples, sem influência de som externo.

Os sinais PWM gerados para modular os LEDs têm uma frequência aproximada de 120 Hz, suficiente para não deixar qualquer rastro de cintilação perceptível pelo olho humano.

Como mostrado pelo esquemático, são necessários dois outros circuitos:

• Módulo de LEDs;
• Estabilizador de tensão.

A separação em módulos facilita a montagem do aparelho. O estabilizador de tensão foi necessário porque o circuito analógico detector de pulsos se mostrou bastante sensível à variação da tensão de alimentação, causada pela modulação de correntes significativas para o acionamento dos LEDs (em torno de 1 A).

Este protótipo ficou bem limpo, quase profissional mesmo, tendo sido montado em uma caixa plástica preta, com compartimento para as 4 pilhas, botão liga-desliga verde, e entrada para alimentação externa. Só faltou o fusível: se der curto-circuito, vai para o espaço, é capaz até de as pilhas explodirem.

Figura 1

Aqui vemos o resultado do filtro passa-baixa de 2ª ordem, onde o canal 1 recebe um sinal de áudio e o canal 2 mostra esse sinal sem as variações mais rápidas, características das frequências mais altas. Percebe-se também um significativo atraso de fase do filtro.

Figura 2	Figura 3

Já a figura 2 mostra o desempenho do detector de envoltória. Nota-se que o circuito segue a envoltória negativa, a parte de baixo do sinal de entrada. Nessa imagem está registrada a batida grave de algum instrumento de percussão, captada pelo microfone. Na figura 3 se observam várias batidas em sequência.

Figura 4

Após passar por um filtro passa-baixa, o sinal da envoltória se torna suavizado. Podemos observar que o sinal assim obtido acompanha a “média” do sinal da envoltória. Comparando-se estes dois, chegamos então à detecção dos picos para as batidas mais graves.

Figura 5

O resultado do comparador com histeresse é mostrado aqui, onde se percebe claramente que ele acompanha bem os picos das batidas mais graves (os “pancadão”…).

Figura 6

E eis a resposta do microcontrolador aos estímulos sonoros recebidos pelo microfone e transformados em um trem de pulsos que acompanha o ritmo da música.

Figura 7

Este é a configuração das três saídas dos LEDs no momento em que o programa controlador entra no “efeito estrobo”. Daqui pode-se tirar o frequência e largura de pulso do sinal: 6,6 Hz, com lampejos de 20 ms.

Mantemos aqui um breve histórico sobre as versões antigas do projeto.

A maior dificuldade foi para obter o efeito estrobo: os tempos de vida útil das lâmpadas ficavam muito curtos. A primeira tentativa foi com lâmpada de xenônio. Algumas festas e… fim, ela morria. Depois, tentamos lâmpadas fluorescentes compactas. Piscavam por somente duas noites e… fim.

Finalmente, com a tecnologia dos LEDs de potência, obtivemos acesso à solução “final”, apresentada desde o início desta página.

• Esquemático: sonlumo-1.sch
• Placa de Circuito Impresso: sonlumo-1.pcb
• Programa do AVR: sonlumo-1_avr.asm

Esta foi a última versão “fracassada” que testamos, em novembro de 2005, que utiliza somente 3 lâmpadas incandescentes. As versões anteriores tentavam incluir uma 4ª lâmpada, para efeito estroboscópico. Esta utiliza o CI ATtiny15, da ATMEL, que inclusive está obsoleto, fora de linha de produção.

• Esquemático: sonlumo_pic.sch
• PCI: sonlumo_pic.pcb
• Programa PIC: sonlumo_pic.asm

Esta é a primeira versão, a mais antiga, datando de setembro de 2005. É uma aplicação com o PIC16F84A.