Intercomunicador modular para auriculares del tipo "todos hablan y escuchan", pensado para un sistema de telecámaras de un estudio televisivo o también como intercom para motociclistas.
Este proyecto le he desarrollado para un técnico que necesitaba construir un sistema de comunicación entre camarógrafos de un pequeño estudio de televisión. En los canales de televisión, el operador que se encuentra en la sala de control debe dar continuamente indicaciones a los camarógrafos sobre los planos y los movimientos de las telecámaras. Por lo tanto, es fundamental que la comunicación se pueda hacer simultáneamente entre todos sin necesidad de apretar ningún pulsador y que el sistema sea simple de construir y de usar.
Uno de los módulos del intercomunicador con sus respectivos auriculares.
El circuito que les presento es modular y permite de conectar dos o más auriculares con micrófono entre si. A cada módulo se puede conectar un solo auricular y por lo tanto será necesario construir tantos módulos como auriculares deseemos usar. Podemos agregar posteriormente nuevos módulos con auriculares conectándolos simplemente al cable principal sin necesidad de modificaciones al sistema ya existente. Todos los módulos se conectan en paralelo entre si.
He proyectado el intercomunicador usando componentes comunes que se pueden encontrar en cualquier negocio de electrónica. Previendo que los módulos serán montados en pequeñas cajas metálicas o de plástico, con conectores jack de panel, para las entradas y las salidas de las plaquetas he preferido usar bornes con tornillos en lugar de conectores de audio específicos.
Circuito del intercomunicador (uno de los módulos).
En la figura podemos ver el circuito electrónico de un módulo que usa el conocido circuito integrado LM358. Este integrado contiene dos amplificadores operacionales para uso general. Uno de ellos sirve para amplificar la señal del micrófono mientras que el segundo, junto con los transistores BC327 y BC337 son un pequeño amplificador audio de baja potencia para auriculares con control de volumen.
El amplificador operacional del micrófono usa la clásica configuración llamada "inversora" porque la señal del micrófono entra al operacional por la patita inversora mientras que la no inversora se encuentra conectada a una especie de masa.
Circuito de un amplificador operacional con entrada invertida y fuente doble.
En los circuitos alimentados con fuente partida (positivo, negativo y masa) la patita no inversora se conecta directamente a masa pero en el caso del intercomunicador tenemos solo una alimentación positiva (9V) la referencia de la entrada no inversora se debe polarizar a una tensión que es la mitad de la de alimentación come se puede ver en la figura.
Circuito de un amplificador operacional con fuente única.
La resistencia de 10K, conectada a la entrada del micrófono, sirve para alimentar el micrófono que debería ser de tipo electret. El audio de salida del amplificador se encuentra conectado a la línea audio principal a través de un capacitor de 22uF para aislar la tensión continua de salida del operacional y una resistencia de 1K que trabaja como un mezclador pasivo elemental.
Vista pictórica y circuito impreso del módulo con potenciómetro externo.
El amplificador para auriculares esta compuesto por el segundo operacional del integrado y por dos transistores complementarios, el BC327 (PNP) y el BC337 (NPN). En este caso el amplificador usa la configuración "no inversora" Los diodos 1N4148 sirven para polarizar las bases de estos transistores correctamente. Como mencionado anteriormente, el circuito está proyectado para trabajar con una sola tensión de alimentación.
Vista pictórica y circuito impreso del módulo con potenciómetro incorporado.
Esto permite el uso de una fuente simple de 9V y el uso de cables de audio comunes para la conexión entre los módulos. Según como serán montados los módulos, he previsto la posibilidad de soldar el potenciómetro de volumen directamente en la plaqueta o externamente, a través del conector con bornes. Elijan el circuito impreso que mejor se adapte a vuestras exigencias.
Elenco de componentes (de un módulo solo)
2 resistencias de 3,3 ohms 1/4 Watt
1 resistencia de 1K 1/4 Watt
4 resistencias de 4,7K 1/4 Watt
3 resistencias de 10K 1/4 Watt
1 resistencia de 150K 1/4 Watt
1 resistencia de 330K 1/4 Watt
1 potenciómetro 10K logarítmico
2 capacitores de 100nF
5 capacitores electrolíticos de 22uF de 16V o 25V
1 diodo 1N4005 o 1N4006 o 1N4007
2 diodos 1N4148
1 diodo led 3 mm
1 transistor BC337
1 transistor BC327
1 circuito integrado LM358
1 zócalo circuito integrado DIP 8 pins
2 (o 3 en base a la versión) conectores de 3 vias
Una vez montados todos los componentes en cada plaqueta, es necesario hacer en ellas, un puente entre las dos islas (indicado en los diseños con una línea azul) con un trozo de cable de algunos centímetros.
Fotografía de uno de los módulos montados con potenciómetro de volumen externo.
Con los módulos alojados en sus respectivos contenedores, podemos preparar la conexión de todo el sistema. La fuente de alimentación debe ser de 9V regulada con una corriente de salida de por lo menos 1A para poder conectar hasta 5 módulos. El cable de conexión entre los módulos (y hacia la fuente de alimentación) es simplemente un cavo audio estéreo apantallado donde la malla es el negativo, un canal del cable lleva el positivo de 9V mientras que el otro canal sirve para el audio (que es mono).
Circuito para alimentar el intercomunicador con los 12V de una moto.
Si desean usar el intercom en una motocicleta, pueden usar las 12V de la batería para alimentarlo, agregando en serie un regulador 7809. Para filtrar interferencias del motor, pueden agregar un capacitor electrolítico de un valor alto, por ejemplo de 2.200 uF por 25V. En la figura pueden ver el circuito.
Conexión de los auriculares
Detalle de la conexión en auriculares con mini jacks separados.
Los conectores en electrónica son un mundo en si mismo y me gustaría más adelante escribir artículos específicos sobre el tema. En el caso del intercomunicador veamos la cuestión de los auriculares. Existen distintos tipos de auriculares con micrófono, en particular modo referido a los conectores. Por este motivo he preferido de proyectar la plaqueta con un conector a bornes de tres vías universal en modo tal que se pueda adaptar a cualquier tipo de auricular.
Para la conexión de los auriculares es necesario comprar conectores hembra para panel que sean compatibles con los auriculares que pensamos de usar. En síntesis, existen tres tipos de salidas para auriculares: la primera (quizás pasada de moda) usa dos conectores minijack de 3,5mm: uno para los auriculares y otro para el micrófono. Es fácil de reconocer los conectores de este tipo porque el del micrófono es rosa mientras que el de los auriculares es de un verde claro. El circuito necesario pueden verlo en la figura. Los contactos de salida de los jack hembra para panel pueden encontrase en distintas posiciones según la marca por lo tanto el dibujo que les muestro es solo indicativo.
Conexión de los auriculares con jacks separados.
Para conocer en modo práctico a que contactos corresponden una hembra determinada, pueden ayudarse con un tester y con un jack macho (plug) igual al del auricular que piensan de usar.
Primero desenrosquen el cuerpo de plástico del plug para poder trabajar con los contactos internos. Después identifiquen cada contacto del plug poniendo el tester en "medición de continuidad" y tocando con las puntas entre los contactos externos e internos como se ve en la fotografía. Diseñen en un papel el conector con los respectivos contactos.
Conecten el macho a la hembra y midan nuevamente con un tester los contactos internos del plug y los contactos de la hembra para individuar a cuales corresponden.
Los jack de 4 contactos
Con el espectacular desarrollo de los teléfonos móviles, los fabricantes simplificaron (es un modo de decir) la conexión de los auriculares con micrófono con el uso de conectores minijack de 4 contactos. Este tipo de conectores ya se usaba en las telecámaras portátiles para conectar audio estéreo y el cuarto contacto para el video. En el caso de los teléfonos móviles se adoptó al principio la configuración OMTP (Open Mobil Terminal Plataform) en la cual el tercer terminal es el micrófono mientras que el cuarto y último es la masa.
Conexión de los auriculares con un solo jack de 4 contactos.
Por otro lado, Apple decidió de usar una configuración diferente poniendo la masa en el tercer terminal mientras que el cuarto está el micrófono. Naturalmente esta variación hizo que los distintos tipos de auriculares no fueran compatibles entre si. Generalmente Apple impone el camino y por lo tanto casi todos los productores del teléfonos ha adoptado últimamente este estándar que se llama CTIA / AHJ (Cellular Telephone Industries Association). No es imprescindible que conozcan el tipo de auricular del cual disponen, pueden simplemente probar en un modo y si no funciona, intercambiar las conexiones del tercer y del cuarto contacto.
Según el tipo de auriculares que decidan de usar deberán identificar los contactos respectivos y hacer las conexiones necesarias. Los circuitos consumen muy poca corriente, yo les aconsejo de usar una fuente de 9V con corriente de salida entre 0,5A y 1A en base a la cantidad de módulos conectados.
Bueno, como es habitual les dejo los circuitos impresos para descargar en formato PDF y también las fuentes en formato KiCad si desean modificarlo. Espero que este proyecto les haya gustado.
Los saludo hasta la próxima!!
Actualización del 14/12/2015