крепыш 12 февраля 2013 в 19:33

Корпус для усилителя низкой частоты. И немного о самом усилителе

• Чулан *

Сделать приличный корпус для электронного устройства часто сложнее и дольше, сборки самого устройства. Опишу как я решил вопрос корпуса для небольшого усилителя мощности, собранного на коленке в период безделья и зуда в руках.

За основу УНЧ был взять готовый набор-конструктор для самостоятельной сборки на микросхеме TA8210, простенький БП подобран и собран самостоятельно. 2008 год, первые тестовые запуски:

4 года УНЧ эксплуатировался в полу-разобранном состоянии c болтающимися на проводах разъёмах и регулятором громкости, в корпусе был только БП во избежании электрических травм. В этом году было решено заняться окончательным оформлением в более подходящий корпус, тем более, что я нашёл подходящий на мой взгляд, алюминиевый ящик:

Не вижу смысла подробно расписывать тонкости разметки посадочных отверстий под различные разъёмы и тумблеры. Покажу трудозатратные моменты:
Установка разъёма питания:

В отсутвии фрезерного станка, сделать ровное окно и врезать готовую решётку возможности не нашлось, потому решил попробовать насверлить решётку прямо в корпусе на древнем сверлильном станке.
Трафарет:

Размеченные центра:

При сверлении свёрло таки гуляло, нормального подвижного стола не было, потому в результате всё получилось не так красиво, как хотелось бы.
В процессе сборки выяснилось, что чайна-тумблер (на картинке выше синий) не переживает залуживания и пайки моими руками и разваливается, были найдены совковые тумблеры:

Компановка блоков в корпусе. Радиатор пришлось пилить, чтобы вошёл в корпус по высоте. Для теплообмена с корпусом поставил его на термопасту, сверху надо теплообменник доработать для контакта с крышкой:

Детальней на разъёмы:

«Селектор входов» и регулятор громкости:

Вид снизу. Самоклеющееся ножки от какого-то сетевого оборудования:

Тестовый пуск после сборки. В кадре можно видеть аудиофильские провода ручной работы. Тут же выяснилось, что я забыл соединить корпус усилителя с электрической землёй (жутко фонил!):

Последние доработки и осталось только поставить ручку на регулятор громкости, которая, кстати, досталась мне по наследству от отца (когда-то точил для своего самодельного катушечного магнитофона, который так и не был закончен):

Окончательное фото можно видеть в заголовке.

На некоторое время этот проект меня, наверное, отпустил, но со временем планируется доработать внутреннее экранирование БП (всё-таки немного слышно транс при отсутвии сигнала) и установить вентилятор между трансформатором и радиатором. Далее можно будет экспериментировать с другими схемами УНЧ.

Принимаются советы по выбору этой самой схемы (мощность 2х30-50 Вт) и рекомендации по не дорогой пассивной полочной акустике (в пределах 5-7 тысяч рублей).

Теги: электроника для начинающих, звук, хобби

Чтобы собрать , необходимо иметь желание и некоторое количество свободного времени, а также нужно всегда стремится к тому, чтобы получился качественный усилитель мощности, который возможно собрать своими руками. К тому же нужно обладать определенными знаниями и навыками, да и финансовые затраты тоже имеются.

Тем не менее конечный результат будет приятен, а усилитель порадует ваш слух чистым, прозрачным звучанием с достаточной выходной мощностью. В процессе конструирования автомобильного усилителя возможно будут возникать некоторые трудности с поиском необходимых электронных компонентов, в таких случаях можно будет воспользоваться их аналогами. Создание блочной конструкции усиления звука в аудиосистеме автотранспорта хотя процесс не быстрый но в итоге получается собрать пять компактных усилителя, мощность которых в сумме будет составлять 690 Вт. При желании есть возможность увеличить это значение до 760 Вт. p>

Необходимые требования к устройству

Вначале нужно определиться с техническими характеристиками, которые вы предполагаете получить в итоговом результате. Как правило это высокое качество звука, высокое значение мощности на выходе, технологически не сложная конструкция, при которой создается удобство в эксплуатации, невысокая себестоимость, возможность работы на двенадцать динамических излучателей и сабвуфер. Такие требования можно получить если изготовить автоусилитель своими руками в количестве пяти штук, в числе которых один должен работать на сабвуфер. Оптимальным решением этой задачи является изготовление отдельного усилителя мощности по принципиальной схеме Ланзара.

Для сборки такого аппарата потребуется четыре микросхемы, а именно две штуки TDA 7384 - 4x40W и две штуки TDA 2005 - 1x20W. Эти микросхемы предназначаются для питания фронтальной акустической системы. Такое схематическое решения является наиболее экономичным в плане денежных затрат.

Эффективный преобразователь напряжения

В автоусилителе звука наиболее важной и вместе с тем трудоемкой частью считается преобразователь напряжения. Поэтому именно с этого блока следует приступать к сборке всего комплекса усилителя звука. В качестве генератора импульсов преобразователя задействован известный двухтактный контроллер широтно-импульсной модуляции особой точности — TL494. В случае отсутствия в наличии такой микросхемы можно использовать ее аналог — 1114ЕУ3/4. В микросхеме отсутствует отдельный усилитель на выходе. В каждом плече каскада преобразователя установлены на тепло-отводных радиаторах по паре мощных полевых транзисторов IRF3205, которые закреплены через изолирующую прокладку с применением тепло-проводимой пасты. Радиаторы для этой цели можно использовать от компьютерных блоков питания.

В цепи выпрямителя применены диоды КД 213А с максимальным током 10 А, но в дополнительном охлаждении они не нуждаются. Кроме этого потребуются пара электромагнитных реле рассчитанных на рабочий ток 20 А, но для верности лучше поставить на 50-60 А. Преобразователь напряжения имеет функцию remote контроля, что несомненно является эффективным устройством, так как при управлении питанием и включении сабвуфера не требуется дополнительная установка мощных переключателей. При появлении положительного напряжения на ремоут контроль, моментально включается реле и питание поступает на преобразователь.

Собрать автоусилитель звука своими руками в принципе не очень трудно, но некоторые затруднения могут сложится при изготовлении трансформатора, то есть если в наличии нет ферритовых колец, тогда придется искать старые, подходящие источники питания. Отлично подходят для этих целей БП от компьютера. Там тоже придется немного поколдовать, так как две половинки ферритовых колец надежно склеены, то для их разъединения нужно немного подогреть стыки зажигалкой, а потом с осторожностью извлечь из каркаса и убрать штатные обмотки. Прежде чем приступать к намотке нужной нам обмотки, нужно удалить боковые стенки каркасов и затем соединить их друг с другом, что бы получился один длинный каркас, на который свободно уместятся все нужные витки обмоток.

Первичная обмотка наматывается из расчета десять витков со средней точкой (2 х 5 Вит.)пятью жилами эмаль-провода диаметром 0,8 мм. Проще делать так: намотал 5 витков по всей длине каркаса, сделал отвод, а обмотку изолировал лакотканью, затем поверх намотал еще пять витков. Далее нужно произвести фазировку, то есть соединить начало первой обмотки с концом второй. Место соединения концов это и есть тот отвод, на который будет подаваться положительное напряжение от общего питания. После того как сделали фазировку, можно приступать к намотке проверочной вторичной обмотки с любым количеством витков, с помощью которой определим правильность фазировки.

При включении преобразователя в сеть трансформатор не должен перегреваться на холостом ходу и не издавать посторонних звуков типа жужжания, транзисторы должны оставаться холодными. Далее подключаем в цепь вторичной обмотки лампу накаливания, при этом она должна засветится полным накалом, а транзистор не должен греться, только со временем он немного прогревается. Если после этого испытания никаких проблем нет, то убираем пробную обмотку и наматываем нормальную.

Сборка конструкции

Техническое задание и сборочный чертёж для самодельного усилителя. УНЧ, часть 2.

Вот, наконец-то, я и закончил проектирование своего канализационного УНЧ. Хотя, конечно, назвать проектированием рисование нескольких печатных плат и эскизов можно с большой натяжкой. https://сайт/

Самые интересные ролики на Youtube

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Сборочный чертёж без бумаги.

Это моя первая конструкция, для которой я прорисовывал подробные сборочные проекции не на бумаге, а на экране монитора. Это объясняется тем, что учился чертить я до начала всеобщей компьютеризации. Конечно, по сравнению с бумагой, черчение на компьютере, это одно сплошное развлечение. Особенно мне понравилось исправлять ошибки и двигать отдельные узлы с места на место. А иметь возможность повернуть какой-то узел, скажем на 21 градус, а потом ещё на 3 градуса, это вообще фантастика! Можно только позавидовать современным радиолюбителям.

В прошлом, такие эскизы приходилось рисовать на миллиметровке, а в её отсутствие даже на листочках из ученической тетрадки в клеточку. Исправление же ошибок превращалось в сущий ад. К примеру, перемещение узла на несколько миллиметров требовало вычертить заново весь узел.

В какой программе чертить эскизы сборочных чертежей?

Чертил я все эскизы в той же самой программе «sPlan», в которой рисовал и электрические схемы. https://сайт/

Начиная с седьмой версии, в программе sPlan появился очень полезный инструмент для нанесения размеров. При черчении, это позволяет значительно упростить весь процесс, особенно, когда приходится подгонять узлы друг к другу и часто менять сразу несколько размеров.

Конечно, программа sPlan не заточена под чертёжные работы, но устанавливать и изучать что-то вроде AutoCAD совсем не хотелось.

Пробовал я для этих целей использовать небольшую программу Чертёжник, но она оказалась не такой уж удобной, как sPlan, да и падала слишком часто.

Потом по совету товарища устанавил программу Kомпас-3D v7LT. Потратил какое-то время на её освоение, и только тогда выяснил, что требуемые мне функции появились только в очередных версиях программы, которые весят уже не 30, а более 100 мегабайт. Ну, а чем больше вес инсталляционного пакета, тем больше нужно затарить времени и сил на освоение прграммы.

Что же касается sPlan, то ранние версии этой программы тоже иногда подвисали, и, наверное, поэтому, программу оборудовали функцией восстановления документа вроде Word-овской. Но, сейчас эту функцию более целесообразно использовать для глубокого отката, так как программа вообще перестала падать.

Портативная версия программы sPlan с русским интерфейсом имеет размер всего 1,3 мегабайта. Работа в программе не отличается от обычного черчения за кульманом по миллиметровке, но с регулируемыми размером ячейки и масштабом изображаемых деталей. На освоение программы требуется от силы час времени.

Некоторые инструменты программы работают даже лучше, чем в Photoshop-е. Например, в Photoshop-е до сих пор криво работает привязка к однопиксельной сетке и зумирование при помощи колёсика мыши. А здесь всё это работает просто безупречно.

Отличий в работе между портативной и инсталлируемой версиями не замечено.

У программы, на мой взгляд, есть только один серьёзный недостаток, это отсутствие горячих клавиш (hotkey-ев) для вызова основных инструментов. Но, возможно, эти функции будут добавлены в очередных версиях.

Замечу, что у чертежей, созданных в седьмой версии программы sPlan, нет полной совместимости с документами более старых версий. Старый документ, открытый в версии 7.0, будет преобразован, и уже не будет открываться в старых версиях. Возможно, что именно серьёзные изменения, внесённые в седьмую версию, сделали работу программы такой стабильной.

В старых версиях программы файлы документов имели расширение – spl, а начиная с седьмой версии – spl7.

С чего начать проект?

Многие радиолюбители почему-то считают, что самое главное собрать печатную плату, а всё остальное как-нибудь само собой уладится. Некоторые даже пытаются найти готовые печатные платы в сети, и это видно по поисковым запросам.

Но, на практике, самоделки, собранные по такому принципу, почему-то никто никому не показывает и им на смену быстро приходят какие-нибудь промышленные изделия. А если что и показывают, то обычно – эту самую печатную плату. Хотя как раз печатная плата в готовом изделии и не видна.

А ведь даже печатная плата может быть скомпонована сугубо индивидуально, если собирается из компонентов уже имеющихся в наличии, а не из тех, которые не всегда можно найти на местном рынке. Пытаться же подогнать корпус под уже разведённую печатную плату и вовсе занятие неблагодарное.

На мой взгляд, постройку самоделки, а в данном случае УНЧ, нужно начинать не с печатной платы, а с технического задания, которое у радиолюбителя может представлять собой приблизительный эскиз, дополненный необходимыми техническими подробностями. На картинке приблизительный эскиз УНЧ.

Когда я задумываю собирать какую-то конструкцию, то сначала строю её в голове. Затем рисую примерный эскиз и записываю самые основные технические требования.

Как только с техническим заданием всё прояснится, я делаю все необходимые расчёты и начинаю подбирать электронные компоненты и прочую фурнитуру.

Для этих целей я выделяю коробку и начинаю туда складывать все наиболее крупные детали и узлы конструкции по мере их приобретения.

Если корпус устройства изготавливается с нуля, то можно определиться с окончательными размерами изделия в самом конце разработки.

Когда же корпус приобретается готовым, то желательно перед покупкой сделать несколько эскизов на основе приобретённых компонентов и с использованием габаритных размеров и толщины стенок предполагаемого корпуса.

Если есть возможность, то желательно даже смакетировать электронную часть будущего устройства. Например, при макетировании данного УНЧ, я обнаружил, что на печатной плате УНЧ нет балластных резисторов для наушников (телефонов).

И только когда все подготовительные работы сделаны, можно идти и покупать корпус.

Когда корпус приобретён, то можно приступать к вычерчиванию окончательных сборочных чертежей, чертежей печатных плат и прочей деталировки.

Чем больше имеется входной информации, чем более точно прорисованы все узлы и детали, тем выше вероятность того, что при окончательной сборке не придётся что-то подпиливать и пересверливать.

Как проектировался этот УНЧ.

Начал я с того, что определился с основными параметрами УНЧ.

После этого начал подбирать детали, начиная с трансформатора и микросхем и кончая ручками регуляторов и ножками для будущего корпуса.

По мере появления деталей, макетировал отдельные узлы.

Когда мне удалось подобрать все основные узлы УНЧ, я седлал предварительную разводку печатных плат блока питания, блока регуляторов и самого УНЧ.

И только тогда, когда стало ясно, какой объём потребуется для этого УНЧ, я стал искать корпус.

Из готовых корпусов ничего интересного подобрать не удалось, да и цена на радиорынке оказалась немалой – 6 - 8$ за коробки, отлитые из полистирола.

Тогда я снова отправился в магазин сантехники и подобрал там корпус в стиле недавно изготовленных колонок. Этот ударопрочный корпус, состоящий из трёх частей, обошёлся всего в 4$.

Очень хотелось найти к этому корпусу радиатор цилиндрической формы, такой, как используется на современных Intel-ловских кулерах, но на развалах радиорынка они пока не появилсь.

Пришлось довольствоваться тем, что есть.

Черчение эскиза.

Вначале я вычертил несколько проекций имеющегося корпуса и основных узлов УНЧ. Затем начал двигать узлы, чтобы обеспечить ремонтопригодность и удобство управления.

Из-за несколько непривычной формы корпуса, с первой попытки закончить чертежи не удалось. Пришлось отложить проект для того, чтобы он мог немного дозреть в голове.

Со второй попытки всё прошло на ура. Я изменил форму печатных плат и вычертил подробный сборочный чертёж. Затем изготовил сразу все три печатные платы.

В этот раз я делал печатные платы по , так что никаких проблем не возникло, если не считать того, что я случайно забрызгал хлорным железом новую белую футболку, когда смотрел плату на просвет, чтобы определить время окончания процесса травления.

Что осталось сделать.

Из самого неприятного.

Сверление кучи отверстий и выпиливание двух прямоугольных окон в стенках корпуса.

Из приятного.

Сборка и испытание печатных плат.

Из самого приятного.

Окончательная сборка, испытание и измерение.

Дополнительный материал к статье.

Приличный корпус для усилителя сделать можно. Своими руками, с помощью простейших ручных инструментов. Применяя детали из готовых устройств с минимальными переделками.
Никаких новейших технологий и станков, только желание и немного умения. Железяка старая, делал 10-15 лет назад, процесс не фотографировал, но взамен фотографиям нарисовал рисунки. Делал около полугода вечерами, частично на работе, частично дома.
И одну неделю вечерами на кухне без уборки и наведения порядка, когда жена с дочкой были в отъезде. За эту неделю очень существенно продвинулся, поэтому и раскрываю тайну.
Но Вы никому не говорите!

Даже и не помню, как я на такое повёлся, может быть это была зависть к красивой аппаратуре из журналов, может вид имеющихся самоделок уже надоел, не знаю. Сейчас бы я на такое не решился, наверное, все-таки работа приличная и кропотливая.
Но глядя сейчас на усилитель, я рад, что тогда не спасовал, получилось недурно, внешним видом доволен.

Короче так или иначе, а надо было строить. Стройку начал с обдумывания назначения, компоновки и естественно внешнего вида в общем. Строить собрался именно усилитель мощности, предварительный на тот момент у меня был, был в отдельном (деревянно-пластмассовом) корпусе.

Весь этот дизайн внешнего вида, компоновка напрямую зависели от имеющихся или потенциально имеющихся заготовок и деталей. Поэтому сперва прикинул, что у меня есть, что нужно добыть, и как все это соединить, чтобы получить то, что хочу.
Ну раз усилитель мощности, значит на передней панели ничего можно не ставить, кроме разве только сетевой кнопки и парочки каких-нибудь индикаторов включения/выключения. Это радует-сверлить много отверстий и придумывать где их размещать не нужно.

Я выбрал дизайн, где сетевая кнопка находиться по центру панели. Соответственно и установить я ее собирался сразу за передней панелью, а сетевой провод до кнопки провести через весь усилитель.

Как раз мне товарищ презентовал алюминиевый профиль, достаточно широкий, чтобы из него можно было сделать высокую ПП (переднюю панель).Еще одним достоинством такого профиля была возможность прикрепить его к остальному корпусу не портя само лицо усилителя всякими винтами и саморезами.Т.е почти заводкая ПП.

К передней панели у меня крепятся кой-какие детали, и я для облегчения процесса крепежа,
между ребрами поставил деревянную панель. Очень удобно.
Добыл несколько радиаторов, у которых сразу отрезал ножёвкой все рёбра с одной стороны, и немного привёл их в нормальный вид: подчистил, притупил кромки и снял фаски. Сторону на которую надо крепить активные элементы отшлифовал более тщательно. Шлифовать до ровности не обязательно все, можно только то место на которое потом станут или МС или транзисторы. Потом покрасил (но только снаружи).

Длины радиаторов не хватило на всю глубину корпуса, пришлось нарастить еще куском.И все. радиаторы кончились, а надо еще немного, около 60 мм.
Ну и фиг с ним, еще радиаторы искать не стал, это место закрыл деревянной покрашенной вставкой.

Эти все части радиаторов и вставка скреплены сверху (изнутри усилителя) алюминиевым уголком.
В принципе вот и готовые боковые стенки. А снизу вся эта конструкция прикручивается к шасси.
А шасси служит железяка (эпу) от вертушки вега 110.Она же и определила глубину усилителя. Железо там хорошее, в меру толстое, края загнуты (отбортованы), то что надо.

Если прикрепить радиаторы к шасси, уже получается почти макет корпуса, на который можно все ставить и испытывать усилитель.

Что ещё остается для полноценного корпуса? Задняя стенка (в которой нужно делать много всяких отверстий и креплений), верхняя крышка (с отверстиями для вентиляции), ну и как то надо облагородить низ усилителя-сделать днище и поставить усилок на ножки.
Само шасси незаконченная конструкция, крепить ноги и днище к нему неудобно. Да и внешний вид «голимый» Пришлось сделать рамку из дерева определенного профиля.

Рамка вставляется в шасси снизу, а к низу самой рамки в четверть крепиться пластмассовое днище.

Днище прекрасно получилось из пластикового днища той же Веги 110.
Заднюю стенку и крышку пришлось вырезать из цельного куска какого-то дюралюминия. Поцарапанного, и местами с выбоинами. Пришлось попотеть… Ножовка, цикля, напильники, наждачная бумага-все пошло в ход.

Крепление частей в основном винтами и саморезами: радиаторы на шасси винтами (в радиаторах сверлил отверстия и нарезал резьбу, потом снизу винты М5),
Остальное по разному, где винты, где саморезы.
Ножки привинчены к пластиковому днищу изнутри, а на металлическом шасси снизу, в тех местах, где установлены ножки, приклеены брусочки. Чтобы потом, в готовом виде днище не прогибалось под тяжестью корпуса.
Днище крепиться к рамке саморезами. Сама рамка уже закреплена на шасси.

Изначально в крышке просверлил для вентиляции отверстия. По памяти, то ли 10, то ли 8 мм диаметром. Аккуратными рядами. Это уже потом, через полгода сделал сетки.
Вот как раз в тех местах, где сетки и были отверстия.

Хотелось избавиться от видимого крепежа и сверху, но не вышло-ничего не придумал.
Поэтому помучился немного с подгонкой отверстий. Ручной дрелью, аккуратно, по чуть чуть подгонял фаску по глубине, чтобы шляпки саморезов топились одинаково и заподлицо.
Шляпки у саморезов полукруглые. В общем старался, чтобы выглядело по «заводскому».
Стык ПП и крышки получился без саморезов. Там в ПП есть паз, куда классненько так вставилась крышка.
Ну… с заднее панелью вроде все ясно из фото.

Все стандартно, только ручки «input level» сразу не было. 4-х разъёмов входов и кнопок рядом с ними тоже. Это уже потом. Такой вот апгрейд. Чтобы громкость регулировать без предвара, пока предвар, ну скажем перебирается или перепаивается. Заодно появилась возможность оперативно сравнить звук с предварительным и напрямую.
Давно уже собираюсь заменить колоночные клеммы на более кошерные, но как то недосуг, хотя все есть.
Покраска деталей более менее стандартная, технологий особо я не знал, как то интуитивно покрасил. Радиаторы, красил на «горячую-горячую» - на нагретый радиатор наносил нитроэмаль.
Так прочнее держится. ПП крышку и остальные аллюминиевые части загрунтовал перед покраской
порошком, разведенным в растворителе. Порошок- для порошковой окраски корпусов СВЧ печей.
Если грубо не скрести и не бить, пока все держится.

Покрашено все в темно серый цвет. Смесь черной нитроэмали+ немного аллюминиевой пудры+ еще чего-то цветного для придания нужного оттенка.
Фото внутренностей.

В стойке

Предусилитель, УМЗЧ, источники.

Вот вроде и все.

Поскриптум: написано естественно не все, многих мелочей нет. Чтобы написать все полностью нужно
намного больше писанины, с эмоциями, переживаниями…много технических моментов пропущено. Мелочевки. Но основное здесь есть.

Самым простым оказалось вставить подготовленную статью в редактор портала. Ушло от силы 15 минут. А этого как раз я и боялся больше всего… Самым сложным - написать статью.
Лично мне с художественной стороны не очень нравиться. Сужу по факту. Но уж как есть. По другому не смог придумать.

Если вы это читаете, значит прочли. Спасибо!