Разработка 6-канального акустического усилителя мощности
Содержание
- Выбор схемы и компонентов
- Создание печатной платы
- Решение проблемы охлаждения и питания
- Собирание всего воедино
- Перечень ссылок
Как-то гуляя с друзьями, решили зайти в ближайший супермаркет бытовой техники поинтересоваться новинками. И, само собой, мы не смогли пройти мимо отдела с домашними кинотеатрами. И тут я загорелся идеей многоканального звука у себя дома. Имея нежелание отдавать значительную сумму за такую вещь и умение держать паяльник в руках, было решено сделать все самому.
1. Выбор схемы и компонентов
Перерыв кучу материалов в интернете, было решено остановить свое внимание на интегральной микросхеме TDA2030A. А все потому, что она позволяет относительно просто и без особых вложений получить звук усилителей ценовой категории до $100-150. Подробнее о возможностях микросхемы TDA2030 вы можете почитать в этой статье: возможности TDA2030, а также можно ознакомиться с его datasheet.
Основные характеристики усилителя:
Напряжения питания................................от ±4.5 до ±25 В
Потребляемый ток (Vin=0)...................... 90 мА макс.
Выходная мощность..................................18 Вт тип. при ±18 В, 4 Ом и d = 10 %
.................................................................... 14 Вт тип. при ±18 В, 4 Ом и d = 0.5 %
Номинальный частотный диапазон..........20 - 80.000 Гц
Недалеко от характеристик данной микросхемы была обнаружена и схема платы самого усилителя, которая в мостовом виде представляет собой:
Далее вопрос стал за тем, что же будем впаивать и список необходимых радиодеталей приобрел такой вид:
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество |
|---|---|---|---|
| DA1, DA2 | Аудио усилитель | TDA2030A | 2 |
| C1, C8 | Керамический конденсатор | 4,7 мкФ | 2 |
| C2, C13 | Электролитический конденсатор | 22 мкФ | 2 |
| C3, C4, C7, C9, C11, C14 | Керамический конденсатор | 0,1 мкФ | 6 |
| C5, C6, C10, C12 | Электролитический конденсатор | 2200 мкФ | 4 |
| R1, R3, R5, R6, R9 | Резистор | 22 кОм | 5 |
| R2, R7 | Резистор | 680 Ом | 2 |
| R4, R8 | Резистор | 2,2 Ом | 2 |
После того, как закупился радиодеталями на ближайшем радиорынке, приступаем к созданию печатной платы.
2. Создание печатной платы
Не знаю почему, но о методе создания платы я задумался лишь после того как все детали были куплены. И снова мне на помощь пришел интернет. Из всего обилия предложенных методов я остановился на лазерно-утюжном методе (далее ЛУТ) в силу простоты метода, а так же того, что дома стоит лазерный МФУ HP LaserJet M1120 MFP, а несколько листов фотобумаги можно безболезненно позаимствовать у соседки.
Суть метода изготовления печатных плат в том, что на фольгированный текстолит наносится защитный рисунок, который предотвращает травление меди. В результате, после травления, на плате остаются дорожки проводников. Способов нанесения защитных рисунков много. Раньше их рисовали нитрокраской, посредством стеклянной трубочки, потом стали наносить водостойкими маркерами или даже вырезать из скотча и наклеивать на плату. Также для любительского применения стал доступен фоторезист, который наносится на плату, а потом засвечивается. Засвеченные участки становятся растворимы в щелочи и смываются. Но по простоте применения, дешевизне и скорости изготовления все эти методы сильно проигрывают ЛУТ. Метод ЛУТ основан на том, что защитный рисунок образуется тонером, который посредством нагревания переносится на текстолит.
Узнав, все что мне надо про методику нанесения рисунка на печатную плату, автор снова отправился на радиорынок, но уже на дальний (Маяк, который), так как на ближайшем не оказалось ни фольгированного текстолита, ни хлорного железа.
Далее, я попытался сам сообразить рисунок печатной платы. Вдоволь наигравшись в редакторе Sprint Layout, плюнул на эту затею, так как нашелся готовый рисунок.
Когда все детали были распаяны пришло время испытаний, и, естественно, новых проблем.
3. Решение проблемы охлаждения и питания
Для питания всего массива усилителей пришлось раздобыть понижающий трансформатор 220/12 В. Донором послужил старый советский усилитель (на столько старый и советский, что названия на нем не сохранилось).
После того, как был собран простейший выпрямительный мост, все усилители были запитаны и даже все заработало. Я на радостях подключил то, что хотел подключить изначально. Радости моей не было предела. Но не долго музыка играла, в прямом смысле. На этот раз автор проявил просто фантастическую забывчивость и невнимательность, так как забыл, что транзисторы прекрасно греются и их надо бы охлаждать. Таким образом, один транзистор просто сгорел, а второй просто раскрошился в труху. Но я закупил деталей про запас, поэтому лишний раз идти на радиорынок не пришлось.
Таким образом, мне понадобился радиатор. И снова донором стал все тот же старый советский усилитель. Когда в нем было просверлено необходимое количество отверстий, смазанные термопастой транзисторы были аккуратно и красиво прикручены к этому радиатору. В последствии, произведенные тесты показали, что при долгом и громком прослушивании музыки, усилитель все равно сильно нагревался. И было принято решение поставить маленький компьютерный кулер (больше просто уже не помещался в готовый корпус), который оказался мал, да удал, так как, не смотря на свои габариты и мощность, вполне неплохо справился с поставленной задачей и перегрев был устранен. Как бонус, усилитель теперь стал приятно тихонько шелестеть во время работы.
4. Собирание всего воедино
После того как вся начинка была доведена до ума (фильтрующие конденсаторы; реле задержки времени из-за того, что при подаче питания происходит бросок тока, который транзисторы очень не любят; переменные сопротивления; и прочего), я приступил к сборке корпуса. Материалом послужил листовой металл, который нечаянно нашелся в гараже. Для облагораживания использовалась ПВХ пленка и мотоциклетная краска для нанесения надписей. В конечном итоге, корпус усилителя приобрел вид
И сами потроха
В планах еще куча всяких модификаций, типа светодиодная индикация, но это уже совсем другая история.
Спасибо за внимание!
PS: усилитель делался для себя любимого, а не для того, что бы было кому показать, поэтому собственных фотографий промежуточных этапов нет. Поэтому пришлось использовать фото с посторонних ресурсов, за что им огромное спасибо!
Перечень ссылок
- Усилитель на TDA2030. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://cxem.net/sound/amps/amp152.php.
- Создание печатной платы методом лазерного утюга. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://easyelectronics.ru/....
- Sprint-Layout. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://cxem.net/software/sprint_layout.php.