Усилитель своими руками аудио. Мощный и качественный самодельный усилитель звука
!
Совсем недавно мастер-самоделкин буквально за копейки приобрел пару колонок от б/у системы 5.1. Купил он их исключительно из-за внешнего вида. Хозяин предлагал всю систему, но увы негде было ее ставить. Сами колонки естественно пассивные. Мощность каждой от силы 7 ватт. Внутри стоит всего одна динамическая головка. Да, и это не оригинальный филипс, а китайский клон.
Стояли эти колонки у автора без дела где-то недельку-две, после чего он решил сделать для них максимально дешевый усилитель мощности. Перед тем как начать, поставил перед собой несколько задач. В частности, минимально возможная стоимость проекта, максимально компактные размеры и выходная мощность около 10 ватт на канал. Ах да, и самое главное, это должен быть полноценный усилитель со встроенным сетевым источником питания.
Должен сказать, что все пункты выполнены на ура, ну по крайней мере автор так считает. Еще раз напомню, что это максимально дешевый проект, но несмотря на это, усилитель вполне слушабельный. Но если вам нужно что-то большее и не самодельное, то можно посмотреть, что предлагают местные магазины или алиэкспресс. Но это не наш выбор, мы же самоделкины.
Теперь поговорим о компонентах.
В качестве усилителя взята готовая плата на базе микросхемы pam8610.
Стоит такая плата чуть больше доллара, и самое главное работает в классе d, а это значит, что усилитель греться практически не будет. Следовательно, в радиаторе нет совершенно никакой необходимости, а это, в свою очередь, резко уменьшает габаритные размеры всей конструкции.
Усилитель двухканальный. Несмотря на довольно скромные размеры, выдает около 15 Вт мощности на канал. Питается такая схема от источника с напряжением 12 В.
Сам источник питания импульсный. Плата была специально разработана для данного проекта.
Это полумостовой автогенераторный сетевой импульсный источник питания. Схема простейшая, никаких микросхем, всего пара транзисторов. По сути, это электронный трансформатор, но отличается от классических схем тем, что запускается без нагрузки, и по наблюдениям автора, устройство работает чуть более стабильней. Как собрать точно такой же источник питания, какие намоточные данные и прочие подробности можно узнать в одном из прошлых видео автора. Ссылку на это видео найдете в описании под видеороликом к данной самоделке (ссылка на источник в конце статьи). Далее вкратце о процессе изготовления блока питания.
Сейчас перед вами представлена схема, которую автор срисовал с довольно редкого электронного трансформатора. В этой схеме базовые обмотки для ключей намотаны на основном трансформаторе, поэтому тут всего один трансформатор. Также отсутствует динистор. Представленная схема до боли проста. Трансформатор не нуждается в тщательном расчете.
Пару слов о компонентах: 2 транзистора из линейки MJE (можно использовать MJE 13001, 13003,13005 более мощные нет смысла); конденсаторы полумоста должны быть рассчитаны на напряжение на 250 В, а лучше 400В. На выходе имеем полумостовой выпрямитель (использован сдвоенный диод шоттки MBR 2045CT).
Такой диод имеет многократный запас по току. Можно использовать диоды на пару-тройку ампер, но наш вариант проще, найти, если у вас под рукой есть, нерабочий компьютерный блок питания.
Дроссель. Его индуктивность около 100 мкГн, диаметр провода обмотки 0,65 мм. Параметры данного дросселя особо не критичны. В ходе предварительных тестов, автор использовал дросселя, индуктивность которых отличалась на 50 %, и все они работали нормально. Импульсный трансформатор является самой сложной частью в этой схеме. Размеры использованного автором сердечника представлены ниже.
Так как схема двухтактная, половинки сердечника не должны иметь никакого зазора. Очень важно запомнить и соблюдать последовательность намотки обмоток. Сначала на голый каркас мотается первичная или сетевая обмотка. Она намотана проводом 0,3 мм и содержит 130-140 витков. Обмотку мотают послойно, каждый слой желательно изолировать. Далее мотается одна из базовых обмоток. Она содержит 5 витков и намотана тем же проводом, что и сетевая обмотка. Поверх этой обмотки ставится изоляция, и мотается вторая обмотка. Она идентична первой и содержит 5 витков проводом 0,3 мм.
Затем мотаем вторичную обмотку. Эту обмотку мотают из расчета 1 виток - 1 вольт. В данном случае обмотка содержит 2 по 12 витков проводом 0,8 мм. После намотки, начало первого плеча соединяют с концом второго, для образования средней точки, по схеме это у нас масса.
Представленная схема не имеет защиты от коротких замыканий, поэтому выход ни в коем случае не замыкайте и никогда не дотрагивайтесь платы во время работы. Затраты на постройку такого блока питания минимальны. Все компоненты можно найти в старых компьютерных блоках питания, в балластах эконом ламп и так далее.
Такой блок питания может отдавать нагрузку мощностью в 30-50 Вт с таким раскладом компонентов. Выходное напряжение 12 вольт.
Давайте начнем сборку.
Первым делом необходимо подготовить провода. Автор, для данной самоделки, использовал вот такие:
Провода соответственно необходимо зачистить и облудить. После чего припаять ко всем входам и выходам аудио усилителя, а также к контактам подачи питания. Выглядит это следующим образом:
Далее под все это дело нужен соответствующий корпус. Так как сама плата усилителя звукового сигнала имеет достаточно небольшие габариты, да и практически все компоненты данной самоделки не имеют каких-то внушительных размеров, то в качестве корпуса будущего аудио усилителя подойдет совсем небольшая пластиковая коробочка.
В такой корпус, думаю, свободно поместятся все компоненты нашего самодельного устройства.
Затем займемся установкой колоночного гнезда (4-х контактного) в пластмассовый корпус будущего изделия.
Для этого в корпусе необходимо вырезать отверстие. Автор сначала, с помощью шуруповерта просверливает небольшие отверстия, а затем, бормашинкой с соответствующей насадкой прорезает в корпусе прямоугольное отверстие, необходимого размера для установки колоночного гнезда.
Колоночное гнездо на месте. Можно сразу же облудить контакты.
Далее установим регулятор громкости и вход под мини джек 3.5 мм.
Автор разместил данные компоненты на макетной печатной плате и припаял.
Теперь давайте установим аудио усилитель pam8610 и макетку с регулятором громкости звука и аудио входом в корпус. Для этого в пластиковом корпусе необходимо проделать 2 отверстия.
Затем нарезаем необходимое количество, а также необходимой длины, термоусадочную трубку.
Надеваем кусочки термоусадки на провода, идущие от микросхемы pam8610. Затем припаиваем провода к заранее облуженым контактам колоночного гнезда и изолируем соединения термоусадочной трубкой.
Далее необходимо определиться с расположением гнезда для подключения питания.
Усилитель. Под этим словом большинство людей понимают обычную коробку с парой регуляторов и кнопок. Новички в электронике уже представляют, что это такая плата с микросхемой, а более опытные радиолюбители знают, что за аббревиатурой УНЧ скрывается чуть ли не десяток отдельных модулей — селектор входа, предусилитель, блок питания, модули защит и плавного пуска, система ДУ и собственно сам усилитель мощности звука. Всё это вы сможете увидеть на нескольких десятках фотографий далее и может быть захотите даже повторить.
Более-менее хороший усилитель приличной для дома мощности можно изготовить на бюджетной tda2050 (60 Вт), или если есть старый блок питания компьютера, можете сделать усилитель 4×40 Вт на tda8571J (с питанием от напряжения около 12 В будет 4×30 Вт), микросхема эта представляет собой законченную систему, требуется всего 3 резистора, 3 конденсатора и 2 диода, стоимость оконечника всего 600 рублей и на наш взгляд, это один из лучших вариантов самодельного УМЗЧ.
Но если к качеству предъявляются особые требования, придётся делать схему посложнее… Недавно мы представили , сегодня пришло время для самого звукового усилителя.
Модули самодельного аудиокомплекса
Усилитель имеет:
- четыре аналоговых линейных входа;
- один корректирующий вход для проигрывателя;
- выход на АС;
- выход на наушники;
- выход дистанционного управления (RC5);
- управление звуком и баланс отключаемые функцией Direct;
- регулятор громкости с мотором;
- индикатор активного входа и прикрепленных функций;
- четыре гнезда, в том числе одно с клеммами питания.
Селектор входа сделан на небольших реле, это простое и эффективное решение, обеспечивающее минимальные искажения сигналов. На той же самой плате установлен фоно-корректор предусилитель с пассивной коррекцией, реализованный на операционных усилителях; блок питания предварительного усилителя со стабилизаторами LM317 и LM337.
Модуль регулировки громкости, помимо базового элемента, который представляет собой потенциометр с двигателем, также содержит систему управления двигателем потенциометра; звуковой буфер, реализованный на полевых транзисторах, система Contour, активируемая реле, а также другие электромагнитные реле, которые отключают управление тембром и балансом (функция Direct).
Схема регулятора тембров была взята из решений Marantz . Это активная коррекция, сделанная на операционных усилителях. Кроме того, этот модуль был дополнен контроллером баланса громкости.
Усилители мощности выполнены в виде отдельных блоков для отдельных каналов. Их схема была основана на проверенном годами проекте. Платы УМЗЧ были оснащены выпрямителями и фильтрующими конденсаторами. В усилителях мощности решено было отказаться от токовых систем защиты. На отдельной плате рядом с разъемами динамиков есть предохранители, которые и защищают динамики от чрезмерного тока.
Усилитель оснащен дополнительным УНЧ для наушников, независимым от главного усилителя мощности. При прослушивании через наушники клеммы питания УМЗЧ отключаются. Применяемый усилитель для наушников целиком выполнен на дискретных элементах.
Усилитель управляется микроконтроллером из семейства AVR — AtMega8515. Он отвечает за управление устройством и сигнализацию рабочего состояния. Он также используется для управления другими компонентами устройства через разъем управления на задней панели.
Усилитель оснащен функцией Sleep, и после завершения обратного отсчета он отправляет сигнал выключения на подключенные устройства. Всё может управляться с помощью локальной клавиатуры или удаленно, используя соответствующие команды пульта дистанционного управления, работающие кодом RC5.
Три трансформатора используются для питания всего домашнего усилителя. Два по 120 ВА обеспечивают питание усилителей мощности, они переключаются в релейный режим, который также активирует специальный разъем питания на задней панели усилителя. Реле отключается в режиме ожидания, но включается в активном режиме, хотя оно отключается при прослушивании через наушники.
Маленький трансформатор 15 ВА подает питание на систему управления усилителем, и во время активной работы активирует реле, через которое контакты напряжения подаются на блок питания, питающий весь предварительный усилитель, а также усилитель наушников.
Сборка усилителя в корпусе
Проект можно разделить на отдельные блоки:
- модуль селектора входов с предварительным усилителем RIAA и источником питания для предусилителя;
- регулятор громкости с буфером;
- блок управления тембрами и балансом;
- два отдельных силовых оконечника;
- усилитель для наушников;
- цифровой модуль управления.
Корпус был готовый, к оригинальной наружной передней панели прикручен алюминиевый лист, в котором сделаны требуемые отверстия, затем приклеены напечатанные на фольге надписи, после чего покрыто прозрачным лаком. На внутренней части передней панели установлены модуль управления, клавиатура, усилитель для наушников и регуляторы.
Технические характеристики УЗЧ
При реальных измерениях усилитель достиг таких параметров:
- выходная мощность 2 х 53 Вт
- частотная характеристика 5 Гц — 330 кГц
- внутреннее сопротивление 0,15 Ом.
Естественно всё это можно упростить, удалив цифровое управление и блок ДУ, исключив отдельный усилитель на наушники, снимая сигнал через резисторный делитель с основного, упростив питание, индикацию и так далее, но цель была сделать всё по высшему разряду, так что тут не место))
Заводские устройства для усиления звукового сигнала отличаются высокой стоимостью и могут быть недостаточно мощными. Рассматривая фото самодельных усилителей звука очевидно, что они внешне ничем не уступают готовым изделиям. К тому же их изготовление своими силами не требует специальных навыков и больших материальных затрат.
Основа устройства
Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Микросхемы
Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.
Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.
Транзисторы
Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.
Лампы
На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:
- повышенная энергоемкость
- габариты
- стоимость комплектующих
Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками
Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.
Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.
К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.
Необходимые материалы
В процессе сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:
- микросхема
- корпус
- конденсаторы
- блок питания
- штекер
- кнопка-выключатель
- провода
- радиатор охлаждения
- шурупы
- термоклей и термопаста
- паяльник и канифоль
Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях
Каждая схема уникальна и зависит от источника звука (старая или современная цифровая техника), источника питания, предполагаемых конечных размеров. Она собирается на печатной плате, которая сделает устройство компактным и более удобным. В процессе сборки не обойтись без паяльника или паяльной станции.
Схема британца Джона Линсли – Худа, основана на четырех транзисторах без микросхем. Она позволяет аналогично повторить форму входного сигнала, получив в результате лишь чистое усиление и синусоиду на выходе.
Самый простой и распространённый вариант изготовления одноканального усилителя — использование в основе микросхемы, дополненной резисторами и конденсаторами.
Алгоритм действий по изготовлению
- установить на печатную плату радиодетали, учитывая полярность
- собрать корпус (предусмотрев место под дополнительные детали, например, решетку радиатора)
Допустимо использование готового корпуса или создание его своими руками, а также установка платы в корпус колонок.
- запустить устройство в тестовом режиме (выявить и устранить неисправности в случае возникновения)
- сборка усилителя (подключение к блоку питания и остальным комплектующим)
Обратите внимание!
Домашние и автомобильные усилители своими силами
В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.
Для ноутбука
Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.
Комплектующие для сборки:
- блок питания на 9 вольт
- печатная плата
- микросхема TDA 7231
- корпус
- конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
- конденсатор полярный 100 мкФ
- конденсатор полярный 220 мкФ
- конденсатор полярный 470 мкФ
- резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
- выключатель двухпозиционный
- гнездо для входа
Схема изготовления
Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.
Для автомагнитолы
Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:
- напряжение питания 6-18 вольт
- входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
- диапазон частот 20-20000 Гц
Обратите внимание!
Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.
Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.
В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.
Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.
Фото усилителя звука своими руками
Обратите внимание!
Всем привет! В этой статье я расскажу, как собрать самый простой усилитель звука. Схема достаточно распространена и не нуждается в дополнительной настройке. Если вы ещё не паяли усилители, советую начать именно с этой конструкции. Данная схема обходиться очень дешево, по сравнению с остальными усилителями. На покупку деталей уйдет около 50 рублей.
Принципиальная схема УНЧ
Более качественный вариант схемы . Для сборки нам понадобятся следующие детали:
- Резистор 10 кОм
- Конденсатор электролитический 220 мкФ 16 Вольт
- Микросхема LM386
- Батарейка типа крона и конектор для неё.
Микросхему можно выпаять из малогабаритного китайского радиоприемника или купить в магазине радиодеталей. Динамик подойдет практически любой, так как мощность усилителя не превышает 1 Ватт. Также можно использовать динамик от китайских игрушек - но качество будет сами понимаете какое...
Схему можно питать от батарейки 9 Вольт или другого источника, например от импульсного блока питания. Если питать от батарейки, батарейка быстро сядет и при понижении питания схемы, понижается мощность, звук теряет качество и стает совсем плохой.
Очень важно при пайке не перегреть микросхему, для этого нужно взять паяльник мощностью не больше 40 Ватт и провода к микросхеме припаивать быстро, не перегревая микросхему.
Резистор нужен сопротивлением 10 кОм, и мощностью не больше 0,5 Ватт. Если нет конденсатора на 16 вольт, можно использовать на 25 В - это не повлияет на работу схемы. Если вы собираетесь делать корпус для этого УНЧ, то нужно заизолировать места пайки или сделать печатную плату.
При пайке микросхемы очень важно не перепутать расположение контактов, для этого на корпусе микросхемы есть выемка (ключ), по которой определяется нумерация выводов. Микросхему нужно положить вверх ключом, слева вверху будет первый вывод, ниже будет второй, а с правой стороны микросхемы внизу будет пятый вывод, выше шестой, седьмой и восьмой. Второй и четвертый выводы нужно соединить и припаять к ним провод, идущий на динамик, миниджек, минус питания. К третьему выводу нужно припаять резистор, а к пятому - плюс от конденсатора. Первый, седьмой и восьмой вывод не используются, их можно загнуть вниз или совсем обкусить.
Перед включением нужно убедиться, что все правильно припаяно. Если схема не работает, возможно, где-то неправильно впаянная деталь или при пайке вы спалили микросхему.
Один из недостатков этой микросхемы - низкая мощность (примерно 1 Ватт). Но зато сборка очень проста и доступна любому начинающему. В общем желаю всем удачи! Специально для сайта сайт - Кирилл
Тем более такие самоделки, которые на первый взгляд могут оказаться не легкими. В этой статье я расскажу как без каких-либо затруднений и финансовых затрат сделать свой самодельный усилитель звука.
Многие начинающие в радио деле знают, что усилитель звука, будь он что в музыкальном центре или магнитоле состоит из главного элемента, такого как микросхема.
Интегральные микросхемы усилителей широко распространены в бытовой технике, например в телевизорах и компьютерных колонок. Но дело в том, что усилитель в таких случаях слабый, а стоить он будет дороже, так как уже собран.
Для того, чтобы собрать усилитель звука, питается он кстати от 12 в блока питания, нужно:
Микросхема усилителя, приобрел её в радиомагазине за 56 рублей
Конденсаторы, один на 2200 мкф, другой на 100 мкф
Стеклотекстолит, для нашей микросхемы хватит маленького кусочка
Короб для корпуса.
Штекер под подключение тюльпана
Штекер для входа звука, от сломанных наушников или от компьютерных колонок, не важно откуда
Включатель
Пять проводов
Радиатор охлаждения
Четыре шурупа
Термоклей
Канцелярский нож
Паяльник, для удобства ватт на 20-40
Канифоль
Термопаста
Лак, растворитель, перекись водорода, лимонная кислота, соль.
Все компоненты готовы и стоят они в сумме не больше 150 рублей, тем что микросхему можно вытащить из телевизора, который еще более менее распространен на рынке, в телевизоре старого образца такого усилителя не будет.
Вооружимся для начала стеклотекстолитом, перекисью водорода, лимонной кислотой и солью. Весь этот раствор необходимо замешать в чаше с высотой стенок 10 - 20 мм, мешаем в пропорции 50 мл перекиси на 15 грамм лимонной кислоты, туда же добавляем щепотку соли, хватит 5 грамм.
Следующим шагом будет вырисовка лаком для ногтей будущих дорожек платы. Делаем это аккуратно, излишки вытираем растворителем. Для нашей микросхемы необходимо такое расположение дорожек.
Ждем минут 5 и опускаем плату в раствор, в среднем плата должна протравиться за 30-40 минут. После того, как время прошло необходимо удалить лак.
Когда лак вытерли (можно любым растворителем) нужно проверить на свету, нет ли смещения и ошибок, таких как налипание одной ножки на другую, при ошибке это можно исправить канцелярским ножом.
Теперь плату надо покрыть слоем олова, сначала промазываем дорожки канифолью, затем паяльником лудим все дорожки. Затем приставляем микросхему и припаиваем её строго к ножкам. Перегревать микросхему нельзя, может оказаться не рабочей.
Далее можно припаивать провода, сначала припаяем выход звука, возьмем два провода и спаяем с нашим штекером под подключение тюльпана. Выход звука у нас один.
После выхода звука припаиваем перемычку между 4 ножкой и 7, это минус.
Затем к третьей дорожке паяем конденсатор на 100 мкф.
Плюс его паяем к дорожке а минус уже к другой стороне дорожки, как на фото.
Для питания нужен фильтр, им будет конденсатор на 2200 мкф. Припаиваем его к плюсу и минусу питания.
К дорожкам питания паяем два провода.
Следующий шаг, пайка штекера входа звука.
На этом усилитель полностью готов, перед установкой в корпус лучше его проверить, заранее закрепив на радиаторе. После проверки можно устанавливать все в корпус. Для начала прорежем отверстия для установки радиатора с помощью канцелярского ножа.
На фото видно, что все подошло хорошо. Затем нужно закрепить радиатор четырьмя шурупами.
Когда радиатор крепко сидит можно проделывать отверстия под подключение к динамику через тюльпан и включатель для питания. Все клеим на термоклей. Потом можно устанавливать усилитель на радиатор через термопасту.
