Përforcues tavoline me vizualizim audio, orë binare dhe marrës FM: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Më pëlqejnë përforcuesit dhe sot, unë do të ndaj amplifikatorin tim të tryezës me fuqi të ulët që kam bërë kohët e fundit. Përforcuesi që kam projektuar ka disa veçori interesante. Ajo ka një orë binare të integruar dhe mund të japë kohë dhe datë dhe mund të vizualizojë audio që shpesh quhet analizues i spektrit audio. Mund ta përdorni si marrës FM ose luajtës MP3. Nëse ju pëlqen amplifikuesi im i orës atëherë ndiqni hapat e mëposhtëm për të bërë kopjen tuaj.

Hapi 1: Këshilla të mira për hartimin e amplifikatorit

Hartimi i një qarku audio me cilësi të mirë pa zhurmë është vërtet i vështirë edhe për një stilist me përvojë. Pra, duhet të ndiqni disa këshilla për ta bërë modelin tuaj më të mirë.

Fuqia

Përforcuesit e altoparlantëve zakonisht mundësohen drejtpërdrejt nga tensioni i sistemit kryesor dhe kërkojnë rrymë relativisht të lartë. Rezistenca në gjurmë do të rezultojë në rënie të tensionit që zvogëlojnë tensionin e furnizimit të amplifikatorit dhe humbjen e energjisë në sistem. Rezistenca gjurmë gjithashtu bën që luhatjet normale të rrymës së furnizimit të konvertohen në luhatje të tensionit. Për të maksimizuar performancën, përdorni gjurmë të shkurtra të gjera për të gjitha furnizimet me energji të amplifikatorit.

Tokëzimi

Tokëzimi luan rolin e vetëm, më të rëndësishëm në përcaktimin nëse potenciali i pajisjes arrihet nga sistemi. Një sistem i bazuar dobët ka të ngjarë të ketë shtrembërim të lartë, zhurmë, kundërthënie dhe ndjeshmëri ndaj RF. Megjithëse dikush mund të pyesë se sa kohë duhet t'i kushtohet tokëzimit të sistemit, një skemë tokëzimi e projektuar me kujdes parandalon një numër të madh problemesh që të ndodhin ndonjëherë.

Toka në çdo sistem duhet të shërbejë për dy qëllime. Së pari, është rruga e kthimit për të gjitha rrymat që rrjedhin në një pajisje. Së dyti, është tensioni referues për qarqet dixhitale dhe analoge. Tokëzimi do të ishte një ushtrim i thjeshtë nëse tensioni në të gjitha pikat e tokës mund të ishte i njëjtë. Në realitet, kjo nuk është e mundur. Të gjitha telat dhe gjurmët kanë një rezistencë të kufizuar. Kjo do të thotë se sa herë që ka rrymë që rrjedh nëpër tokë, do të ketë një rënie përkatëse të tensionit. Çdo lak teli gjithashtu formon një induktor. Kjo do të thotë që sa herë që rryma rrjedh nga bateria në një ngarkesë dhe përsëri në bateri, rruga aktuale ka një induktancë. Induktiviteti rrit rezistencën e tokës në frekuenca të larta.

Ndërsa dizajnimi i sistemit më të mirë tokësor për një aplikim të veçantë nuk është detyrë e thjeshtë, disa udhëzime të përgjithshme zbatohen për të gjitha sistemet.

1. Krijoni një aeroplan të vazhdueshëm tokësor për qarqet dixhitale: Rryma dixhitale në rrafshin tokësor tenton të ndjekë të njëjtën rrugë që mori sinjali origjinal. Kjo rrugë krijon zonën më të vogël të lakut për rrymën, duke minimizuar kështu efektet dhe induktancën e antenës. Mënyra më e mirë për të siguruar që të gjitha gjurmët e sinjalit dixhital të kenë një rrugë përkatëse tokësore është krijimi i një rrafshi tokësor të vazhdueshëm në shtresën menjëherë ngjitur me shtresën e sinjalit. Kjo shtresë duhet të mbulojë të njëjtën zonë me gjurmën e sinjalit dixhital dhe të ketë sa më pak ndërprerje në vazhdimësinë e saj. Të gjitha ndërprerjet në rrafshin tokësor, përfshirë viat, bëjnë që rryma e tokës të rrjedhë në një lak më të madh nga sa është ideale, duke rritur kështu rrezatimin dhe zhurmën.
2. Mbani rrymat tokësore të ndara: Rrymat e tokëzimit për qarqet dixhitale dhe analoge duhet të ndahen për të parandaluar që rrymat dixhitale të mos shtojnë zhurmë në qarqet analoge. Mënyra më e mirë për ta arritur këtë është përmes vendosjes së saktë të përbërësve. Nëse të gjitha qarqet analoge dhe dixhitale vendosen në pjesë të veçanta të PCB, rrymat e tokës natyrisht do të izolohen. Që kjo të funksionojë mirë, pjesa analoge duhet të përmbajë vetëm qarqe analoge në të gjitha shtresat e PCB.
3. Përdorni teknikën e argumentimit të yllit për qarqet analoge: Përforcuesit e fuqisë audio kanë tendencë të tërheqin rryma relativisht të mëdha që mund të ndikojnë negativisht si në referencat e tyre ashtu edhe në ato të tjera tokësore në sistem. Për të parandaluar këtë problem, siguroni rrugë të dedikuara kthimi për bazat e fuqisë së përforcuesit të tejkaluar dhe kthimet e tokëzimit të prizës së kufjeve. Izolimi lejon që këto rryma të kthehen përsëri në bateri pa ndikuar në tensionin e pjesëve të tjera të rrafshit të tokës. Mos harroni se këto rrugë të dedikuara kthimi nuk duhet të drejtohen nën gjurmët e sinjalit dixhital sepse ato mund të bllokojnë rrymat dixhitale të kthimit.
4. Maksimizoni efektivitetin e kondensatorëve të anashkalimit: Pothuajse të gjitha pajisjet kërkojnë kondensatorë të anashkalimit për të siguruar rrymë të menjëhershme. Për të minimizuar induktivitetin midis kondensatorit dhe kunjit të furnizimit të pajisjes, vendosni këta kondensatorë sa më afër që të jetë e mundur me kunjin e furnizimit që ata po anashkalojnë. Çdo induktancë zvogëlon efektivitetin e kondensatorit të anashkalimit. Në mënyrë të ngjashme, kondensatorit duhet t'i sigurohet një lidhje me rezistencë të ulët me tokën për të minimizuar rezistencën e frekuencës së lartë të kondensatorit. Lidheni drejtpërdrejt anën tokësore të kondensatorit me rrafshin tokësor, në vend që ta kaloni atë përmes një gjurme.
5. Përmbytja e të gjithë zonës së papërdorur të PCB me tokë: Sa herë që dy copa bakri kalojnë pranë njëra -tjetrës, një bashkim i vogël kapacitiv formohet midis tyre. Duke vërshuar tokën pranë gjurmëve të sinjalit, energjia e padëshiruar me frekuencë të lartë në linjat e sinjalit mund të zhvendoset në tokë përmes bashkimit kapacitiv.

Mundohuni të mbani furnizimin me energji, transformatorët dhe qarqet dixhitale të zhurmshme larg qarqeve tuaja audio. Përdorni një lidhje tokësore të veçantë për qarkun audio dhe është mirë të mos përdorni aeroplanët e tokëzimit për qarkun audio. Lidhja tokësore (GND) e amplifikatorit audio është shumë e rëndësishme në krahasim me tokën e transistorëve të tjerë, IC etj., Nëse ka zhurmë tokësore midis të dyve atëherë amplifikatori do ta nxjerrë atë.

Merrni parasysh fuqizimin e IC -ve të rëndësishme dhe çdo gjëje të ndjeshme duke përdorur një rezistencë 100R midis tyre dhe +V. Përfshini një kondensator të zgjedhur me madhësi të mirë (p.sh. 220uF) në anën IC të rezistencës. Nëse IC do të tërheqë shumë energji, atëherë sigurohuni që rezistenca ta trajtojë atë (zgjidhni një fuqi të lartë mjaft të lartë dhe siguroni mbingarkesë bakri PCB nëse është e nevojshme) dhe mbani në mend se do të ketë rënie të tensionit në rezistencë.

Për modelet e bazuara në transformatorë ju dëshironi që kondensatorët ndreqës të jenë sa më pranë kunjave të ndreqësit dhe të lidhen përmes shiritave të tyre të trashë për shkak të rrymave të mëdha të ngarkimit në pikën e valës së mëkatit të ndrequr. Meqenëse tensioni i daljes së ndreqësit tejkalon tensionin e prishjes së kondensatorit, zhurma e impulsit prodhohet në qarkun e ngarkimit i cili mund të transferohet në qark audio nëse ndajnë të njëjtën copë bakri në secilën prej linjave të energjisë. Ju nuk mund të heqni qafe rrymën e ngarkimit të pulsit, kështu që është më mirë të mbani kondensatorin lokal në ndreqësin e urës për të minimizuar këto impulse të larta të energjisë. Nëse një përforcues audio është pranë ndreqësit, atëherë mos gjeni një kondensator të madh pranë amplifikatorit për të shmangur që ky kondensator të shkaktojë këtë problem, por nëse ka pak distancë, atëherë është mirë të jepni amplifikatorin është kondensatori i tij ndërsa noton ngarkohet nga furnizimi me energji dhe përfundon duke pasur një rezistencë relativisht të lartë për shkak të gjatësisë së bakrit.

Gjeni dhe rregullatorët e tensionit të cilët përdoren nga qarku audio pranë korrigjuesve / hyrjes PSU dhe lidheni me lidhjet e tyre gjithashtu.

Sinjalet

Aty ku është e mundur shmangni sinjalet audio brenda dhe jashtë IC që funksionojnë paralelisht në PCB pasi kjo mund të shkaktojë lëkundje të cilat ushqehen nga dalja përsëri në hyrje. Mos harroni se vetëm 5mV mund të shkaktojë shumë zhurmë!

Mbani aeroplanët dixhital të tokës larg GND audio dhe qarkut audio në përgjithësi. Hum mund të futet në audio thjesht nga gjurmët që janë shumë pranë avionëve dixhitalë.

Kur lidheni me pajisje të tjera, nëse përdorni një bord tjetër që përfshin qark audio (do të japë ose marrë një sinjal audio) sigurohuni që ekziston vetëm 1 pikë në të cilën GND lidhet midis 2 bordeve dhe kjo në mënyrë ideale duhet të jetë në lidhjen e sinjalit audio analog pikë

Për lidhjet e sinjalit IO me pajisjet e tjera / botën e jashtme është një ideal i mirë për të përdorur një rezistencë 100R midis qarqeve GND dhe botës së jashtme GND për gjithçka (përfshirë pjesët dixhitale të qarkut) për të ndaluar krijimin e sytheve tokësore.

Kondensatorët

Përdorni ato kudo që dëshironi të izoloni seksionet nga njëri -tjetri. Vlerat për t'u përdorur:- 220nF është tipike, 100nF është mirë nëse doni të zvogëloni madhësinë / koston, më mirë të mos bini nën 100nF.

Mos përdorni kondensatorë qeramikë. Arsyeja është se kondensatorët qeramikë do t'i japin një efekt piezoelektrik një sinjali AC i cili shkakton zhurmë. Përdorni një Poli të një lloji - Polipropileni është më i miri, por çdo gjë do të bëjë. Kokat audio të vërteta gjithashtu thonë se mos përdorni elektrolitikë në linjë, por shumë stilistë bëjnë pa problem-kjo ka të ngjarë për aplikacione me pastërti të lartë jo dizajn standard të përgjithshëm audio.

Mos përdorni kondensatorë tantali kudo brenda shtigjeve të sinjalit audio (disa stilistë mund të mos jenë dakord, por mund të shkaktojnë probleme të tmerrshme)

Një zëvendësues i pranuar përgjithësisht për polikarbonat është PPS (Sulfidi i Polifenilenit).

Cilësi të lartë filmi polikarbonat dhe film polistireni dhe kondensatorë tefloni dhe kondensatorë qeramikë NPO/COG kanë koeficientë të tensionit shumë të ulët të kapacitetit dhe kështu shtrembërim shumë të ulët dhe rezultatet janë shumë të qarta duke përdorur analizues të spektrit, si dhe veshë.

Shmangni ato dielektrike qeramike me shkallë të lartë K, ato kanë një koeficient të tensionit të lartë i cili mendoj se mund të çojë në një shtrembërim nëse ato përdoren në një fazë të kontrollit të tonit.

Vendosja e Komponentit

Hapi i parë i çdo dizajni PCB është zgjedhja se ku të vendosen përbërësit. Kjo detyrë quhet "planifikimi i dyshemesë". Vendosja e kujdesshme e komponentit mund të lehtësojë drejtimin e sinjalit dhe ndarjen e tokës. Ai minimizon marrjen e zhurmës dhe zonën e kërkuar të bordit.

Vendosja e komponentit brenda seksionit analog duhet të zgjidhet. Përbërësit duhet të vendosen për të minimizuar distancën që udhëtojnë sinjalet audio. Gjeni amplifikatorin audio sa më afër folesë së kufjeve dhe altoparlantit. Ky pozicionim do të minimizojë rrezatimin EMI nga amplifikuesit e altoparlantëve të klasës D dhe do të minimizojë ndjeshmërinë ndaj zhurmës së sinjaleve të kufjeve me amplitudë të ulët. Vendosni pajisjet që furnizojnë audio analoge sa më afër amplifikatorit të jetë e mundur për të minimizuar marrjen e zhurmës në hyrjet e amplifikatorit. Të gjitha gjurmët e sinjalit të hyrjes do të veprojnë si antena për sinjalet RF, por shkurtimi i gjurmëve ndihmon në zvogëlimin e efikasitetit të antenës për frekuencat zakonisht shqetësuese.

Hapi 2: Ju duhet…

1. IC TEA2025B Audio Amplifikator (ebay.com)

2. 6 copë 100uF Kondensator elektrolitik (ebay.com)

3. 2 copë 470uF Kondensator elektrolitik (ebay.com)

4. 2 copë Kondensator 0.22uF

5. 2 copë Kondensator qeramik 0.15uF

6. Potenciometër i Kontrollit të Vëllimit të Dyfishtë (50 - 100K) (ebay.com)

7. Altoparlant 2 copë 4 ohm 2.5W

8. Moduli i Marrësit MP3 + FM (ebay.com)

9. Matrica LED me IC të shoferit (Adafruit.com)

10. Bordi Vero & Disa tela.

11. Arduino UNO (Adafruit.com)

12. Moduli DS1307 RTC (Adafruit.com)

Hapi 3: Bërja e qarkut të amplifikatorit

Sipas diagramit të bashkangjitur, bashkoni të gjithë përbërësit në PCB. Përdorni vlerën e saktë për kondensatorët. Kini kujdes në lidhje me polaritetin e kondensatorëve elektrolitikë. Mundohuni të mbani të gjithë kondensatorin sa më afër IC -së për të minimizuar zhurmën. Lidhni drejtpërdrejt IC pa përdorur bazën IC. Sigurohuni që të keni prerë gjurmët midis dy anëve të IC përforcuesit. Të gjitha lidhjet e saldimit duhet të jenë perfekte. Ky është një qark përforcues audio, prandaj tregohuni profesionistë në lidhje me lidhjen e saldimit, veçanërisht në lidhje me tokën (GND).

Hapi 4: Testimi i qarkut me altoparlantin

Pasi të keni përfunduar të gjithë lidhjen dhe bashkimin, lidhni dy altoparlantë 4 ohm 2.5W në qarkun e amplifikatorit. Lidhni një burim audio në qark dhe ndizeni atë. Nëse gjithçka shkon mirë, këtu do të keni një zhurmë pa zhurmë.

Kam përdorur IC përforcues audio TEA2025B për amplifikim audio. Shtë një çip i mirë përforcues audio i cili funksiononte në një gamë të gjerë të tensionit (3 V deri në 9 V). Pra, mund ta provoni me çdo tension brenda intervalit. Unë jam duke përdorur përshtatës 9V dhe po punon mirë. IC mund të veprojë në modalitetin e lidhjes së dyfishtë ose të urës. Për më shumë detaje në lidhje me çipin e amplifikatorit, ju lutemi kontrolloni fletën e të dhënave.

Hapi 5: Përgatitja e panelit të përparmë të Matricës me pika

Për vizualizimin e sinjalit audio dhe shfaqjen e datës dhe orës vendosa një ekran të matricës me pika në anën e përparme të kutisë së amplifikatorit. Për ta bërë punën mirë, kam përdorur mjet rrotullues për të prerë kornizën sipas madhësisë së matricës. Nëse ekrani juaj nuk ka një çip drejtues të integruar, përdorni një veç e veç. Unë preferoj matricën Bi-color nga Adafruit. Pas zgjedhjes së ekranit të përsosur të matricës, rregulloni ekranin në bazë me zam të nxehtë.

Ne do ta lidhim atë me bordin Arduino më vonë. Ekrani me dy ngjyra nga Adafruit përdor protokollin i2c për të komunikuar me mikrokontrolluesin. Pra, ne do të lidhim pinin SCL dhe SDA të IC shoferit në bordin Arduino.

Hapi 6: Programimi me Arduino

Lidhni ekranin e matricës me pika Adafruit Smart Bi-color si:

1. Lidhni pinin Arduino 5V me matricën LED + kunj.
2. Lidheni kunjin Arduino GND me pinin GND të mikrofonit dhe me matricën LED.
3. Ju mund të përdorni një hekurudhë të fuqisë së bordit, ose Arduino ka shumë kunja GND në dispozicion. Lidhni pinin Arduino analog 0 me kunjin e sinjalit audio.
4. Lidhni kunjat Arduino SDA dhe SCL me kunjat e shpinës D (të dhëna) dhe C (orë), përkatësisht.
5. Tabelat e mëparshme Arduino nuk përfshijnë kunjat SDA dhe SCL - në vend të kësaj, përdorni kunjat analoge 4 dhe 5.
6. Ngarko programin e bashkangjitur dhe provo që ai ose punon ose jo:

Filloni duke shkarkuar depon Piccolo nga Github. Zgjidhni butonin "shkarko ZIP". Pasi të ketë mbaruar kjo, hiqni skedarin ZIP që rezulton në hard diskun tuaj. Do të ketë dy dosje brenda: "Piccolo" duhet të zhvendoset në dosjen tuaj të zakonshme të skicave Arduino. "Ffft" duhet të zhvendoset në dosjen tuaj "Bibliotekat" Arduino (brenda dosjes së skicave - nëse nuk është aty, krijoni një). Nëse nuk jeni të njohur me instalimin e bibliotekave Arduino, ju lutemi ndiqni këtë udhëzues. Dhe kurrë mos e instaloni në dosjen e Bibliotekës ngjitur me vetë aplikacionin Arduino … vendndodhja e duhur është gjithmonë një nën -drejtori e dosjes suaj të shtëpisë! Nëse nuk e keni instaluar tashmë Bibliotekën Adapruit LED Backpack (për përdorimin e matricës LED), ju lutemi shkarkoni dhe instaloni ashtu si. Pasi të vendosen dosjet dhe bibliotekat, rinisni Arduino IDE dhe skica "Piccolo" duhet të jetë e disponueshme nga menyja File-> Sketchbook.

Me skicën Piccolo të hapur, zgjidhni llojin e bordit Arduino dhe portin serik nga menyja Tools. Pastaj klikoni në butonin Ngarko. Pas një çasti, nëse gjithçka shkon mirë, do të shihni mesazhin "U krye ngarkimi". Nëse gjithçka shkon mirë, do të shihni spektrin audio për çdo hyrje audio.

Nëse sistemi juaj funksionon mirë, atëherë ngarkoni skicën e plotë.ino të bashkangjitur me hapin për shtimin e orës binare me vizualizimin audio. Për çdo hyrje audio, altoparlanti do të shfaqë spektrin audio, përndryshe do të tregojë kohën dhe datën.

Hapi 7: Rregullimi i të gjitha gjërave së bashku

Tani, lidhni qarkun e amplifikatorit që keni ndërtuar në fazën e mëparshme në kuti me zam të nxehtë. Ndiqni imazhet e bashkangjitura me këtë hap.

Pasi të keni lidhur qarkun e amplifikatorit, tani lidhni modulin e marrësit MP3 + FM në kuti. Para se ta rregulloni me zam bëni një provë për t'u siguruar që po funksionon. Nëse funksionon mirë rregulloni atë me zam. Dalja audio e modulit MP3 duhet të lidhet me hyrjen e qarkut të amplifikatorit.

Hapi 8: Lidhjet e brendshme dhe produkti përfundimtar

Nëse altoparlanti merr dhe sinjal audio ai tregon spektrin audio përndryshe tregon datën dhe kohën në formatin binar BCD. Nëse ju pëlqen programimi dhe teknologjia dixhitale, atëherë jam i sigurt që ju pëlqen binari. Më pëlqen ora binare dhe binare. Më parë kam bërë një orë binare të dorës dhe formati i kohës është saktësisht i njëjtë me orën time të mëparshme. Pra, për ilustrim në lidhje me formatin e kohës shtova imazhin e mëparshëm të orës sime pa prodhuar një tjetër.

Faleminderit.

Çmimi i Katërt në Konkursin e Qarqeve 2016

Çmimi i Parë në Konkursin Amps dhe Speakers 2016