К174УН14 - это легендарная микросхема УНЧ производства нерушимого союза. Я даже не знаю, зачем эта микросхема была так несправедливо забыта современными радиолюбителями, но должен признать,что многие (в том числе и я) делали свои первые усилители именно на базе этой микросхемы.
Микросхема TDA2005 является усилителем мощности низкой частоты стереофонического типа. Имеет два независимых канала с выходной мощностью 10-12 ватт (каждый канал). Имеется также мостовое подключение микросхемы, где мощность обеих каналов суммируется для получения более мощного выхода.
Можно ли собрать довольно мощный автомобильный усилитель за пару минут? можно, смотря сколько времени подразумеваем под словосочетанием »пара минут». Но можно ли действительно собрать скажем автомобильный усилитель, скажем за 5 минут.
TDA1557 - одна из самых популярных микросхем усилителей низкой частоты для радиолюбителей. Микросхема завоевала сердца многих, из-за довольно неплохой выходной мощности, простейшей схеме включения и низкой стоимости. Многие производители автомобильных магнитол стали использовать эту микросхему в качестве конечного выходного усилителя в автомагнитоле.
TDA2050 - монофонический усилитель низкой частоты с выходной мощностью 32 ватт на нагрузку 4 Ом. Микросхема стоит всего полтора доллара и выпускается в стандартных 5-выводных корпусах.
Простой, довольно мощный и дешевый автомобильный усилитель можно реализовать с минимальными затратами всего за один день. Этот проект призван доказать - на сколько маленьким и дешевым может быть полноценный усилитель для авто. 12- Вольтовые микросхемы с питанием от бортовой сети автомобильного аккумулятора не могут обеспечить нужную мощность для питания сабвуферных головок, следовательно, возникает необходимость применить более мощные усилители с двухполярным питанием.
TDA7294 - мощный монофонический усилитель разряда HI-FI с выходной мощностью в 100 ватт. Данная микросхема, пожалуй является самым дешевым вариантом для самодельного сабвуферного усилителя. На днях собрал один экземпляр именно для работы в качестве сабвуферного усилителя.
ТДА2822 - одна из любимых микросхем молодости. Микросхема очень, очень хорошая, универсальная и имеет широкую область применения.
Мы неоднократно приводили схемы мощных усилителей мощности низкой частоты для самостоятельной сборки, и сегодня речь пойдет о конструкции довольно простого, но высококачественного и до боли мощного усилителя по схеме ланзара.
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
Данный усилитель мощности основан на PA100, подробно описанный в приложении от National Semiconductor"s AN1192
Когда я собрал свои мощные самодельные 4-х омные колонки, то усилитель не мог "раскачать" такую нагрузку, поэтому решено было собирать более мощный усилитель. Я разработал схему усилителя мощности, в которой используется две микросхемы LM3886 на канал, в схеме с параллельным включением. На 8-ми омной нагрузке выходная мощность усилителя получается порядка 50 Ватт, на 4-х омной 100 Ватт. В данном усилителе используется четыре микросхемы УНЧ LM3886.
Кстати Jeff Rowland в некоторых своих Hi-Fi конструкциях использует LM3886 и имеет хорошие отзывы. Так что недорогой усилитель тоже может быть качественным!
Микросхема LM3886 включена по схеме неинвертирующего усилителя. Входное сопротивление УНЧ зависит от резистора R1 (47 кОм). Резистор R20 (680 Ом) и конденсатор C20 (470 пФ) образуют фильтр высоких частот на входных RCA-разъемах. Конденсаторы C4 и С8 (220 пФ) служат для фильтрации ВЧ на входах микросхемы LM3886.
При сборке усилителя, в некоторых местах я использовал высококачественные конденсаторы: C1 (1 мкФ) "Auricap" для фильтрации постоянной составляющей, С2 и С6 (100 мкФ) "Blackgate" и С12, С16 (1000 мкФ) "Blackgate".
Принципиальная схема усилителя приведена ниже.
Разработка печатной платы велась с учетом того, чтобы силовая земля (питания) и сигнальная были разделены. Сигнальная земля находится в середине и окружена силовой землей. Возле С5 они соединены тонкой дорожкой. Проектирование печатной платы велось в программе PADS PowerPCB 5.0.
Сам делать печатную плату я не стал, а отдал фирме. Когда забрал ее, то обнаружил,что некоторые отверстия были меньшего диаметра чем нужно. Рассверлил уже сам вручную. На фото ниже фотография платы.
Резисторы 1кОм и 20кОм были вручную подобраны с точностью до 0.1%. В качестве выходных резисторов я использовал шесть резисторов номиналом 1 Ом 0.5 Ватт 1%, потому как 3-х Ваттный 1% резистор найти проблематично.
Я использовал изолированную версию микросхемы - LM3886 TF, поэтому я напрямую присоединил к корпусу и радиатору через теплопроводную пасту.
Разделительный конденсатор "Auricap" 1мкФ 450В. Был куплен высококачественный конденсатор, поскольку он задействован в главной сигнальной цепи.
Конденсаторы в ВЧ-фильтре: "Silver Mica" 47пФ и 220пФ.
В фильтре по питанию использовался конденсатор "Blackgate" 1000мкФ 50В
Кондеры C2 и C6 тоже фирмы "Blackgate" номиналом 100мкФ 50В. Для лучшего результата лучше использовать биполярные конденсаторы, однако я использовал электролиты, т.к. биполярные не поместились бы на плату.
Фильтрующая цепочка R20(680 Ом) + C20(470 пФ) помещена прямо на RCA-разъеме. Это помогает отфильтровывать ВЧ-шумы до того, как они попадут на плату усилителя.
Разделительный конденсатор источника питания 0.1мкФ припаян с обратной стороны платы усилителя прямо на ножку LM3886, это позволяет лучше фильтровать ВЧ-шумы.
Микросхема LM3886 посажена на алюминиевый радиатор, а затем к корпусу усилителя. Снаружи корпуса я прикрепил еще 3 радиатора от процессорных вентиляторов PC. Везде использовалась термопаста для лучшей теплоотдачи.
Со всеми этими радиаторами усилитель греется совсем немного на средней громкости.
В источнике питания я использовал микросхему регулируемого стабилизатора напряжения LT1083. Перед ней поставил конденсаторы емкостью 10000 мкФ после - 100 мкФ. Преимущество использования регулируемого стабилизатора напряжения в том, что практически отсутствует напряжение пульсаций. Без него слышен небольшой 50/100 Гц шум.
В диодных мостах использовались мощные диоды MUR860.
Стабилизатор напряжения LT1083 может обеспечивать ток до 8А.
Трансформатор использовался мощностью 500ВА 2х25В. После стабилизатора, напряжение 30 Вольт.
В дальнейшем планирую заменить стабилизатор на более мощный (см. схему ниже). Транзистор TIP2955 способен выдерживать токи до 15А.
После сборки усилителя я измерил постоянное напряжение и получил смещение около 7 мВ на разъемах динамика. Разница напряжения между двумя выходами микросхем меньше чем 1 мВ.
Звучание усилителя чем то похоже на звучание собранного мною ранее усилителя на LM3875 - очень чистое. Не слышен ни шум, ни шипение, ни гудение. Сравнивая с усилителем на LM3875, данный усилитель развивает примерно вдвое большую мощность на моих 4-х Омных колонках и обеспечивает глубокий и напористый бас и хорошую динамику.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| УНЧ | |||||||
| U1, U2 | Аудио усилитель | LM3886 | 2 | В блокнот | |||
| C1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C2, C6 | 100 мкФ | 2 | В блокнот | ||||
| C3, C7 | Конденсатор | 4.7 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C4, C8 | Конденсатор | 220 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C5, C9 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C10, C11, C13 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| C12, C14 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C20 | Конденсатор | 470 пФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2, R3, R7, R8 | Резистор | 1 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R4, R9 | Резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R5, R10 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6, R11, R13-R16 | Резистор | 0.5Ом 1Вт 1% | 6 | В блокнот | |||
| R12 | Резистор | 2 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R20 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| Блок питания | |||||||
| U1, U2 | Линейный регулятор | LT1083 | 2 | В блокнот | |||
| D1-D8 | Выпрямительный диод | MUR860 | 8 | В блокнот | |||
| C1, C4 | Электролитический конденсатор | 10000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C2, C5 | Конденсатор | 1 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C3, C6 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 100 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R3, R4 | Подстроечный резистор | 2.5 кОм | 2 | В блокнот | |||
| TX1, TX2 | Трансформатор | 220/25В | 2 | В блокнот | |||
| Мощный стабилизатор | |||||||
| N1, N2 | Линейный регулятор | LM317 | 2 | В блокнот | |||
| V1, V2 | Биполярный транзистор | TIP2955 | 2 | В блокнот | |||
| V3-V12 | Выпрямительный диод | MUR1560 | 10 | В блокнот | |||
| V13, V14 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | ||||
Чтобы собрать усилитель для сабвуфера своими руками правильно, нужно запастись свободным временем и терпением. Больших затрат средств не потребуется. В первую очередь нужно приобрести усилитель мощности, выполненный на интегральной микросхеме. Далее, мы разберем, как собрать усилитель для сабвуфера своими руками на основе микросхемы TDA1562Q.
Ниже представлена принципиальная схема усилителя.
Данная схема, кроме усилителя мощности, имеет предусилитель, выполненный на сдвоенной микросхеме операционного усилителя, который так же играет роль фильтра частот.
При питании от автомобильного аккумулятора максимальная выходная мощность усилителя составит порядка 50 Вт, что вполне достаточно что бы «раскачать» средний сабвуфер.
Необходимое оборудование и компоненты
Итак, кроме вышеуказанной микросхемы нам понадобятся:
- операционный усилитель TL 072 (можно заменить на микросхемы TL 062, TL 082 или 4558);
- резисторы мощностью 0,25-0,5 Вт;
- электролитические конденсаторы (новые!);
- конденсаторы неполярные — плёночные;
- изолированные провода;
- термопаста;
- радиатор с площадью рассеивания не меньше 600 см²;
- лист одностороннего текстолита.
Конечно, мы не обойдемся без паяльника, припоя и некоторого умения со всем этим обращаться.
Монтаж
Основная плата усилителя
Схема печатной платы усилителя приведена ниже.
Печатную плату можно изготовить путем травления текстолита с медной подложкой раствором хлорного железа. Рисунок дорожек контактов проще перенести на плату с глянцевого листа бумаги, на котором этот рисунок напечатан с помощью лазерного принтера. Нюансы этого способа легко можно найти в интернете на соответствующих сайтах по электротехнике.
Пайку деталей производим аккуратно, удаляя излишки флюса. Особенно это касается микросхем. Микросхему операционного усилителя можно установить через восьмиконтактную панель.
Помните: перегрев полупроводниковых элементов, может привести к выходу их из строя!
Катушки индуктивности L1 и L2 в выходном фильтре усилителя, изготовляются из медной эмалированной проволоки диаметром 1 мм, путем накручивания на цилиндрический сердечник диаметром 5 мм. Количество витков катушки — 20.
Микросхему усилителя устанавливают на теплоотвод. Он должен быть площадью более 600 см². Роль радиатора может выполнить шасси авто.
После монтажа всех элементов подсоединяют провода.
Блок стабилизации и коммуникации питания
В вышеописанной схеме мы использовали самую простую схему питания усилителя через аккумулятор, однако для более стабильной работы усилителя можно подключить его через стабилизатор. Данное устройство можно собрать самому (схему на любой вкус в интернет можно найти очень легко), но самый простой способ — это использовать готовый блок стабилизации от старого усилителя или купить новый.
Кроме того, блок стабилизации позволяет сэкономить заряд аккумулятора автомобиля.
Предотвращению разрядки способствует реле с отдельной клеммой REM, работающую под напряжением в 12 В. Клемма устанавливается на выходе автомагнитолы, благодаря чему сабвуфер начинает работать вместе с музыкальным устройством.
Для контроль работы усилителя можно установить светодиод в схему питания устройства.
Окончательная сборка устройства
После монтажа платы, проводим окончательную сборку усилителя и помещаем его в корпус. Корпус можно изготовить самостоятельно из обычной фанеры с помощью лобзика. На фанере вычерчивается схема по нужным размерам, вырезается лобзиком и закрепляется герметиком.
Так же корпус можно приобрести в магазине или использовать алюминиевый короб, который одновременно будет выполянть роль радиатора.
Размещая все детали в корпусе, нужно обеспечить в нем свободную циркуляцию воздуха для лучшего охлаждения деталей.
Корпус усилителя необходимо надежно закрепить в салоне автомобиля.
Перед установкой важно убедиться в правильности полярности питания, иначе аппарат сразу сгорит.
Как сделать усилитель для сабвуфера мы разобрались, осталось проверить его работоспособность. Это можно сделать в домашних условиях, но ни в коем случае нельзя пренебрегать правилами безопасности, иначе можно получить удар током или испортить устройство. Тестирование проходит следующим образом: усилитель запитывают через аккумулятор и подключают колонку с сопротивлением в 20 Ом. На усилитель подается нагрузка и проверяется мощность.
Чтобы сконструировать автомобильный усилитель звука своими руками, необходимо иметь достаточно много свободного времени. Этот процесс требует определенных знаний и умений, а еще не малых финансовых вложений. Однако, результат приятно удивит, поскольку звук будет чистым и громким.
Процесс создания автомобильного усилителя усложняется тем, что достать все детали довольно не просто. Но изготовление усилительного комплекса, способного питать аудиосистему транспортного средства, это хоть и хлопотный процесс, но, по итогу, получается сконструировать 5 небольших усилителей, суммарная мощность которых будет равна 680 Ватт. В некоторых случаях удается увеличить данный показатель до 750 Ватт.
Требования к усилителю
Необходимо сначала определиться с теми техническими характеристиками, которых хотелось бы добиться в конечном результате. В основном это звук высокого качества, высокий показатель выходной мощности, простота конструкции, удобство в использовании, небольшая затратная часть, способность питать до 12 динамических головок и сабвуфер.
Реализация задуманного процесса возможна при наличии отдельных усилителей мощности в количестве 5 штук, среди которых один должен питать канал сабвуфера. Для этого необходимо собрать усилитель по схеме Ланзара.
Для изготовления понадобятся 4 микросхемы. Необходимы TDA 7384 — 4x40W и TDA 2005 — 1x20W – каждой по 2 штуки. Данные конструкции помогают питать фронтальную акустику. Эти микросхемы не дорогие. Если удастся их раздобыть, то на усилитель не придется слишком потратиться.
Преобразователь напряжения
Изготовление преобразователя напряжения – самая трудоемкая часть всего процесса. Поэтому именно с него и надо начинать.
В основе ПН лежит микросхема TL494, которая является контроллером высокой точности. Есть также ее аналог, который также ожно использовать. Это 1114ЕУ3/4. В микросхеме нет дополнительного усилителя на выходе. Хоть эта микросхема и подходит больше других, однако и ее придется немного изменить. На плечах установлены полевики, которые укреплены на теплоотводы посредством теплопроводимых прокладок, снятых с компьютерных БП.
В микросхеме есть выпрямительная часть с диодами, которые способны работать на чистоте до 100 кГц. Для необходимы реле по питанию в количестве 2 штук. Можно использовать 20-ти амперные, но лучше всего взять 60-ти амперные. Это связано с тем, что преобразователь потребляет немалое количество тока. Удобство преобразователя напряжения в том, что не нужно устанавливать в нем мощные переключатели для включения сабвуфера. Питание ПН происходит в момент срабатывания реле.
Сложности могут возникнуть с намоткой трансформатора. Это связано с тем, что трансформатор был сделан по собственной технологии. Из-за того, что нет ферритовых колец, нужно искать прочие варианты, например, блоки питания компьютеров. Из них достаточно просто изготовить трансформаторы больших размеров. Чтобы добыть феррит, который очень крепко припаян, нужно прогреть его в течение нескольких секунд, а после аккуратно достать из каркаса. С трансформаторов удалось отмотать штатные обмотки.
После необходимо отрезать боковую стенку каждого каркаса, которые, впоследствии, соединяются между собой. По итогу получается один, но длинный каркас. На него можно производить обмотку 10-ю витками одновременно 5 жилами. При этом используется провод диаметром 0,8 мм. Как только намотаны первые 5 витков, то нужно заизолировать их, а затем на них нужно обмотать последние витки. Выполнять эту процедуру нужно в одном выбранном направлении, а оставшиеся провода скрутить в косичку.
У каждой обмотки есть начало и конец. Их нужно соединить, а в месте стыка образовывается отвод, к которому и будет подаваться плюс. Как только фазировки выполнены, то можно приступать к намотке вторичной обмотки. В ней может быть совершенно любое количество витков.
Обязательно нужно провести проверку изготовленных элементов. Для этого их необходимо просто подсоединить к источнику питания. При включении трансформатор не должен издавать посторонних звуков в виде жужжания, при этом транзистор не должен нагреваться. Нужно подключить на вторую обмотку лампу накаливания, которая должна сразу же загораться, но транзистор все время должен быть холодным, а со временем немного нагреться. Если все работает верно, то можно избавиться от пробной обмотки и сделать нормальную. Процедура по изготовлению трансформатора завершена.
Сборка конструкции
Как только все блоки изготовлены и проверены на работоспособность, то можно смело приступать к монтажу усилителя звука. В качестве корпуса подойдет соответствующая деталь от DVD. Дисплей нужно удалить, а на его место поставить светодиоды индикатора. Платы укладываются на дно усилителя, а для крепления используются шайбы изолирующие.
К теплоотводам нужно приделать транзисторы, а также микросхемы. Входные разъемы взяты из DVD, а клеммы изготовлены из разъема автомагнитолы. Охлаждающую функцию будет выполнять кулер. С его помощью не будет перегрев теплоотводов. Непосредственно сабвуфер в охлаждении не нуждается. Усилители «питаются» благодаря реле. Это происходит после того, кагда подается плюсна вывод. Все изготовленные усилители работают по отдельности, но их объединяет контактная платформа, на которую выведены системы ромоут контроля.
Прекрасный результат
Результат должен приятно удивить каждого, кто решился взяться за процесс изготовления . Получившийся агрегат имеет довольно хорошие технические характеристики, но при этом он не принесет больших затрат. Что нельзя сказать об усилителях звука, изготовленных профессионалами. Альтернативным вариантом дорогим моделям являются произведенные в Китае, однако нет гарантий того, что они действительно надежные и качественные. Поэтому необходимо приложить усилия и получить отличный усилитель звука для автомобиля.
