Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Цитата:
Сообщение от
giwoj Это приблизительно какая добротность у таких динов. Просто себе подбираю динчик под рок.
Высокая... Qts выше 0,6.. с такой высокой добротностью легко получить много низких частот, так как диффузор легко раскачивается, и катушка с магнитом его плохо тормозит, отсюда большой ход. Но при этом сильно страдает импульсная характеристика. Из автомобильных даже не знаю что посоветовать для рока, потому что там черт ногу сломит. Щас в основном делают одни насосы.. А так че-нить типа Beyma power 12, или наши ГДН-ки можно, но это лично мое мнение.
Вложений: 17
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Спустя какое то время решил протестировать усилитель и замерить его реальную мощность на нагрузку 4 ома.
В сети, особенно на Youtube можно найти ролики, в которых мощность измеряют с помощью токовых клещей, замеряя ток, идущий на катушку динамика, но сопротивление ее очень сильно зависит от частоты. Сам я работаю электриком и знаю, что погрешность измерения тока токовыми клещами очень велика. Нужно применять либо амперметр с шунтом, либо воспользоваться более простым способом, о котором я расскажу ниже.
1. Нужно найти или изготовить мощный резистор. Для тестирования моего усилителя нужен резистор 4 ома мощностью более 500ватт, такой сложно найти в магазинах, но возможно изготовить в домашних условиях. Берем нихромовую проволоку достаточного сечения
Вложение 1007934
точное сопротивление проволоки невозможно измерить с помощью обычного мультиметра, поэтому применяем способ пропускания тока через нихром. Суть его заключается в следующем: собираем вот такую простую схему, и замеряем 2 величины: протекающий ток и напряжение, далее с помощью формулы R=U/I вычисляем сопротивление. У меня получились следующие цифры:
Схема и точный расчет активного сопротивления нихромовой проволокиВложение 1007946
С двух сторон медный провод крепим к нихрому с помощью клеммниковВложение 1007936
Но голый нихром при подаче на него большой мощности будет быстро нагреваться, проблему можно решить охлаждением спирали.
Изготавливаем опалубку из линолеумаВложение 1007938
Снизу заклеил скотчемВложение 1007940
Я залил спираль раствором бетона, его коэффициент теплопроводности (1,75) больше коэфф. тепл-ти воды (0,6) и тем более тепл-ти воздуха(0,022). Для интереса приведу коэфф. теплопроводности некоторых материалов: графен – 5000, алмаз – 2000, медь – 401, железо – 92, вакуум – 0.
ЗаливаемВложение 1007942
Через пару дней распаковываем. Вот такой вышел резюк.Вложение 1007944
2. Теперь нам необходим тестер, способный измерять переменное напряжение, большинство тестеров рассчитаны на измерение напряжения частотой 50Гц, при других значениях частоты, показания будут неверными. Отсюда делаем вывод, что для чистоты эксперимента измерять мощность будем ровно на 50Гц, чистый тон можно найти в сети интернет, либо скачать программу-генератор на телефон или компьютер (я скачал с плей-маркета бесплатную программу Function Generetor).
3. Далее нам нужно научиться определять, когда сигнал на выходе начнет искажаться. Самый верный способ - найти осциллограф, если же его нет – не беда, можно изготовить осциллограф из обычного компьютера или ноутбука. Достаточно для линейного или микрофонного входа компьютера собрать простой шнурок и скачать программу-осциллограф.
Схема для превращения компа в осциллограф, резисторы уменьшают сигнал, а диоды защищают вход звуковухи от перенапряжения.Вложение 1007948
Сам шнукок для планшета+звуковуха.Вложение 1007950
Проверка, подаем синус с телефона и фиксируем планшетом на винде.Вложение 1007952
Например, программа Soundcard Scope умеет не только рисовать амплитуду входящего сигнала, но и измерять его искажения.
Смотрим искажения.Вложение 1007954
4. Замеры. Подключаем мощный резистор на выход усилителя, фиксируем на нем напряжение и искажения с помощью мультиметра и осциллографа, на вход подаем сигнал 50Гц.
Куча проводовВложение 1007966
Фиксируем максимальное действующее напряжение мультиметром, далее по формуле P=U²/R вычисляем мощность, которую усилитель сможет отдать в нагрузку.
Смотрим на сигналВложение 1007962
Резистор легко кратковременно переваривает 500вт, а если кинуть в ведро с водой то может скушать и кило, наверное.Вложение 1007964
Итак первый замер на заведенной машине: мощность 351вт, напряжение питание просело аж до 10,1в, пошел выяснять причину таких диких просадок. Залез под капот и замерил тестером, что на клемме с генератора теряется порядка 2х вольт
"Один щуп на плюс аккума, второй на плюс генератора, замеряем падение напряжения.Вложение 1007956
Вот такие подгоревшие клеммы на генераторе.Вложение 1007958
Временно поменял наконечники на новые, но нужно менять весь провод целиком от генератора до аккума.
Заменил наконечники.Вложение 1007960
Попытка №2: заведенная машина, мощность 484вт на 4х омную нагрузку при просадках 12,1 вольт, совсем неплохо для самодельного усилителя. По идее, даже 500ватт - это много и для повседневного прослушивания более чем предостаточно.
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
сколько нихрома ушло и до какой температуры при замере нагревается?
полагаю надо ТКЕ нихрома учитывать, скорее всего нагрузка скачет в зависимости от температуры до полома
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Цитата:
Сообщение от
kitafonchik Высокая... Qts выше 0,6.. с такой высокой добротностью легко получить много низких частот, так как диффузор легко раскачивается, и катушка с магнитом его плохо тормозит, отсюда большой ход. Но при этом сильно страдает импульсная характеристика. Из автомобильных даже не знаю что посоветовать для рока, потому что там черт ногу сломит. Щас в основном делают одни насосы.. А так че-нить типа Beyma power 12, или наши ГДН-ки можно, но это лично мое мнение.
Как раз могу привести в пример свой урал гранд 2, qts 0,6, насос, выше 55 не играет, все что ниже прокачивает будь здоров. fs 25гц.
---------- Сообщение добавлено 25.05.2016 в 09:00 ----------
kitafonchik, можно еще доп массу в под капотом провести, и еще найти 0,5 вольта, у себя так сделал столькои нашел ;)
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Цитата:
Сообщение от
A!exT сколько нихрома ушло и до какой температуры при замере нагревается?
полагаю надо ТКЕ нихрома учитывать, скорее всего нагрузка скачет в зависимости от температуры до полома
В метрах не знаю сколько, но точно больше метра там. Нагревался сам резистор не более 100 градусов при замере меньше минуты, так что ТКЕ тут можно не учитывать. Приведу пример: допустим сплав у нас марки Х15Ю5, поправочный коэффициент при нагреве до 200° будет 1,013, соответственно сопротивление резистора уже будет 3.965*1.013=4.016 ом- разница просто ничтожна. На предприятии эта проволока сопротивлением 12 ом держит 4кВт в закрытой камере без какого либо охлаждения, так что можно нагружать его смело, тем более цементом залит.
---------- Сообщение добавлено 25.05.2016 в 08:12 ----------
Цитата:
Сообщение от
Cuban kitafonchik, можно еще доп массу в под капотом провести, и еще найти 0,5 вольта, у себя так сделал столькои нашел ;)
Да у меня сам генератор дохленький, не тянет нагрузку. Попробовать перебрать, щеточки поменять.. Еще диод вроде дополнительный ставят для обмотки возбуждения, чтобы напряжение повысить. Гена родной, ампер на 70 наверно, а так в принципе хватает, не синус же слушаю, а музыку [emoji1] .
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Цитата:
Сообщение от
kitafonchik Еще диод вроде дополнительный ставят для обмотки возбуждения,
На вашем генераторе не поможет!!!! Я на БАТЕ 80 А. пробывал....Напруга поднимается до 15,2 но идут скачки напряжения особенно на холостом....регулятор пытается вытянуть напругу а сам генадий не позволяет,,,мощи-то в нём не прибавилось....обмотки теже остались.
---------- Сообщение добавлено 25.05.2016 в 16:38 ----------
Цитата:
Сообщение от
giwoj На вашем генераторе не поможет!!!! Я на БАТЕ 80 А. пробывал....Напруга поднимается до 15,2 но идут скачки напряжения особенно на холостом....регулятор пытается вытянуть напругу а сам генадий не позволяет,,,мощи-то в нём не прибавилось....обмотки теже остались.
Вернее не скачки а раскачка напруги 15,2-13,9 и так циклами с периодом в 2 секунды.
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Цитата:
Сообщение от
kitafonchik Еще диод вроде дополнительный ставят для обмотки возбуждения
бесполезно, железо то же и мощность та же.. более менее спасает РН н.о (с хвостиком для обратной связи)....и более мощная гена
Вложений: 24
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Вот ещё вариант менее мощного,но более компактного и "умного" усилителя для сабвуфера.
Корпус хотел сделать компактным и без D-класса тут не обошлось. За основу взял все ту же проверенную и надёжную схему усилителя Алексея Королькова "Палник". Схема простая, при отсутствии ошибок в монтаже заводится с первого раза.
Прежде чем собирать, я стал искать необходимые детали для усилителя, и чтобы не переплачивать барыгам, решил комплектующие заказать из Китая через известный сайт. Меньше чем через месяц ко мне пришла коробка, набитая разными деталями, не поленился, разложил их, посчитал. Китайцы не доложили 2 транзистора, но ничего страшного, остальное было все в полном объёме.
Вложение 1062562
Сначала рассчитал силовой трансформатор.
Вложение 1062564
Далее намотал необходимое количество витков первичной обмотки, затем изолировал обычным лейкопластырем, поверх намотал вторичные обмотки. Проверил правильность намотки и фазировку обмоток с помощью компьютера.
Вложение 1062566
Далее намотал силовые дроссели. Ну и напоследок изготовил выходной дроссель, без которого усилитель не сможет работать.
Вложение 1062570
Для дросселя необходим воздушный зазор
Вложение 1062572
Подложил ленолиум между сердечниками
Вложение 1062574
Провод сначала намотал на деревянной отправке, затем просто одел на сердечники, склеил половинки суперклеем.
Вложение 1062576
Проектирование печатной платы заняло у меня больше всего времени, я решил все элементы усилителя расположить на одной плате, как в заводских автоусилителях. Сложные элементы замерил штангель-циркулем и нарисовал в программе Sprint-Layot, потом скомпоновал элементы на плате и развел дорожки.
Вложение 1062578
На плате размером 130* 200мм удалось разместить преобразователь напряжения 12-2*55В, усилитель, фильтр и блок защит.
Далее рисунок платы распечатал на лазерном принтере и перенес горячим утюгом на зачищенную медную поверхность текстолита. Смыл бумагу водой,плату вытравил в подогретом растворе хлорного железа, просверлил отверстия и все, плата готова.
Далее залудил, разместил детали согласно схемы и припаял - тут все просто.
Вложение 1062580
Первый раз блок питания запускал путем подачи 12В не напрямую, а через токоограничивающий резистор 2 ома, чтобы ничего не спалить в случае короткого замыкания.
Система защит состоит из 3-х блоков:
1. Защита от короткого замыкания в нагрузке, отключающая усилитель при превышении выходного тока.
2. Защита от постоянного напряжения на выходе, отключающая динамик с помощью двух запараллеленных реле.
3. Защита от клиппа на выходе. Это, наверное, самая интересная и необычная функция, которую я придумал сам. В нормальном режиме усилитель работает как положено, но стоит на нагрузке при большой мощности появится малейшим искажениям сигнала, защита мгновенно глушит усилитель на несколько секунд, давая понять, что нужно убавить немного громкость, и через 6-7 секунд усилитель снова входит в рабочий режим. Тем самым спалить динамик клиппом просто не удастся.
Вложение 1062582
Фильтр построен на двух операционных усилителях NE5532, имеется фиксированный сабсоник, регулируемый фильтр низких частот 4-го порядка ну и регулировку чувствительности (Gain). Питается фильтр стабилизированным напряжением +-12В.
Почти готовая плата:
Вложение 1062584
Фильтр:
Вложение 1062586
Со стороны преобразователя напряжения:
Вложение 1062588
Силовые транзисторы и диоды снизу платы:
Вложение 1062590
Для изготовления корпуса долго искал у нас в городе алюминий, и тут случайно заехал в пункт приёма цветного металлолома. Выкупил у барыг подходящий алюминиевый профиль и дюралевый лист толщиной 2мм.
Вложение 1062592
Отрезал профиль нужной длины, основание сделал на 10мм длиннее крышки для крепления клеммников. Кстати, дюралька пилится лучше алюминия с помощью обычного лобзика.
Вложение 1062594
Переднюю и заднюю крышки тоже изготовил вручную с помощью сверел и различных напильников.
Вложение 1062596
В задней крышке сделал отверстия для больших клеммников и держателей предохранителей. Для придания поверхности корпуса однотонного матового вида я прошёлся по нему обычной металлической щёткой.
Вложение 1062598
Стенки стянул с помощью саморезов со сверлом и пресс-шайбой. В основании сделал отверстия со снятием фаски для утопления потай-винтов. Транзисторы и диоды изолировал от корпуса с помощью прокладок, не забыл также использовать теплопроводную пасту.
Вложение 1062600
RCA разъемы эти мне очень нравятся, надёжные и с изолирующими втулками, что облегчает монтаж на алюминиевой крышке, держатели предохранителей с декоративными крышками.
Вложение 1062602
Вложение 1062604
В итоге получилась вот такая
сложная конструкция без особых дефицитных деталей и простая в повторении.
Вложение 1062606
Вложение 1062608
Вложение 1062610
Тесты показали : 230вт на 4 ома - легко при питании 12в. 350вт на 2 ома. Характеристики измерял лично, в качестве нагрузки использовал мощные резисторы, мощность не выдающаяся, но для такого малыша вполне достойный результат. Я старался использовать только высокоэффективные полевые транзитсоры и диоды Шоттки, КПД получился высокий, корпус почти не греется. Далее усилитель ждут продолжительные тесты на выживаемость и надёжность.
Много вопросов было на счёт себестоимости.. Один усилитель обошелся примерно в 1.5т.р. даже таблица есть с деталями и стоимостью, позже скину если интересно. Но большинство деталей брал оптом у китайцев ( одна партия деталей вышла более 8т.р.), также все делалось вручную, трансформатор, плата и корпус.
Не могу прикрепить печатную плату в формате *.lay . кому надо пишите в личку.
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Цитата:
Сообщение от
kitafonchik е могу прикрепить печатную плату в формате *.lay . кому надо пишите в личку.
всё просто, к телу поста прикрепляются сжатые архиваторами файлы :).
Вложений: 1
Re: Собираем мощный моноблок D-класса
Спасибо за подсказку, а то с тапаталка не получалось отправить. Вот последний но не окончательный вариант печатной платы для тех, кто захочет повторить:
Вложение 1062568
А вот видео проверки усилителя, но даже 200-300 ватт нагревают колпак Урала прилично:
https://youtu.be/o_gx6JOBJAg
В машину ещё не ставил, планирую на выходных.