Digηφιακά ελεγχόμενος ενισχυτής κιθάρας 18W: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Πριν από μερικά χρόνια, έχτισα έναν ενισχυτή κιθάρας 5W, που ήταν η λύση στο ηχοσύστημά μου εκείνη την εποχή, και πρόσφατα αποφάσισα να δημιουργήσω ένα νέο πολύ πιο ισχυρό και χωρίς χρήση αναλογικών εξαρτημάτων για τη διεπαφή χρήστη, όπως περιστροφικά ποτενσιόμετρα και διακόπτες εναλλαγής.

Ο itηφιακά Ελεγχόμενος Ενισχυτής Κιθάρας 18W είναι ένας αυτόνομος, ψηφιακά ελεγχόμενος μονόχρωμος ενισχυτής κιθάρας 18W με προσάρτηση συστήματος με εφέ καθυστέρησης και κομψή οθόνη υγρών κρυστάλλων, παρέχοντας ακριβείς πληροφορίες για το τι συμβαίνει στο κύκλωμα.

Τα χαρακτηριστικά του έργου:

• Πλήρως ψηφιακός έλεγχος: Η είσοδος διεπαφής χρήστη είναι ένας περιστροφικός κωδικοποιητής με ενσωματωμένο διακόπτη.
• ATMEGA328P: Είναι μικροελεγκτής (χρησιμοποιείται ως σύστημα που μοιάζει με Arduino): Όλες οι ρυθμιζόμενες παράμετροι ελέγχονται προγραμματικά από το χρήστη.
• LCD: λειτουργεί ως έξοδος διεπαφής χρήστη, οπότε οι παράμετροι της συσκευής όπως κέρδος/όγκος/βάθος καθυστέρησης/χρόνος καθυστέρησης μπορούν να παρατηρηθούν σε μεγάλη προσέγγιση.
• Digitalηφιακά ποτενσιόμετρα: Χρησιμοποιούνται στα υπο-κυκλώματα καθιστώντας έτσι τον έλεγχο της συσκευής πλήρως ψηφιακό.
• Cascaded system: Κάθε κύκλωμα στο προκαθορισμένο σύστημα είναι ένα ξεχωριστό σύστημα που μοιράζεται μόνο γραμμές τροφοδοσίας, ικανές για σχετικά εύκολη αντιμετώπιση προβλημάτων σε περίπτωση βλάβης.
• Προενισχυτής: Βασίζεται στο ολοκληρωμένο κύκλωμα LM386, με πολύ απλό σχηματικό σχεδιασμό και ελάχιστες απαιτήσεις εξαρτημάτων.
• Κύκλωμα εφέ καθυστέρησης: Βασίζεται σε ολοκληρωμένο κύκλωμα PT2399, μπορεί να αγοραστεί από το eBay ως ξεχωριστό IC (σχεδίασα ολόκληρο το κύκλωμα καθυστέρησης μόνος μου) ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πλήρης μονάδα με δυνατότητα αντικατάστασης περιστροφικών ποτενσιόμετρων με διχοτόπους.
• Ενισχυτής ισχύος: Βασίζεται στη μονάδα TDA2030, που περιέχει ήδη όλα τα περιφερειακά κυκλώματα για τη λειτουργία του.
• Τροφοδοσία: Η συσκευή τροφοδοτείται από παλιό εξωτερικό τροφοδοτικό εξωτερικού φορητού υπολογιστή 19V, επομένως η συσκευή περιέχει μια μονάδα DC-DC που προοδεύει προς τα κάτω ως προ-ρυθμιστή για το LM7805, καθιστώντας τη διάχυση πολύ λιγότερης θερμότητας κατά τη χρήση της συσκευής.

Αφού καλύψαμε όλες τις σύντομες πληροφορίες, ας τις φτιάξουμε!

Βήμα 1: Η ιδέα

Όπως μπορείτε να δείτε στο μπλοκ διάγραμμα, η συσκευή λειτουργεί ως κλασική προσέγγιση στο σχεδιασμό του ενισχυτή κιθάρας με μικρές παραλλαγές στο κύκλωμα ελέγχου και τη διεπαφή χρήστη. Υπάρχουν συνολικά τρεις ομάδες κυκλωμάτων για τις οποίες θα επεκταθούμε: Αναλογικό, ψηφιακό και τροφοδοτικό, όπου κάθε ομάδα αποτελείται από ξεχωριστά υπο-κυκλώματα (το θέμα θα εξηγηθεί καλά στα επόμενα βήματα). Για να καταστεί πολύ πιο εύκολη η κατανόηση της δομής του έργου, ας εξηγήσουμε αυτές τις ομάδες:

1. Αναλογικό μέρος: Τα αναλογικά κυκλώματα βρίσκονται στο πάνω μισό του μπλοκ διαγράμματος όπως φαίνεται παραπάνω. Αυτό το τμήμα είναι υπεύθυνο για όλα τα σήματα που περνούν μέσα από τη συσκευή.

Η υποδοχή 1/4 είναι μονοφωνική είσοδος κιθάρας μιας συσκευής και βρίσκεται στο όριο μεταξύ κουτιού και συγκολλημένου ηλεκτρονικού κυκλώματος.

Το επόμενο στάδιο είναι ένας προενισχυτής, βασισμένος στο ολοκληρωμένο κύκλωμα LM386, ο οποίος είναι εξαιρετικά εύκολος στη χρήση σε τέτοιες εφαρμογές ήχου. Το LM386 παρέχεται 5V DC από την κύρια τροφοδοσία, όπου οι παράμετροι, το κέρδος και ο όγκος του, ελέγχονται μέσω ψηφιακών ποτενσιόμετρων.

Το τρίτο στάδιο είναι ο ενισχυτής ισχύος, βασισμένος στο ολοκληρωμένο κύκλωμα TDA2030, που τροφοδοτείται από εξωτερικό τροφοδοτικό 18 ~ 20V DC. Σε αυτό το έργο, το κέρδος που επιλέγεται στον ενισχυτή ισχύος παραμένει σταθερό για όλο το χρόνο λειτουργίας. Δεδομένου ότι η συσκευή δεν είναι ένα τυλιγμένο PCB, συνιστάται η χρήση της συναρμολογημένης μονάδας TDA2030A και η τοποθέτησή της στο πρωτότυπο bard με σύνδεση μόνο ακίδων εισόδου/εξόδου & τροφοδοσίας.

2. Digitalηφιακό Μέρος: Τα ψηφιακά κυκλώματα βρίσκονται στο κάτω μισό του μπλοκ διαγράμματος. Είναι υπεύθυνοι για τη διεπαφή χρήστη και τον έλεγχο αναλογικών παραμέτρων, όπως χρόνος/βάθος καθυστέρησης, ένταση και κέρδος.

Ο κωδικοποιητής με ενσωματωμένο διακόπτη SPST ορίζεται ως είσοδος ελέγχου χρήστη. Δεδομένου ότι συναρμολογείται ως ένα μόνο μέρος, η μόνη ανάγκη για σωστή λειτουργία είναι η τοποθέτηση αντιστάσεων έλξης προγραμματικά ή φυσικά (Θα το δούμε στο βήμα των σχηματικών παραστάσεων).

Ο μικροεπεξεργαστής ως ο «κύριος εγκέφαλος» στο κύκλωμα είναι το ATMEGA328P, που χρησιμοποιείται σε στυλ παρόμοιο με το Arduino σε αυτήν τη συσκευή. Είναι η συσκευή που διαθέτει όλη την ψηφιακή ισχύ στο κύκλωμα και δίνει εντολή για το τι πρέπει να γίνει. Ο προγραμματισμός γίνεται μέσω διεπαφής SPI, ώστε να μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οποιονδήποτε κατάλληλο προγραμματιστή USB ISP ή αγορασμένο πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων AVR. Στην περίπτωση που θέλετε να χρησιμοποιήσετε το Arduino ως μικροελεγκτή στο κύκλωμα, αυτό είναι δυνατό μέσω της σύνταξης του συνημμένου κώδικα C που υπάρχει στο βήμα προγραμματισμού.

Τα ψηφιακά ποτενσιόμετρα είναι δύο διπλά ολοκληρωμένα κυκλώματα που ελέγχονται μέσω SPI interace από μικροελεγκτή, με συνολικό αριθμό 4 ποτενσιόμετρα για πλήρη έλεγχο όλων των παραμέτρων:

Η οθόνη LCD είναι μια έξοδος διεπαφής χρήστη που μας επιτρέπει να γνωρίζουμε τι συμβαίνει μέσα στο κουτί. Σε αυτό το έργο χρησιμοποίησα ίσως την πιο δημοφιλή LCD 16x2 μεταξύ των χρηστών του Arduino.

3. Τροφοδοσία: Η τροφοδοσία είναι υπεύθυνη για να δώσει ενέργεια (Τάση και ρεύμα) σε ολόκληρο το σύστημα. Δεδομένου ότι το κύκλωμα του ενισχυτή τροφοδοτείται απευθείας από τον εξωτερικό προσαρμογέα φορητού υπολογιστή και όλα τα υπόλοιπα κυκλώματα τροφοδοτούνται από 5V DC, υπάρχει ανάγκη για έναν DC-DC κλιμακωτό ή γραμμικό ρυθμιστή. Στην περίπτωση τοποθέτησης γραμμικού ρυθμιστή 5V που τον συνδέει με το εξωτερικό 20V, όταν το ρεύμα διέρχεται από τον γραμμικό ρυθμιστή στο φορτίο, μια τεράστια ποσότητα θερμότητας που διαχέεται στον ρυθμιστή 5V, δεν το θέλουμε αυτό. Έτσι, μεταξύ γραμμής ρυθμιστή 20V και γραμμικού ρυθμιστή 5V (LM7805), υπάρχει μετατροπέας αναβάθμισης 8V DC-DC, ο οποίος λειτουργεί ως προρυθμιστής. Μια τέτοια προσκόλληση αποτρέπει την τεράστια διασπορά του γραμμικού ρυθμιστή, όταν το ρεύμα φορτίου επιτυγχάνει υψηλές τιμές.

Βήμα 2: Μέρη και όργανα

Ηλεκτρονικά μέρη:

1. Ενότητες:

• PT2399 - Μονάδα IC Echo / delay.
• LM2596-Υποβιβαστική μονάδα DC-DC
• TDA2030A - Μονάδα ενισχυτή ισχύος 18W
• 1602A - Κοινή LCD 16x2 χαρακτήρες.
• Περιστροφικός κωδικοποιητής με ενσωματωμένο διακόπτη SPST.

2. Ολοκληρωμένα κυκλώματα:

• LM386 - Μονοφωνικός ενισχυτής ήχου.
• LM7805 - Γραμμικός ρυθμιστής 5V.
• Διπλά ψηφιακά ποτενσιόμετρα MCP4261/MCP42100 - 100KOhm
• ATMEGA328P - Μικροελεγκτής

3. Παθητικά συστατικά:

A. Πυκνωτές:

• 5 x 10uF
• 2 x 470uF
• 1 x 100uF
• 3 x 0.1uF

Β. Αντιστάσεις:

• 1 x 10R
• 4 x 10K

Γ. Ποτενσιόμετρο:

1 x 10K

(Προαιρετικά) Εάν δεν χρησιμοποιείτε μονάδα PT2399 και ενδιαφέρεστε να δημιουργήσετε μόνοι σας το κύκλωμα, απαιτούνται αυτά τα μέρη:

• PT2399
• 1 x Αντίσταση 100K
• 2 x 4.7uF Πυκνωτής
• 2 x 3.9nF Πυκνωτής
• 2 x 15K αντίσταση
• Αντίσταση 5 x 10K
• 1 x 3.7K Αντίσταση
• Πυκνωτής 1 x 10uF
• Πυκνωτής 1 x 10nF
• 1 x Αντίσταση 5,6Κ
• 2 x 560pF Πυκνωτής
• 2 x 82nF Πυκνωτής
• 2 x 100nF Πυκνωτής
• Πυκνωτής 1 x 47uF

4. Συνδέσεις:

• 1 x βύσμα Mono jack 1/4"
• 7 x Διπλά μπλοκ ακροδεκτών
• 1 x Γυναικεία υποδοχή σειράς 6 ακίδων
• 3 x βύσματα JST 4 ακίδων
• 1 x Ανδρική υποδοχή σύνδεσης ισχύος

Μηχανικά μέρη:

• Ηχείο με αποδοχή ισχύος ίσο ή μεγαλύτερο από 18W
• Ξύλινο περίβλημα
• Ξύλινο πλαίσιο για αποκοπή διεπαφής χρήστη (Για LCD και περιστροφικό κωδικοποιητή).
• Καουτσούκ αφρού για ηχεία και περιοχές UI
• 12 τρυπάνι για τα εξαρτήματα
• 4 x μπουλόνια στερέωσης και παξιμάδια για πλαίσιο LCD
• 4 x ελαστικό πόδι για σταθερές ταλαντώσεις της συσκευής (ο μηχανικός θόρυβος συντονισμού είναι συνηθισμένο πράγμα στο σχεδιασμό του ενισχυτή).
• Κουμπί για περιστροφικό κωδικοποιητή

Οργανα:

• Ηλεκτρικό κατσαβίδι
• Πιστόλι θερμής κόλλας (εάν είναι απαραίτητο)
• (Προαιρετικό) Τροφοδοσία εργαστηρίου
• (Προαιρετικό) Παλιοσκόπιο
• (Προαιρετικό) Γεννήτρια λειτουργιών
• Συγκολλητικό σίδερο / σταθμός
• Μικρός κόφτης
• Μικρή πένσα
• Κασσίτερος συγκόλλησης
• Τσιμπιδακι ΦΡΥΔΙΩΝ
• Σύρμα περιτυλίγματος
• Τρυπάνια διάτρησης
• Πριόνι μικρού μεγέθους για κοπή ξύλου
• Μαχαίρι
• Αρχείο λείανσης

Βήμα 3: Σχήματα Επεξήγηση

Δεδομένου ότι είμαστε εξοικειωμένοι με το μπλοκ διάγραμμα του έργου, μπορούμε να προχωρήσουμε στα σχήματα, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα πράγματα που πρέπει να γνωρίζουμε για τη λειτουργία του κυκλώματος:

Κύκλωμα προενισχυτή: Το LM386 είναι συνδεδεμένο με ελάχιστα εξαρτήματα, χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιείτε εξωτερικά παθητικά εξαρτήματα. Σε περίπτωση που θέλετε να αλλάξετε την απόκριση συχνότητας στην είσοδο του ηχητικού σήματος, όπως ενίσχυση μπάσων ή έλεγχος τόνου, μπορείτε να ανατρέξετε στο φύλλο δεδομένων LM386, για το οποίο μιλάμε, δεν θα επηρεάσει αυτό το σχηματικό διάγραμμα συσκευής, εκτός από μικρές αλλαγές στις συνδέσεις προενισχυτή. Το Δεδομένου ότι χρησιμοποιούμε μία μόνο τροφοδοσία 5V DC για το IC, ο πυκνωτής αποσύνδεσης (C5) πρέπει να προστεθεί στην έξοδο του IC για την αφαίρεση DC του σήματος. Όπως φαίνεται, ο ακροδέκτης σήματος 1/4 (J1) συνδέεται με τον πείρο 'A' του digipot και η μη αναστρέψιμη είσοδος LM386 συνδέεται με τον πείρο του ψηφιακού δοχείου 'B', οπότε ως αποτέλεσμα, έχουμε απλό διαχωριστής τάσης, ελεγχόμενος από μικροελεγκτή μέσω διεπαφής SPI.

Κύκλωμα εφέ καθυστέρησης / Echo: Αυτό το κύκλωμα βασίζεται στο IC εφέ καθυστέρησης PT2399. Αυτό το κύκλωμα φαίνεται περίπλοκο σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων του και είναι πολύ εύκολο να συγχέεται με τη συγκόλλησή του εντελώς. Συνιστάται να αγοράσετε πλήρη μονάδα PT2399 που είναι ήδη συναρμολογημένη και το μόνο που πρέπει να κάνετε είναι να ξεκολλήσετε τα περιστροφικά ποτενσιόμετρα από τη μονάδα και να συνδέσετε γραμμές digipot (Wiper, 'A' και 'B'). Έχω χρησιμοποιήσει μια αναφορά φύλλου δεδομένων για τον σχεδιασμό του εφέ ηχούς, με ψηφιακά σημεία προσαρτημένα στην επιλογή χρονικής περιόδου ταλαντώσεων και τον όγκο του σήματος ανάδρασης (Τι πρέπει να ονομάσουμε - "βάθος"). Η είσοδος κυκλώματος καθυστέρησης, που αναφέρεται ως γραμμή DELAY_IN, είναι συνδεδεμένη στην έξοδο του κυκλώματος προενισχυτή. Δεν αναφέρεται στα σχήματα επειδή ήθελα να κάνω όλα τα κυκλώματα να μοιράζονται μόνο γραμμές ρεύματος και οι γραμμές σήματος συνδέονται με εξωτερικά καλώδια. «Πόσο βολικό!», Μπορεί να σκεφτείτε, αλλά το θέμα είναι ότι, όταν δημιουργείτε ένα κύκλωμα αναλογικής επεξεργασίας, είναι πολύ πιο εύκολο να αντιμετωπίσετε προβλήματα ανά τμήμα κάθε κύκλωμα στο έργο. Συνιστάται η προσθήκη πυκνωτών παράκαμψης στον πείρο τροφοδοσίας 5V DC, λόγω της θορυβώδους περιοχής του.

Τροφοδοσία: Η συσκευή τροφοδοτείται μέσω εξωτερικής υποδοχής τροφοδοσίας από προσαρμογέα 20V 2A AC/DC. Διαπίστωσα ότι η καλύτερη λύση για τη μείωση της μεγάλης ποσότητας διάχυσης ισχύος σε έναν γραμμικό ρυθμιστή με τη μορφή θερμότητας, είναι η προσθήκη μετατροπέα αναβάθμισης 8V DC-DC (U10). Το LM2596 είναι ένας μετατροπέας buck που χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές και είναι δημοφιλής στους χρήστες Arduino, και κοστίζει λιγότερο από 1 $ στο eBay. Γνωρίζουμε ότι αυτός ο γραμμικός ρυθμιστής έχει πτώση τάσης στην απόδοση του (στην περίπτωση που η θεωρητική προσέγγιση 7805 είναι περίπου 2,5V), οπότε υπάρχει ένα ασφαλές κενό 3V μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του LM7805. Δεν συνιστάται να παραμελείτε τον γραμμικό ρυθμιστή και να συνδέετε το lm2596 απευθείας στη γραμμή 5V, λόγω του θορύβου μεταγωγής, ο οποίος κυματισμός τάσης μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα ισχύος των κυκλωμάτων.

Ενισχυτής ισχύος: Είναι απλό όσο φαίνεται. Δεδομένου ότι έχω χρησιμοποιήσει μια μονάδα TDA2030A σε αυτό το έργο, η μόνη απαίτηση είναι να συνδέσετε ακίδες τροφοδοσίας και γραμμές εισόδου/εξόδου του ενισχυτή ισχύος. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η είσοδος του ενισχυτή ισχύος συνδέεται με την έξοδο του κυκλώματος καθυστέρησης μέσω εξωτερικού καλωδίου χρησιμοποιώντας συνδετήρες. Το ηχείο που χρησιμοποιείται στη συσκευή συνδέεται στην έξοδο του ενισχυτή ισχύος μέσω αποκλειστικού μπλοκ ακροδεκτών.

Digitalηφιακά ποτενσιόμετρα: Probσως τα πιο σημαντικά στοιχεία σε ολόκληρη τη συσκευή, καθιστώντας την ικανή να ελέγχεται ψηφιακά. Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν δύο τύποι digipot: το MCP42100 και το MCP4261. Μοιράζονται το ίδιο pinout αλλά διαφέρουν στην επικοινωνία. Έχω μόνο δύο τελευταίους digipot στο απόθεμά μου όταν έχτισα αυτό το έργο, οπότε χρησιμοποίησα αυτό που είχα, αλλά προτείνω να χρησιμοποιήσετε δύο digipot του ίδιου τύπου είτε MCP42100 είτε MCP4261. Κάθε digipot ελέγχεται από μια διεπαφή SPI, ένα ρολόι κοινής χρήσης (SCK) και ακίδες εισαγωγής δεδομένων (SDI). Ο ελεγκτής SPI του ATMEGA328P μπορεί να χειριστεί πολλές συσκευές οδηγώντας ξεχωριστές ακίδες επιλογής τσιπ (CS ή CE). Έχει σχεδιαστεί με αυτόν τον τρόπο σε αυτό το έργο, όπου οι ακίδες ενεργοποίησης τσιπ SPI συνδέονται με ξεχωριστές ακίδες μικροελεγκτή. Τα PT2399 και LM386 συνδέονται με τροφοδοσία 5V, οπότε δεν χρειάζεται να ανησυχούμε για την ταλάντωση τάσης στο δίκτυο αντιστάσεων digipot μέσα στα IC (Καλύπτεται σε μεγάλο βαθμό στο φύλλο δεδομένων, στην ενότητα εύρους επιπέδου τάσης στις εσωτερικές αντιστάσεις μεταγωγής).

Μικροελεγκτής: Όπως αναφέρθηκε, βασισμένος σε ATMEGA328P τύπου Arduino, με την ανάγκη απλής παθητικής συνιστώσας-αντίστασης έλξης (R17) στον πείρο επαναφοράς. Ο σύνδεσμος 6 ακίδων (J2) χρησιμοποιείται για τον προγραμματισμό συσκευών μέσω προγραμματιστή USB ISP μέσω διεπαφής SPI (Ναι, η ίδια διεπαφή με την οποία είναι συνδεδεμένα τα digipot). Όλοι οι ακροδέκτες συνδέονται με τα κατάλληλα εξαρτήματα, τα οποία παρουσιάζονται στο σχηματικό διάγραμμα. Συνιστάται ανεπιφύλακτα η προσθήκη πυκνωτών παράκαμψης κοντά στους πείρους τροφοδοσίας 5V. Οι πυκνωτές που βλέπετε κοντά στις ακίδες κωδικοποιητή (C27, C28) χρησιμοποιούνται για να αποτρέψουν την αναπήδηση της κατάστασης κωδικοποιητή σε αυτές τις ακίδες.

LCD: Η οθόνη υγρών κρυστάλλων συνδέεται με κλασικό τρόπο με μετάδοση δεδομένων 4 -bit και επιπλέον δύο ακίδες ασφάλισης των δεδομένων - Register select (RS) και Enable (E). Η οθόνη LCD έχει σταθερή φωτεινότητα και μεταβλητή αντίθεση, η οποία μπορεί να ρυθμιστεί με ένα μόνο τρίμερ (R18).

Διεπαφή χρήστη: Ο περιστροφικός κωδικοποιητής συσκευής διαθέτει ενσωματωμένο κουμπί SPST, όπου όλες οι συνδέσεις του είναι συνδεδεμένες με τις περιγραφόμενες ακίδες μικροελεγκτή. Συνιστάται η τοποθέτηση αντίστασης έλξης στον ακροδέκτη κάθε κωδικοποιητή: A, B και SW, αντί για εσωτερική αναδίπλωση. Βεβαιωθείτε ότι οι ακίδες κωδικοποιητή Α και Β είναι συνδεδεμένες με τις εξωτερικές ακίδες διακοπής του μικροελεγκτή: INT0 και INT1 για να συμμορφώνονται με τον κωδικό και την αξιοπιστία της συσκευής όταν χρησιμοποιείτε το στοιχείο κωδικοποιητή.

Συνδετήρες JST και μπλοκ ακροδεκτών: Κάθε αναλογικό κύκλωμα: προενισχυτής, καθυστέρηση και ενισχυτής ισχύος είναι απομονωμένα στην κολλημένη πλακέτα και συνδέονται με καλώδια μεταξύ των μπλοκ ακροδεκτών. Ο κωδικοποιητής και η LCD είναι προσαρτημένα στα καλώδια JST και συνδέονται με την κολλημένη πλακέτα μέσω συνδέσμων JST όπως περιγράφεται παραπάνω. Η είσοδος εξωτερικής υποδοχής τροφοδοσίας και η είσοδος κιθάρας μονής υποδοχής 1/4 συνδέονται μέσω μπλοκ ακροδεκτών.

Βήμα 4: Συγκόλληση

Μετά από μια σύντομη προετοιμασία, πρέπει να φανταστείτε την ακριβή τοποθέτηση όλων των εξαρτημάτων στον πίνακα. Προτιμάται να ξεκινήσει η διαδικασία συγκόλλησης από τον προενισχυτή και να ολοκληρωθεί με όλα τα ψηφιακά κυκλώματα.

Ακολουθεί η περιγραφή βήμα προς βήμα:

1. Κύκλωμα προενισχυτή συγκόλλησης. Ελέγξτε τις συνδέσεις του. Βεβαιωθείτε ότι οι γραμμές γείωσης μοιράζονται σε όλες τις κατάλληλες γραμμές.

2. Συγκολλητική μονάδα PT2399/IC με όλα τα περιφερειακά κυκλώματα, σύμφωνα με το σχηματικό διάγραμμα. Δεδομένου ότι έχω κολλήσει ολόκληρο το κύκλωμα καθυστέρησης, μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν πολλές κοινές γραμμές που μπορούν να κολληθούν εύκολα σύμφωνα με κάθε λειτουργία ακίδων PT2399. Εάν διαθέτετε μονάδα PT2399, απλώς ξεκολλήστε τα περιστροφικά ποτενσιόμετρα και συγκολλήστε τις καθαρές γραμμές ψηφιακού ποτενσιόμετρου σε αυτές τις ελεύθερες ακίδες.

3. Συγκολλητική μονάδα TDA2030A, βεβαιωθείτε ότι ο σύνδεσμος εξόδου ηχείων είναι στραμμένος στο πρόσωπο έξω από τον πίνακα.

4. Κύκλωμα τροφοδοσίας συγκόλλησης. Τοποθετήστε τους πυκνωτές παράκαμψης σύμφωνα με το διάγραμμα.

5. Κύκλωμα μικροελεγκτή συγκόλλησης με την υποδοχή προγραμματισμού του. Προσπαθήστε να το προγραμματίσετε, βεβαιωθείτε ότι δεν αποτυγχάνει στη διαδικασία.

6. digitalηφιακά ποτενσιόμετρα συγκόλλησης

7. Συγκολλήστε όλους τους συνδετήρες JST στις περιοχές σύμφωνα με κάθε σύνδεση γραμμής.

8. Ενεργοποιήστε την πλακέτα, εάν έχετε γεννήτρια λειτουργιών και παλμογράφο, ελέγξτε κάθε απόκριση αναλογικού κυκλώματος στο σήμα εισόδου βήμα προς βήμα (συνιστάται: 200mVpp, 1KHz).

9. Ελέγξτε την απόκριση του κυκλώματος στον ενισχυτή ισχύος και το κύκλωμα/μονάδα καθυστέρησης ξεχωριστά.

10. Συνδέστε το ηχείο στην έξοδο του ενισχυτή ισχύος και τη γεννήτρια σήματος στην είσοδο, βεβαιωθείτε ότι ακούτε τον ήχο.

11. Εάν όλες οι δοκιμές που πραγματοποιήσαμε είναι επιτυχημένες, μπορούμε να προχωρήσουμε στο βήμα συναρμολόγησης.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση

Πιθανώς αυτό είναι το δυσκολότερο μέρος του έργου από την άποψη της τεχνικής προσέγγισης, εκτός εάν υπάρχουν κάποια χρήσιμα εργαλεία για την κοπή ξύλου στο απόθεμά σας. Είχα ένα πολύ περιορισμένο σύνολο οργάνων, οπότε αναγκάστηκα να ακολουθήσω τον σκληρό δρόμο - κόβοντας το κουτί χειροκίνητα με ένα αρχείο λείανσης. Ας καλύψουμε τα βασικά βήματα:

1. Προετοιμασία του κουτιού:

1.1 Βεβαιωθείτε ότι έχετε ξύλινο περίβλημα με τις κατάλληλες διαστάσεις στο ηχείο και την κατανομή της ηλεκτρονικής πλακέτας.

1.2 Κόψτε την περιοχή για το ηχείο, συνιστάται η τοποθέτηση αφρώδους ελαστικού πλαισίου στην περιοχή αποκοπής του ηχείου για να αποφύγετε τους κραδασμούς συντονισμού.

1.3 Κόψτε ξεχωριστό ξύλινο πλαίσιο για τη διεπαφή χρήστη (LCD και κωδικοποιητής). Κόψτε την κατάλληλη περιοχή για την οθόνη LCD, βεβαιωθείτε ότι η κατεύθυνση της LCD δεν έχει αναστραφεί στην μπροστινή όψη του περιβλήματος. Αφού ολοκληρωθεί αυτό, ανοίξτε μια τρύπα για περιστροφικό κωδικοποιητή. Στερεώστε τη μάγισσα LCD 4 βίδες διάτρησης και περιστροφικό κωδικοποιητή με ένα κατάλληλο μεταλλικό παξιμάδι.

1.4 Τοποθετήστε ελαστικό αφρού στο ξύλινο πλαίσιο διεπαφής χρήστη σε όλη του την περίμετρο. Αυτό θα βοηθήσει επίσης στην αποφυγή ηχηρών σημειώσεων.

1.5 Εντοπίστε πού θα βρίσκεται η ηλεκτρονική πλακέτα και, στη συνέχεια, ανοίξτε 4 τρύπες στο ξύλινο περίβλημα

1.6 Προετοιμάστε μια πλευρά, όπου θα βρίσκεται η εξωτερική υποδοχή εισόδου τροφοδοτικού DC και η είσοδος κιθάρας 1/4 , ανοίξτε δύο τρύπες με κατάλληλες διαμέτρους. Βεβαιωθείτε ότι αυτοί οι σύνδεσμοι μοιράζονται το ίδιο pinout με τον ηλεκτρονικό πίνακα (δηλαδή πολικότητα). Μετά από αυτό, συγκολλήστε δύο ζεύγη καλωδίων για κάθε είσοδο.

2. Σύνδεση των εξαρτημάτων:

2.1 Συνδέστε το ηχείο στην επιλεγμένη περιοχή, βεβαιωθείτε ότι δύο καλώδια είναι συνδεδεμένα στις ακίδες του ηχείου με 4 βίδες διάτρησης.

2.2 Τοποθέτηση πίνακα διεπαφής χρήστη στην επιλεγμένη πλευρά του περιβλήματος. Μην ξεχνάτε το αφρώδες ελαστικό.

2.3 Συνδέστε όλα τα κυκλώματα μεταξύ τους μέσω μπλοκ ακροδεκτών

2.4 Συνδέστε την οθόνη LCD και τον κωδικοποιητή στην πλακέτα μέσω συνδετήρων JST.

2.5 Συνδέστε το ηχείο στην έξοδο της μονάδας TDA2030A.

2.6 Συνδέστε τις εισόδους ισχύος και κιθάρας στα τερματικά μπλοκ του πίνακα.

2.7 Εντοπίστε τη σανίδα στη θέση των οπών, στερεώστε την σανίδα με 4 βίδες διάτρησης έξω από το ξύλινο περίβλημα.

2.8 Συνδέστε όλα τα ξύλινα μέρη του περιβλήματος όλα μαζί έτσι ώστε να μοιάζει με ένα συμπαγές κουτί.

Βήμα 6: Προγραμματισμός και κώδικας

Ο κωδικός συσκευής υπακούει στους κανόνες της οικογένειας μικροελεγκτών AVR και συμμορφώνεται με το ATMEGA328P MCU. Ο κωδικός είναι γραμμένος στο Atmel Studio αλλά υπάρχει η δυνατότητα προγραμματισμού του πίνακα Arduino με Arduino IDE που έχει το ίδιο ATMEGA328P MCU. Ο αυτόνομος μικροελεγκτής μπορεί να προγραμματιστεί μέσω προσαρμογέα εντοπισμού σφαλμάτων USB σύμφωνα με το Atmel Studio ή μέσω προγραμματιστή ISP, ο οποίος μπορεί να αγοραστεί από το eBay. Το λογισμικό προγραμματισμού που χρησιμοποιείται συνήθως είναι το AVRdude, αλλά προτιμώ ένα ProgISP - απλό λογισμικό προγραμματισμού USB ISP με πολύ φιλικό περιβάλλον χρήστη.

Όλες οι απαραίτητες εξηγήσεις σχετικά με τον κώδικα, βρίσκονται στο συνημμένο αρχείο Amplifice.c.

Το συνημμένο αρχείο Amplifice.hex μπορεί να μεταφορτωθεί απευθείας στη συσκευή εάν συμμορφώνεται πλήρως με το σχηματικό διάγραμμα που παρατηρούσαμε προηγουμένως.

Βήμα 7: Δοκιμή

Λοιπόν, αφού τελειώσουν όλα όσα θέλαμε, ήρθε η ώρα για δοκιμές. Προτίμησα να δοκιμάσω τη συσκευή με την αρχαία φθηνή κιθάρα και το απλό κύκλωμα παθητικού ελέγχου τόνου που έχω δημιουργήσει πριν από χρόνια χωρίς λόγο. Η συσκευή δοκιμάζεται επίσης με ψηφιακό και αναλογικό επεξεργαστή εφέ. Δεν είναι πολύ σπουδαίο ότι το PT2399 διαθέτει τόσο μικρή μνήμη RAM για την αποθήκευση δειγμάτων ήχου που χρησιμοποιούνται σε ακολουθίες καθυστέρησης, όταν ο χρόνος μεταξύ των δειγμάτων ηχώ είναι πολύ μεγάλος, ο ηχώ ψηφιοποιείται με μεγάλη απώλεια δυαδικών ψηφίων μετάβασης, αυτό που θεωρείται παραμόρφωση του σήματος. Αλλά αυτή η "ψηφιακή" παραμόρφωση που ακούμε, μπορεί να είναι χρήσιμη ως θετική παρενέργεια της λειτουργίας της συσκευής. Όλα εξαρτώνται από την εφαρμογή που θέλετε να κάνετε με αυτήν τη συσκευή (την οποία κατά κάποιο τρόπο ονόμασα "Amplifice V1.0" παρεμπιπτόντως).

Ελπίζω να βρείτε αυτό το διδακτικό χρήσιμο.

Ευχαριστώ για την ανάγνωση!