Svenska ElektronikForumet

Det här den första av tre trådar där samtliga har vissa anknytningar till varandra.
Jag kommer i alla trådars första inlägg lägga länkar till de motsvarande andra två trådarna.

Länk till surround minirack
***länk kommer inom kort projektet är påbörjat***
Länk till "Trådlös Touch-Screen Fjärrkontroll" WTSR (Wireless Touch Screen Remote)
***länk kommer inom kort projektet är påbörjat och en färdig prototyp finns***

Direktlänkar till de sidor i denna tråd där inlägg om speciella uppdateringar av projektet har gjorts:
***länkar läggs till här efter hand***

Först med lite bakgrundsfakta.
Det här projektet började med att jag hittade en artikel i Elektronik för Alla.
Där det fanns en förförstärkare med PGA2310A (digital-styrd analog volym kontrol) styrning sker med SPI.
Länk till konstruktörens hemsida:
http://www.dh3ben.de/html/electronics/p ... eamp.shtml

Denna konstruktion som är gjord av Mark Hennessy
använder samma typ av krets PGA231x
men där funktionen och prestandan är utökad.
http://www.mhennessy.f9.co.uk/preamp/analogue.htm

Denna konstruktion använder sig av Mark:s design
men har även gjort sina egna förändringar
http://www.kafka.elektroda.eu/podstrony/pgapreamp.php

Egen design med PGA231x
http://bygselvhifi.dk/51volcontrol.htm
Samma projekt utan schema, men några bilder på den färdiga konstruktionen.
http://www.electro-dan.co.uk/preamp/construction5.html

Så då började letandet av den kretsen och det slutade med att jag fick hem 5st samples av
PGA2311PA (nyare och bättre modell) från Texas Instuments.
Vill tillägga att på den tiden kostade PGA2310 på ELFA 298:- ex moms,
idag har de dessutom PGA2311 för 98:- ex moms.
Min första test med PGA2311 monterades upp på ett kopplingsdäck där PIC16F877A användes,
jag styrde volymen med en vridencoder som jag hittat i en gammal videofjärrkontroll och
ett par gamla datorhögtalare fick bli testobjekt.
Senare när jag behövde en volymkontroll till en utriven förstärkardel
så byggde jag den första "riktiga" prototypen på veroboard.
Sen dess så har jag haft en tanke på att bygga en förförstärkare med
flera ingångar (PC, CD, TV, GRAMMOFON osv.)
samt med möjligheten att reglera volumen på min hemmagjorda surround-anlägging
som bestod av 2st stereo förstärkare (fram och bak) samt 2st mono förstärkare (subwoofer och center).

Det stora steget till att börja planera ihop det hela var när en gruppmedlem i vårt examensarbete
kom med iden att vi skulle använda mina förförstärkare planer.

Förförstärkarens Specifikationer:
* analog 7.1 in och ut
* stereo ingångar för: PC, CD, TV, GRAMMOFON, AUX, USB-ljud och Radio
* seperat ingångsväljare för "inspelning ut" som väljer från samtliga stereo ingångar
* stereo ingångarna kan kopplas så att man får ljudet i samtliga högtalare
* balanserade in och ut för extern equaliser eller annan ljudförändrare
har valt balanserade för att minska bruset samt för
att det var något nytt att lära sig
* inbyggd grammofon förförstärkare
* inbyggt digitalstyrt aktivt subwoofer filter (Högpass och Lågpass)
* inbyggt digitalstyrda analoga volymkontroller
* styrs ifrån vridencoder, befintlig ir-fjärrkontroll samt styrning över Ethernet
* samtliga signal-omkopplare ska bestå av relän
dessa signalrelän köpte jag billigt (20st) för ca 200:-
* styr varje förstärkares huvud-spänning tillslag/frånslag

Förförstärkarens roll i surround-anläggningen Övergripande bild över förförstärkarens konstruktion
blå = digital, grön = analog. Samtliga modulers inkoppling (strömförsörjning ej inritad)
tjocka linjer = digital, tunna linjer = analog. Styrning över UART. Analoga signaler.
tjocka linjer = stereo, tunna linjer = mono
Interna strömförsörjningen. anledingen till att det finns så många regulatorer är att
jag vill minska den invidiuella värmeutvecklingen främst de sista i stegen
då där inte får plats med några kylflänsar.

Efter planeringen och på grund av tidsbrist så började jag direkt med mönsterkorts layouten.
Fördelning (modulisering) av de olika delarna i konstruktionen är gjord
så att senare förändring/uppgradering är möjlig.
Jag vill också säga att jag har försökt seperera de digitala och de analoga-audio signalerna
så mycket det går.
Utterligare beskrivning av varje modul
kommer tillsammans med bilderna nedan.

Samtliga moduler är:

Mestadels digital
* Likriktare och Glättring
* MCU-kort och relä-drivare
* Nätverksenhet
* Reläkort till förstärkare strömförsörjning
* De övriga spänningsregulatorerna har inga kort
utan är luftmonterade på kylflänsar.

Mestadels analog
* Dubbel ingångsväljare (Huvud och inspelning)
* Övriga signal-omkopplare
* 2st 4-kanals volymstyrning
* Subwoofer Högpass och Lågpass
* 2st stereo obalanserad sändare/mottagare
* Grammofon förförstärkare
* USB-ljudkort (pga tidsbrist ej egen design)

bilderna nedan består av schema -> layout -> färdigmonterad

Likriktare och glättring
Detta schema består bara av en enkel helvågslikriktare som är kopplad på en transformator med dubbla lindningar
enligt bilden nedan. Detta schema har jag tagit direkt ifrån dh3ben:s konstruktion.
Där finns beskrivningen att först ska likriktardioder med snabb återhämting användas,
sedan ska det finnas kondesatorer över varje diod för att reducera högfrekvent brus som genereras ifrån
diodernas omslag.
På utgångarna finns det även en resistorer som ska reducera spännings brum, denna ska vara av trådtyp.
MCU och relä-drivare -kort
Efterssom relä-drivarna (3st A6810SAT 10-ch) endast är digital så har jag
valt att sätta dem på samma kort som MCU:n.
För att hålla nere komponentantalet så har jag valt att använda A6810SAT istället för
transistorer + seriell-parallell (t.ex HEF4094 8-ch).
Detta kort har dessutom en UART-"kanalväljare" (74HCT4052 dubbel 4-1 mux)
samt en RS232-TTL (MAX233). Nätverksenhet
Innehåller PIC18F2620 + ENC28J60 + RJ45 kontakt med inbyggd transformator
MCU:n använder en färdig TCP/IP stack från Microchip.
Vissa av stackens inbyggda funktioner är:
* HTTP med hemsida.
* Egen applikations port (denna har jag modifierat så att följande vilkor uppfylls: "TCP data" <-> "UART data")
och eftersom jag använder start och stop bytes på mitt protokoll så kan jag detektera ett helt paket. Reläkort till förstärkare strömförsörjning
Detta kort används för att slå till/från huvudspänningen (230VAC) till samtliga förstärkare.
Relän som används är OMRON G2RL-2 (12v spole, 230VAC@8A), här har jag valt att använda båda
poler på relät för att få en helt urkopplad förstärkare. PC styrprogram
Detta styr förförstärkaren över nätverket samt att det har Winamp API som
möjliggör styrning av winamp från förförstärkarens IR-fjärrkontroll, det finns även
ett inbyggt mode i förförstärkaren som ger full kontroll över LCD:n så att winamp-info
kan visas (kolla på bilder nedan). Kabel som används för att koppla in relä:n från MCU-kort

Dubbel ingångsväljare
Konstrurerad endast med reläer och frihjulsdioder, jag skulle egentligen ha transistorerna här också
men mer om det nedan. Övriga signal-omkopplare
Konstrurerad enligt samma princip som ovan,
men denna har även en aktiv stereo till mono mixer
som används till Subwoofern och Centern. 4-kanals volymstyrning
Istället för att använda två PGA2311 (2 kanaler) som dessutom tar mer plats
har jag istället valt PGA4311 (4 kanaler), fick även dessa som samples.
PGA4311 finns bara ytmonterat men jag hade gjort några
experiment med 1.27 delning förut så jag ansåg inte detta som något problem,
samt att ytmonterat ger bättre prestanda.
Och på grund av detta så har jag även valt att använda ytmonterade motstånd, men hålmonterade
plastfilms-kondesatorer för audio-signalerna som ska ge bättre prestanda än keramiska.
Som operationsförstärkare har jag valt att använda hålmonterade NE5532 som är monterade i socklar
(detta för att kunna byta ut dem senare vid behov), dessa socklar är utav lågprofil-typ
artikelnr på elfa: 48-148-21
https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/in ... &toc=20459
Dessa är konstrurerade enligt bilden nedan där rött är IC-benet och blått är kretskortet.
För att get bättre stabilitet samt enklare och bättre lödning på dubbelsidiga kort så har
jag sepererat dessa små hylsor ut en och en från isolations-materialet. Eftersom PGAx31x kretsarnas THD+N försämras om
insignalens impedans ökar så har jag valt att använda
en buffert på ingången.

För att själv inte behöva göra några beräkningar har jag använt samma koppling och värden från
http://www.mhennessy.f9.co.uk/preamp/analogue.htm
Jag har dock tagit bort mute-reläet, hörlursförstärkaren och "Listen-source fixed output".
Efterssom det fanns buffert på PGA:ns utgång så valde jag också att ha med det i min konstruktion,
denna buffert har dessutom hög och lågpass filter, samt att den definerar utgångs impedansen till 50 ohm
(egentligen så vet jag inte vad det har för betydelse med just 50 ohm). Subwoofer Aktiva Högpass och Lågpass Filter
Här har jag använt AD5206 som innehåller 6 st digital-styrda potentiometrar, detta
räcker precis till ett 2:a ordningens högpass filter och ett 4:e ordningens lågpass filter.
Jag gjorde en layout med dubbel matningsspänning först där jag tänkte använda +-5V,
men efter noga utstuderande av databladet så noterade jag att det bara gick att använda +-2.5V
vilket ger maximal spänning på de digitala ingångarna till 2.5V (och jag använde +5V till MCU:n)
trött som jag var så räknade jag inte ut att det hade bara varit att sätta spännings-delare på ingångarna.
Istället så letade jag upp en koppling med enkel spänningsmatning,
där man först filtrerar bort eventuell DC och sedan höjer upp signalen med en enkel spänningsdelare. Balanserad stereo sändare/mottagare
Efterssom DRV134 (obalanserad sändare) är så dyr (75:-) så valde jag att bygga
en egen baserad på DRV134 databladets schema som visar hur den ser ut inuti.
Samtliga resistorer som är på 10kohm, jag har suttit och mätt så att de är noga passade till
konstruktionen då detta är en viktig faktor för att det ska vara bra prestanda.
Fast att INA137 (obalanserad mottagare) egentligen inte är så dyr (25:-) har jag också
valt att bygga en egen, denna baseras även på databladet men innehåller också ingångsfilter
från http://sound.westhost.com/project87.htm
denna sida verifierar även sändarens schema. Grammofon förförstärkare
Detta är inte mitt schema.
Det består av 3 delar:
* förstärkare med RF-filter
* rumble-filter
* RIAA-filter. USB-ljudkort
Egentligen skulle jag göra en egen mönsterkorts-layout
men p.g.a tidsbrist har jag använt en färdig, denna kommer också ifrån "Elektronik för Alla".

Bilder på förförstärkaren Equaliserns Inkoppling Hela anläggningen Befintlig mönsterkorts-utrustning Hittills nya modifieringar
* Strömförsörjning
* Nytt MCU-kort
* Zigbee trådlös styrning som har ersatt Nätverkskortet

Strömförsörjning
Jag hade likriktar-glättring kortet inuti förförstärkaren men detta gav upphov till nätbrum,
man kunde känna det genom att stryka med fingrets ovansida på chassits metalldelar.
Efter modifieringen finns inte detta fenomen längre. Nytt MCU-kort
Detta har gjorts men ännu har jag inte börjat använda det,
jag har inte haft tid med mjukvaran.
Detta kort är gjort med tanken på att ha två spänningskällor:
* Batteri (för att kunna stänga av förförstärkarens huvud-delar)
* Huvud-spänning
Batteriet ska ju naturligtvis vara uppladdningsbart.
Och det avstängda läget ska bara strömförsörja MCU:n,
så att start kan ske med fjärrkontrollen. Zigbee
Modulen som använts till detta är WIFS24-100ST

Snacka om projekttråd! 50st A4-sidor!

Imponerande omfattning av projektet!
Det är en sak att planera jätteprojekt, men att sedan *dessutom* bygga dem.. Det är värt många bonuspoäng!

Läckert!

Grymt!! hur är ljud kvaliten? vad är den räknade effekten på det hela??
riktigt läckert bygge!

THD? S/N?

Om du hadde behållt Ethernet hadde du kunnat mata och styra hela härligheten från PC:n.

Snyggt!

Jag behöver troligen bygga en 8.0 volymkontroll med balanserade utgångar så din tråd kom väl till pass!

SNYGGT! riktigt biffigt bygge om man säger så!

Jadu, ingen kan klaga på dokumentationen i alla fall.

Snyggt jobbat!

Jag har gjort en liknande i lightversion med två kanaler. Se signatur.

Imponerande projekt! Häftigt med USB-DAC och Eth!

Inga planer på ett snyggare yttre sen?

Fimo
Det jag har testat angående brus är att jag ökat volymen på förstärkaren till max
och sedan lyssnat efter brus, detta har gjorts med både förförstärkaren in- och urkopplad.
Jag kan då höra en ökning av bruset när förförstärkaren är inkopplad,
men i detta fall har jag dock haft PC:n inkopplad som signalkälla med förförstärkarens volymkontrol till normal lyssningsnivå.
Jag borde nog göra tester utan PC:n men just nu prioriterar jag inte detta.

Beräknad effekt, vad menar du då? det är en förförstärkare/försteg som i sin tur kopplas in till förstärkarna/slutstegen som är externa (kolla på blockschemat ovan där förförstärkaren är i mitten)

blueint
Jag har inte heller gjort några THD+S/N tester.
Jag kan fortfarande styra härligheten från PC:n, jag har naturligtvis en Zigbee-nod till den också (kolla bilden nedan). Greve Hamilton
Det är ett trevligt bygge du gjort.

maDa
Jag har införskaffat aluminiumplåt och profiler från Ramneskogs i Malmö (första gången fick jag en 110x70 cm alu-plåt för 100:- plus lite profiler, andra gången lyckades jag bara skrapa ihop 2kg profiler och fick betala 40:- för dessa).
De har även hela nya alu-plåtar på 2x1m 1mm tror jag och de tar 200:- för dessa, jag kan säga att om ni kör dit så förvänta inte er hela bitar aluminium utan de är tillkapade till olika längd.
Här kommer bilder på utkapade plåtar och profiler, detta ska sedan målas och även framsida och baksida ska kapas till. Här är ett exempel på hur jag tänkt lösa kretskorts-fastsättningen, detta möjliggör borttagning av undersida och ovansida med innanrede fortfarande kvar.
Detta är på grund av att jag vill kunna "löda ihop"/reparera korten när de är fastmonterade.

Oj! Det var ett seriöst projekt må jag säga! Du har gjort "allt"

Jag har själv gått och planerat ett liknande projekt (men i mycket mindre omfattning) vad det gäller ethernetstyrd förstärkare, så denna tråden var verkligen en inspirationskälla!