Усилитель своими руками. Усилитель звука для сабвуфера в машину

Основа устройства

Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Домашние и автомобильные усилители своими силами

В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.

Из чего можно сделать?

Усилитель для одной, двух или нескольких колонок в домашних условиях можно сделать на основе любого из устройств, в корпус от которого поместилась бы по длине и ширине его электронная плата. Корпусом может служить как сама активная колонка, в которую он устанавливается в отдельное, отгороженное пространство вместе с блоком питания, так и мощное зарядное 0.

Альтернативным решением служит корпус от старой магнитолы, из которой удалён кассетный или CD-привод, отработавший свой срок службы. Зачастую от старых автомагнитол остаётся лишь мощный стереоусилитель – в этом случае ничего переделывать не нужно. Если готовых корпусов нет – сам корпус изготавливается самостоятельно из фанеры небольшой толщины (до 1 см), алюминиевых листов, двустороннего фольгированного стеклотекстолита и других материалов.

  

Инструкция по изготовлению

Усилитель звука для колонок своими руками потребует для изготовления радиоматериалы и радиокомпоненты.

• Набор деталей (согласно выбранной схеме): микросхема серии TDA или похожая, резисторы, конденсаторы, тестовый динамик (или уже собранная пассивная колонка), алюминиевый радиатор. При сборке усилителя на мощных транзисторах, рассчитанных на низкие частоты до 100 кГц, потребуется, кроме самих транзисторов, несколько менее массивных радиаторов.

• Печатная плата. Если плата не будет вытравливаться самостоятельно (например, хлорным железом), то вместо простого фольгированного (стекло) текстолита или гетинакса в китайском интернет-магазине заказывают макетную плату с уже готовыми контактными отверстиями, соединяемыми при помощи медной проволоки или кусков провода со снятой изоляцией. Любителям травить платы классическим способом потребуется, кроме реактивов для приготовления хлорного железа, лак, плотно прилегающий к металлам.

Самый простой вариант – лак для ногтей, но его стоимость может не оправдать себя.

• Электромонтажные провода – достаточно любого провода с диаметром в 0,5 кв. мм, с которого легко снимается изоляция. Это может быть провод марки КСВВ (или КСПВ). Для подключения готовых блоков и узлов чаще всего применяют многожильный ШВВП на 0,75 или 1 кв. мм.

• Припой, канифоль и паяльный флюс для работы паяльником. Сборка на самокрутках ненадёжна – медные провода, окисляясь, быстро теряют контакт. Сборка на болтах с гайками и на гильзах – слишком трудоёмкий вариант.

Кроме материалов, нужны также некоторые приборы и инструменты.

1. Пассатижи, бокорезы, набор отвёрток. Может потребоваться разводной ключ и набор шестигранных ключей.
2. Паяльник и подставка для него.
3. Если плата изготавливается «с нуля» – нужны миниатюрный бур и набор свёрл. Для изготовления печатной платы без применения химии понадобится резак, которым прочерчиваются канавки, разделяющие дорожки и другие токопроводящие участки.
4. Мультиметр (тестер) – без него не обходится почти ни одна электромонтажная работа.
5. Тестовый блок питания. Если такого блока нет, но вам известно напряжение, подающееся на усилитель, – начните сборку устройства с него. Зачастую раздобыть готовый блок питания на 12 вольт (все усилители с выходной мощностью от нескольких ватт требуют именно такое напряжение) гораздо труднее, чем зарядное устройство для смартфона или планшета.

  
  

Подготовив все нужные приборы, инструменты, радиоматериалы и радиокомпоненты, можно приступать к сборке самодельного устройства. Для изготовления блока питания на 10 вольт (если усилитель допускает такое падение напряжения) соедините выводы зарядных устройств, рассчитанных на 5 вольт, последовательно. Образуется двуполярный источник питания на 10 В с возможностью заземлить или «занулить» среднюю точку 0(где один «минус» и один «плюс» соединены последовательно).

Сборка усилителя включает ряд шагов.

1. Если плата не макетная, а полностью «самосборная» – прорисуйте при помощи кисточки или тампона дорожки лаком под топологию микросхемы. Навесные элементы могут располагаться произвольно, рекомендуется их скомпоновать поплотнее. Пересекающихся дорожек быть не должно.
2. Высушите плату, приготовьте раствор хлорного железа, опустите в него плату на несколько часов или на сутки. Если подогреть раствор, травление пойдёт быстрее, но значительно повысится вероятность облезания защитного слоя.
3. По окончании травления удалите лак с оставшихся мест, защищённых от вытравливания. Не откладывайте процесс на несколько дней, чтобы лак не пристал накрепко к плате.
4. Высверлите с помощью бормашины или шуруповёрта отверстия под ножки радиодеталей.
5. Покройте получившиеся дорожки слоем припоя. Вставьте радиоэлементы, сверяясь по сборочному чертежу, в нужной последовательности, спаяйте их на печатной плате.
6. Установите радиатор на металлической подложке микросхемы. Если схема усилителя транзисторная, используйте для каждого из оконечных каскадов отдельный радиатор. Допускается разместить их на общем радиаторе.
7. Припаяйте провода на звуковой вход, вход по питанию и выход по звуку, промаркируйте их.
8. Подключите колонки к выходу собранного усилителя.
9. Подключите ко входу источник звука (смартфон, MP3-плеер или радиоприёмник), используя разъём на 3,5 мм.
10. Подайте питание на соответствующие выводы, включите звук на гаджете, например, выбрав любой из имеющихся саундтреков (или видеороликов).

При правильной сборке усилитель сразу же заработает. Для транзисторных усилителей в режиме «стерео» используют два независимых монофонических усилителя. В качестве рабочего варианта – два одно-, двух-, трёх- и более каскадных устройств. Трехкаскадная схема – самая универсальная: первый, маломощный каскад «раскачает» второй (средней мощности). Второй же – третий (оконечный), обладающий максимальной мощностью. На последний каскад и устанавливается радиатор.

Технология стереозвука (пространственного звучания) такова, что независимые усилители могут подключаться по отдельности и обладать отдельными колонками. Но для стереосистем, в которых сабвуфер (низкочастотный динамик или колонка) общий, стереофонический вариант усилителя собирается на одной микросхеме – и левый, и правый каналы сведены вместе при помощи дополнительных навесных (пассивных) деталей.

Рекомендации

Старайтесь не держать паяльник долго в одной точке – несколько секунд перегрева (температура свыше 250 градусов) способны отслоить слой медной фольги, и дорожку придётся заменить на медную проволоку. Проволочные дорожки из-за большей кривизны вносят дополнительную дестабилизацию в работу высокочастотных электрических цепей и каскадов.

Чтобы не перегревать микросхему, транзисторы и/или диоды (от перегрева они получают тепловой пробой), используйте паяльный флюс (в простейшем случае это раствор хлорида цинка) или лимонную кислоту и немного канифоли. Испаряющийся флюс частично охлаждает выводы радиодеталей, не давая последним перегреться. Движения должны быть чёткими, но довольно быстрыми.

Не рекомендуется использовать паяльник мощностью более 40 Вт – высокомощный за секунду и более перегреет активные радиокомпоненты.

Не пренебрегайте радиаторами. Полезно провести тепловой расчёт схемы. Выпускникам технических вузов, отучившимся на факультетах радиоэлектроники и конструирования аппаратуры, в этом плане легче. Усилитель, перегревающийся при большей громкости, рано или поздно выйдет из строя.

Нельзя завышать питающее напряжение больше максимального значения, указанного в инструкции схемы. Недостаток питания приведёт к тому, что усилитель не заработает либо сработает на минимальной мощности.

Компьютерный блок питания, использовавшийся в домашнем компьютере, который уже давно устарел по производительности, может пригодиться – он потребляет 250-400 Вт, но выдаёт не менее 70% от этого значения. Среди выходных напряжений компьютерного БП имеются 3,3; 5 и 12 В. Это универсальное решение для «самодельщиков» – блок питания от старого ПК выступает в роли лабораторного.

Согласуйте (соотнесите) мощности колонок и усилителя. Слабые колонки сгорят на мощном усилителе. Возможна и обратная ситуация, когда звук в слишком мощных колонках будет «захлёбываться». Для избавления от наводок со стороны блока питания вход и выход усилителя подключают посредством экранированной витой пары – коаксиального кабеля с двумя независимыми центральными проводниками, играющего роль акустического.

Определившись с ожидаемыми параметрами, вы соберёте универсальный усилитель, мощности которого (и колонок для него) хватит, чтобы организовать прослушивание музыки на большой территории площадью в несколько сотен квадратных метров.

Для ноутбука

Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.

Комплектующие для сборки:

• блок питания на 9 вольт
• печатная плата
• микросхема TDA 7231
• корпус
• конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
• конденсатор полярный 100 мкФ
• конденсатор полярный 220 мкФ
• конденсатор полярный 470 мкФ
• резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
• выключатель двухпозиционный
• гнездо для входа

Схема изготовления

Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.

Для автомагнитолы

Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:

• напряжение питания 6-18 вольт
• входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
• диапазон частот 20-20000 Гц

Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.

    
    

Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.

В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.

Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.

Устройство для наушников

Усилители для мобильного телефона питаются в основном за счет батареек, поэтому важно собрать прибор с низким потреблением энергии.

Представленная далее инструкция соответствует этому требованию. Если владельцу не так важно портативность, можно встроить разъем для питания от электросети.

Не рекомендуется использовать импульсные детали, так как они могут создавать помехи и ухудшать качество звука.

Для создания самодельного устройства лучше выбрать следующие элементы:

• медный кабель 30-40 см;
• вход для адаптера;
• микросхема KA2209;
• вход для штекера;
• 4 конденсатора 100 мкФ.

Схемой для сборки можно пользоваться от аналогичной платы TDA2822. От использования радиатора можно отказаться, выполнив устройство навесным монтажом.

Вместе с корпусом представленный прибор будет размером примерно 10 на 5 см, что удобно для ношения в кармане или рюкзаке вместе со смартфоном.

Для сабвуфера

Инструменты и материалы

Внутренняя схема усилка

Если вы решили оборудовать свой автомобиль качественной магнитолой на 12 вольт, для обеспечения хорошего звучания потребуется сабвуфер и усилитель.

Для изготовления усилителя в машину вам потребуется подготовить несколько элементов, в частности, речь идет о четырех устройствах:

• блок усилителя импульсов;
• устройство обработки импульса;
• преобразователь напряжения от 12 вольт до 40;
• устройство выпрямителя и коммутации.

Чтобы сделать автомобильный усилитель, эти блоки можно соорудить своими руками или приобрести уже готовые. Второй вариант будет более актуальным для тех, кто желает сэкономить время. Рассмотрим все эти элементы по порядку.

Блок усилителя низких частот представляет собой плату типа TDA 7294 — такой вариант будет наиболее оптимальным для усилка к автомагнитоле на 12 В. Цена на такой девайс в среднем составляет около 200 рублей. Следует отметить, что технические особенности схемы дают возможность ей хорошо выполнять свои функции, в частности, на выходе схема может выдавать до 100 Ватт мощности. Учтите, что эта схема является одноканальной, но и этот нюанс можно преодолеть.

Схема для изготовления девайса

Выходные транзисторы должны быть обеспечены охлаждением, чтобы сделать это, элементы можно загнуть к плате, при этом их контакты должны быть расположены вверх. После этого на контактные поверхности необходимо нанести термопасту и положить диэлектрическую пленку, а уже потом поверх монтируются радиаторы. Благодаря этому вы сможете немного уменьшить габариты последних и в целом сэкономить место в корпусе.

Поскольку установка сабвуфера подразумевает использование усилителя для авто, из поступающего импульса нужно будет выделить именно низкий диапазон частот. Сама по себе используемая схема является одноканальной, так что на входе в устройство обработки импульса необходимо поставить сумматор каналов. Это позволит преобразовать двухканальный импульс в одноканальный.

Усилитель для сабвуфера в машину подразумевает использование устройства преобразования напряжения или трансформатора от 12 до 40 вольт. Для этой цели можно использовать схему TL-494. В принципе, в продаже можно найти и другие варианты, но этот оптимально подойдет для тех автовладельцев, у которых нет опыта в изготовлении усилков. Тем более, что эта схема отлично подходит для сабвуфера и усилителя на 12 вольт по техническим параметрам — она позволяет обеспечить наиболее мощный импульс.

Схема самодельного устройства

Что касается устройства выпрямления и коммутации, то этот девайс состоит из нескольких компонентов:

1. Устройство коммутации, необходимое для оповещения водителя о готовности или неготовности усилка к работе. Оповещение осуществляется благодаря двум диодам — красному и зеленому.
2. Устройство выпрямителя. Этот девайс необходим для стабилизации импульсов, которые передаются на основной блок управления.

Перед тем, как сделать усилитель для сабвуфера на 12 вольт, необходимо подготовить один из основных компонентов устройства — корпус. Разумеется, этот элемент нужен, иначе куда производить установку схемы? Как вариант, корпус можно соорудить своими руками из фанеры или приобрести готовый, все зависит только от ваших возможностей и предпочтений. Например, подключение усилителя может осуществляться в корпус от DVD-проигрывателя. Такой девайс имеет небольшие размеры, обычно стильный дизайн, а его разъемы при необходимости можно переделать для подключения к автосабвуферам.

Более оптимальным вариантом будет использование алюминиевого и, что самое главное — целого корпуса, который также может выполнять функцию радиатора. Как известно, во время работы схемы нагреваются, в результате чего при использовании деревянного корпуса при изготовлении придется продумывать систему охлаждения. Причем эта система должна быть наиболее качественной. Более того, в некоторых случаях необходимо даже делать активное охлаждение. Поэтому использование алюминиевого корпуса является наиболее оптимальным вариантом (автор видео — AKA KASYAN).

Инструкция по изготовлению

Усилитель для сабвуфера своими руками можно собирать после подготовки всех основных элементов. Девайс на 12 вольт можно без проблем собрать путем соединения всех компонентов и размещения их в корпусе. Благодаря напряжению устройства преобразования (трансформатора), на корпусе прибора можно поставить небольшой по размерам вентилятор. Благодаря ему в системе будет обеспечена циркуляция воздушного потока, что позволит охлаждать схемы и защитить их от перегрева, соответственно — преждевременного выхода из строя.

При подключении блоком необходимо использовать провода в кембриках. Если провода будут соприкасаться друг с другом, это может привести не только к образованию короткого замыкания, но и к перегоранию составляющих элементов в принципе. Блоки должны быть установлены в корпусе таким образом, чтобы между этими компонентами мог беспрепятственно циркулировать воздушный поток. Схему необходимо максимально прочно зафиксировать, в противном случае сделанный усилитель на 12 вольт будет дребезжать во время езды и при работе саба.

Как продлить срок службы конструкции

Важно понимать, как правильно сделать усилитель своими руками, чтобы он прослужил даже дольше покупных устройств.

Многие создают временные устройства, руководствуясь тем, что они доступны по цене и легко заменимы. А зря: можно и самостоятельно сделать долгоиграющий вариант усилителя.

Достаточно соблюсти несколько правил:

• Обеспечить полноценное охлаждение детали. Без радиаторной решетки не обойтись. Она должна соответствовать микросхеме по размеру.
• Не перегружать усилитель, то есть не подавать сигнал постоянно. Одного часа работы будет вполне достаточно, чтобы насладиться музыкой, а микросхема за это время не полетит от перегрева.
• Выключать устройство из сети, если на него не подается сигнал. Микросхемы рассматриваемого типа потребляют большое количества тока покоя, даже если фактически не включены. Из-за этого корпус нагревается, а срок службы сокращается.

Дополнительные советы

Опытные радиолюбители могут добиться еще более чистого звучания усилителя, если создадут схему самостоятельно. Сделать это без вспомогательных инструментов довольно сложно.

Чтобы не запутаться, рекомендуется пользоваться программой Sprint Layout. Она обладает следующими функциями:

• проектирование схем слабой и средней степени сложности;
• проектирование разводки;
• просмотр моделей в трехмерном изображении;
• возможность создания библиотеки деталей.

Можно скачать и установить русифицированную программу с дополненным функционалом бесплатно. Для этого следует искать 6 версию ПО (не официальную, а именно переведенную). Она совместима со всеми версиями англоязычной вплоть до пятой.

Программа поможет создать наглядные планы, куда более полезные в деле, чем фото самодельных усилителей звука и их схем.

Заключение

Во время работ будьте осторожны — при допущении ошибок блоки могут выходить из строя. Беритесь за эту затею только в том случае, если имеете базовые навыки в области электроники. Если вы никогда ранее не занимались выполнением подобных задач, то лучше доверьте это дело специалистам.

Помогла вам статья?