Усилитель звука для колонок 12в своими руками

Самодельный усилитель для сабвуфера

Усилитель для саба своими руками лучше сделать на интегральной микросхеме. Сейчас выпускается большое количество интегральных компонентов, которые стабильно работают от автомобильного аккумулятора, обеспечивают хорошие характеристики и надёжны в любых условиях эксплуатации. Схема, собранная на дискретных элементах, содержит большое количество паек и соединений, что негативно сказывается при работе в условиях постоянной вибрации. Конструкция для автомобильного саба может быть собрана по одной из двух схем:

Аналоговый вариант с низким КПД, средней мощностью и высоким качеством воспроизведения всего спектра звуковых частот хорошо подходит для автомобиля. Низкочастотная система класса А обеспечивает лучшие показатели, но в реальных условиях они применяются редко. Класс Dили цифровая схема обеспечивает высокий КПДи большую выходную мощность. Благодаря особому режиму работы выходных полупроводниковых приборов, в звучании присутствуют нелинейные искажения, отчего звук приобретает неестественный оттенок.

Сборка

Установка усилителя в машину своими руками предусматривает предварительную проверку работоспособности изготовленных блоков, которые затем монтируются в корпус из металла или пластика. Кожух изготавливается самостоятельно, допускается применение корпусов от вышедшей из строя электронной техники (например, старого видеомагнитофона или проигрывателя DVD-дисков). Фронтальная часть кожуха используется для установки контрольных светодиодов и регуляторов; рекомендуется наклеить бирки с указанием назначения органов управления и индикаторов.

Используемые в конструкции микросхемы и транзисторы располагаются в зоне притока холодного воздуха и оборудуются теплоотводами из алюминия или меди. Между электронными компонентами и радиаторами монтируются специальные прокладки; допускается применение кремний-органической теплопроводной пасты. Для улучшения условий охлаждения используется электрический вентилятор (от процессора или блока питания компьютера). Поток воздуха направляется на элементы с наиболее напряженным тепловым режимом работы (например, усилитель для фронтальной акустики).

Корпус сабвуфера

Низкочастотные динамики поставляются заказчикам в готовых корпусах, но существуют модели без внешней оболочки. Для изготовления кожуха потребуется древесностружечная плита или плита МДФ, обладающая повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию влаги. Рекомендуется применять материал толщиной не менее 22 мм; для резки используется ножовка с мелкими зубьями, также потребуется инструмент для получения отверстий для корпуса динамика и канала фазоинвертора.

Для расчета параметров ящика используется приложение WinISD; вырезанные панели соединяются винтами длиной 50 мм; линии стыка обрабатываются герметиком на силиконовой основе (для устранения посторонних шумов и свиста при работе). Для обеспечения повышенной прочности необходимо предварительно просверлить отверстия для шурупов, а затем закрутить винты на место. Внешняя поверхность покрывается слоем ковролина, обеспечивающим дополнительную виброизоляцию.

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

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.

Так же, питание схемы рекомендуется осуществить через предохранитель на 10 А и дроссель, который можно «позаимствовать» из старой магнитолы.

Конечно, мы не обойдемся без паяльника, припоя и некоторого умения со всем этим обращаться.

Усилитель 10 W для сабвуфера своими руками

Если большая мощность не требуется, то собрать усилок для сабвуфера можно на интегральной микросхеме или транзисторах. Очень хорошую схему УНЧ для сабвуфера можно собрать на интегральной микросхеме TDA2003. Если использовать только один корпус, то выходная мощность будет порядка 10 ватт. Для низкочастотных автомобильных акустических систем чаще используется мостовое включение двух микросхем. Такое включение позволяет получить до 25 ватт на нагрузке в 4 Ома. Питание схемы осуществляется от бортовой сети автомобиля. Поскольку количество дискретных элементов в схеме небольшое, печатную плату можно разработать самостоятельно. Сделать усилок для сабвуфера можно без печатной платы, распаяв элементы на макетной плате со стойками или лепестками. Чтобы избежать перегрева корпусов микросхем их нужно монтировать на радиаторах с теплопроводящей пастой.

Мощный усилитель для сабвуфера своими руками

Простой усилитель для саба своими руками можно сделать на микросхеме TDA1562Q.Интегральная микросхема представляет собой мощный УНЧ, который подходит для построения автомобильных звуковых систем. Преимущество TDA1562Q заключается в том, что собранный на ней блок не требует для своей работы двухполярного источника питания и может подключаться непосредственно к автомобильному аккумулятору. Полоса воспроизводимых частот начинается с 15 Гц, поэтому микросхема подойдёт в качестве низкочастотного усилителя для сабвуфера. На нагрузке 4 Ома номинальная мощность составляет 50 ватт при коэффициенте гармоник 0,05% и соотношении сигнал/шум — 90 dB. На нагрузке 8 Ом мощность падает до 30 ватт.Максимальная мощность достигает 70 ватт. Минимальное и максимальное напряжение питания микросхемы составляет 8 и 18 вольт соответственно. Чтобы обеспечить нормальный тепловой режим, микросхему нужно установить на радиатор площадью не менее 400 см2.Самодельный усилитель для сабвуфера содержит небольшое количество дискретных элементов.

Как сделать самому

Усилитель звука в автомобиле можно сделать своими руками, используя готовые наборы. Это упростит проверку и наладку, сократит вероятность ошибок, способных привести к неправильной работе. Еще одно достоинство заключается в том, что не потребуются радиотехнические навыки.

Набор для самостоятельной сборки усилителя состоит из блоков ограничителя, предусилителя, усилителя мощности, кроссовера, стабилизатора и устройства управления. Другой вариант — сборка устройства из дискретных деталей по схеме.

Корпус

Он должен обеспечивать надлежащее охлаждение компонентов усилителя, которые могут нагреваться во время работы. Для этого следует предусмотреть щели или отверстия, которые должны располагаться как можно ближе к выходной микросхеме. Для улучшения охлаждения мощного усилителя устанавливается вентилятор, рассчитанный на 12 В. Он обеспечит дополнительную защиту от перегрева.

Смотрите » Инструкция по настройке и применению магнитолы Pioneer MOSFET 50Wx4 (Пионер МОСФЕТ) и как ее выключить

Корпус можно изготовить из фанеры или металла, например, листового алюминия или жести. В этом случае необходимо обеспечить изоляцию компонентов и платы устройства. Для улучшения экранирования можно соединить отрицательный полюс платы с корпусом. На нем нужно предусмотреть посадочные места под клеммы, которые прикрепляются с обратной стороны. Чтобы не ошибиться при подключении, следует нанести на корпус пояснительные надписи.

Усилитель для колонок

Вначале рекомендуется сделать фильтр питания с предохранителем. Его номинал составляет не менее 20 А. В состав самого фильтра входит дроссель, который можно взять с неисправной магнитолы, и конденсаторы. Они объединяются в батарею для повышения эффективности работы.

Емкость фильтра должна быть не менее 6000 мкФ. Чем она больше, тем лучше будет работать усилитель на большой громкости. Для автоматического включения устройства следует установить механическое или электронное реле управления. Обмотка подключается к массе и голубому с белой полосой проводу магнитолы. Контакты включаются в разрыв плюсового провода перед конденсатором фильтра.

Если собирается автоусилитель звука своими руками из готового набора, то следует соединить блоки в соответствии с инструкцией. Усилитель и предусилитель подключаются друг к другу прилагаемыми кабелями. К этим блокам подсоединяется стабилизатор питания или преобразователь напряжения, если для нормальной работы микросхемы необходимо более 14 В.

Если усилитель собирается на плате из отдельных деталей, то потребуется припаять их к нужным точкам. При подключении этого устройства напрямую к выходам динамиков магнитолы необходимо предусмотреть регулируемый делитель. Он не потребуется, если подключение осуществляется к линейному выходу низкого уровня. В разрыв выводов колонок включаются проволочные резисторы, необходимые для защиты и согласования. Их сопротивление — 1-2 Ом.

Смотрите » Обзор автомагнитолы Kenwood (Кенвуд) KMM-124

Усилитель для сабвуфера

Он отличается большей мощностью, необходимой для раскачки саба, а также наличием фильтра низких частот. Микросхема усилителя устанавливается на теплоотвод повышенной площади для более эффективного охлаждения.

Мощность звучания сабвуфера можно увеличить, если выполнить подключение по мостовой схеме. Если требуется усилок в авто и для колонок, и для сабвуфера, то для каждого канала собирается свой блок. Вся конструкция помещается в 1 корпус.

Даташит микросхем

Итак, вы нашли более-менее подходящую микросхему, которую решили использовать в своем усилителе. Но как же ее подключить правильно, чтобы она начала работать сразу же? И нужна ли настройка усилителя под сабвуфер? Вам необходимо знать ее типовую схему включения. Найти ее можно в документе, который называется Datasheet. По сути, это руководство по эксплуатации. В этом документе приведены все электрические параметры прибора, а также его типовые схемы включения. Причем даже именитые производители теле- и аудиотехники не пытаются вносить существенные изменения. Ведь они прекрасно знают, что в типовой схеме прибор будет работать устойчиво, без искажений, с максимальным сроком службы, а самое главное – качественно. Все параметры дополнительных элементов (а их довольно мало) подобраны самым наилучшим образом. И никакие изменения в схеме уже не нужны.

Фото печатных плат

   Сама микросхема TDA1562 после сборки проверяется не на 50-ти амперном аккумуляторе, а дома с блоком питания ATX. Она без проблем работает с нагрузкой 4 Ома, также прекрасно справляется с нагрузкой 2 Ома. Конечно нельзя ожидать чудес от столь простой конструкции, но безусловно, эта микросхема достойна своей цены.

   Фильтр низких частот двухрядный (12 дб/октаву) с регулируемой верхней частотой отсечки от 20 до 200 Гц, что позволяет тщательно протестировать и подобрать рабочую частоту сабвуфера. Изначально регулировка производилась до 100 Гц, но изменение номинала двойного потенциометра с 2x10K на 2x20K увеличила этот диапазон. В общем это типичный фильтр, построенный на основе операционного усилителя типа NE5523, TL072, или LM358. Питание фильтра поступает через резистор и большой конденсатор 4700uF/16V шунтированный ёмкостью 100nF, препятствующей прохождению помех высоких частот. Кроме того, питание с точки BAT проходит через предохранитель 10 А. Убедитесь, что этот предохранитель надлежащего значения. Диод защищает всю схему от неправильной полярности питающего напряжения, он должен быть сильнее тока используемого предохранителя. На схеме это 1N4004, но нужно впаять диод большей мощности (например, от блока питания ATX).

   Схема усилителя загрузит аккумулятор током до 8 А, следовательно, соединительный кабель должен быть не менее 2,5 мм кв. Массу мы можем получить из любой точки, например, металлических деталей багажника. Микросхема требует охлаждения, для этого необходимо прикрепить к ней радиатор. Усилитель включается автоматически вместе с автомобильным проигрывателем, для этого используем вход MODE. Так что, когда радио выключено, то сабвуфер тоже. После того, как успешно собран и опробован УМЗЧ, перейдём ко второй части — изготовление коробки сабвуфера.

Как собрать усилитель?

Для надёжности и компактности сборки монтаж необходимо делать на печатной платы. Для этого потребуется:

• Компьютер.
• Программа «Sprint-layout» (или аналогичная) для расчета и проектирования плат.
• Лазерный принтер.
• Фольгированый текстолит.
• Раствор хлорного железа.

Последовательность действий здесь будет следующая:

1. В программе создаётся схема платы.
2. Плата распечатывается с помощью лазерного принтера. Крайне желательно использовать фотобумагу и фирменный картридж – у перезаправленных может быть слишком низкая плотность тонера. Должно получиться примерно следующее:

Полученный рисунок аккуратно вырезается по контуру и накладывается на текстолитовую заготовку. Заготовка перед этим должна быть зашкурена мелкой наждачкой (чтобы убрать окислы) и обезжирена ацетоном. Затем наложенный вниз рисунком листок бумаги проглаживается горячим утюгом. Это – самая ответственная операция, от неё зависит качество платы. При правильной работе получится заготовка с нанесённым на неё тонером рисунком разводки

Температуру надо выставлять максимальную, чтобы тонер заново расплавился и прикипел к фольге.
Остывшую после утюга заготовку замачивают в воде, после чего осторожно удаляют размокшую бумагу.
Рисунок проверяется. Если какие-то элементы не пропечатались, их можно дорисовать перманентным маркером

Однако злоупотреблять этим не стоит: маркер не так надёжен, как тонер.
Затем заготовка протравливается в хлорном железе. В итоге получается чистый текстолит с медью, сохранившейся лишь там, где её защищал слой тонера или маркера.

На получившейся плате уже можно монтировать микросхему и другие детали в соответствии с выбранной конструкцией. Но перед этим нужно определиться с питанием. Здесь снова потребуется компьютер и программа для расчёта трансформаторов: необходимо бортовые 12 В преобразовать как минимум в 80. После расчёта обмотка монтируется на сердечнике с изоляцией каждого слоя. Отличный вариант для самодельного автомобильного сабвуфера – это использование старых трансформаторов от телевизора с соответствующим перерасчётом обмотки.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

В последнюю очередь монтируется фильтр НЧ. Без него на саб пойдут сигналы высоких частот – и тогда само использование сабвуфера бессмысленно. Монтируется фильтр так же, как и остальные части усилителя, а после этого можно перейти к тестированию на бортовой сети и магнитоле.

Шаг 7: Задняя панель

Обратите внимание, что задняя панель расположена не так, как в планах сборки. В составленных планах вы можете видеть, что нет опорных элементов панели, что упрощает процесс сборки, так что задняя панель может быть прикручена непосредственно к корпусу

Автор решил просверлить зенковки на задней панели, чтобы винты были на одном уровне. Затем поместил заднюю панель на место и просверлил отверстия для винтов

Обратите внимание, что сначала нужно просверлить сверлом меньшего диаметра, а затем использовать сверло большего диаметра, чтобы винты не вгрызались в заднюю панель, а только зажимали ее

ПРАВИЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ САБВУФЕРА К УСИЛИТЕЛЮ

Подключение сабвуфера к усилителю производится посредством автомобильного конвертора звука (адаптер, переходник). Это небольшого размера устройство имеющее пару RCA выходов и двумя парами проводов, два из которых служат для подключения динамического излучателя. Остальные провода можно просто спрятать — они не нужны пока. Провода линейных выходов (RCA OUT) нужно подсоединить к усилителю.

Принцип подключения сабвуфера к одноканальному усилителю

Чтобы подключить автомобильный сабвуфер к моно-усилителю, вам нужно будет провода положительного и отрицательного напряжения от усилителя подать на аналогичные клеммы сабвуфера — только и всего. Немножко сложнее производится подключение нескольких сабвуферов пассивного действия. Их соединение выполняется по параллельной либо последовательной схеме, но с обязательным точным расчетом их внутреннего сопротивления.

Принцип подключения сабвуфера к двухканальному усилителю

В этом варианте подключение выполняется по мостовой схеме. Такая технология подключения прекрасно работает фактически со всеми усилителями двухканального типа, к которым необходимо добавить еще один сабвуфер. Здесь тоже все просто — берем плюсовой провод с одного канала, а минусовой провод со 2-го канала и подаем на соответствующие клеммы сабвуфера.

Особое внимание при таком подключении нужно уделять внутреннему сопротивлению саба, которое должно составлять 4 Ом. Помимо этого, следует взять во внимание, что при таком варианте выходная мощность обоих каналов складывается

Если усилитель имеет функцию переключения моно и стерео режимов, то в таком случае подключаются провода к плюсовой и минусовой клемме одного канала. Если есть необходимость подсоединить к усилителю два сабвуфера, то в таком случае акустический кабель от них подается на разные каналы.

Для правильной и четкой работы сабвуфера следует предусмотреть LPF-фильтр НЧ, который установит верхнюю границу низкой частоты.

Принцип подключения сабвуфера к четырехканальному усилителю

Стандартное подключение акустической системы к четырехканальному усилителю считается вариант по схеме с двумя колонками и одним сабвуфером.

Итак, типовым способом подключения к усилителю аудио системы будет вариант из двух динамиков и сабвуфера. В этом случае саб подключается к усилителю по мостовой схеме, а аудио колонки каждая к своему каналу. Особенность такого подключения заключается в том, что динамики должны работать с фронтальными каналами, а саб с тыловыми. Но при этом имеется возможность подключения пары сабвуферов разным тыловым каналам.

Проверка работоспособности

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.

Если нет начальных знаний радиоэлектроники, лучше проверить работоспособность, вмонтировав усилитель в акустическую систему. Перед этим производится настройка магнитолы. Если после установки усилителя в систему, вы получили желаемый звук, значит усилитель собран правильно.

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.

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.

Зачем необходим усилитель

Название устройства говорит само за себя. Однако оно не только делает звук в колонках громче. Он позволяет передать сигнал более качественно, благодаря чему при воспроизведении через это устройство можно услышать разницу в тонких настройках эквалайзера.

Для любителей басистой музыки к прибору можно подсоединить сабвуфер. А если к аудиосистеме подключить еще и кроссовер, то можно насладиться звучанием во всех частотах и не сжечь при этом динамики разной мощности. Дополнительный конденсатор в схеме аудиосистемы не позволит «проседать» басам при пиковой нагрузке на отдельном канале.

Все эти узлы важны для передачи качественного звука. Но они не будут работать должным образом, если не подать на них более сильный сигнал. Как раз эту функцию выполняет автоусилитель.