Ctrl-Amp. Модульная система управления усилителем мощности. Электронный регулятор громкости на Microchip PIC18F2550 и DS1868 Сборка конструкции УНЧ
Темброблок, представленный далее в статье, обладает функциями как: предусиление, регулирование громкости звука, регулировка тембра, регулировка баланса. Схема темброблока, сравнительно простая и удобная в эксплуатации. Глядя на схему, видим, контроллер и много светодиодов. Можно сказать, что схема больше напоминает какой-нибудь автомат световых эфектов, но все же это не так.
Темброблок сделан в виде двух модулей: модуль микроконтроллера и модуль аудиопроцессора.
"Мозгом" блока регулировок, является микроконтроллер ATmega8, управляющий по шине l2C (сигналы SDA и CLK) аудиопроцессором TDA7449.
Вся информация отображается светодиодами - индикация выбраного режима регулировки, выбор аудио входа, уровень регулируемого параметра.
6 кнопок дают возможность выбора входного канала (А или Б), а также выбора регулировки одного из предусмотренных параметров аудиопроцессора. С помощью энкодера производится регулировка выбранного параметра.
Модуль микроконтроллера и модуль аудиопроцессора обмениваются данными на шине I2C по линиям SDA (data - данные) и SCL (clock - синхронизация).
В блоке предусмотрена запись в память всех предустановок регуляторов во внутренней EEPROM контроллера, поэтому при выключении питания устройства все настройки не теряются и при последующем включении, регулятор будет в том же состоянии, что и до выключения. Все режимы регулировок отображаются светодиодами выведенными на переднюю панель. Светодиодная индикация - динамическая.
Принципиальная схема подключения аудиопроцессора TDA7449 представлена на рисунке ниже подключена по типовой схеме. Аналоговые входы звукового процессора подключают к источникам стереофонических аудиосигналов — DVD проигрывателю, УКВ приемнику, mp3 плейеру и т.д. Выходы Out R и L аудиопроцессора подключают соответственно к УМЗЧ левого и правого каналов.
| C этой схемой также часто просматривают: |
Немного истории
Данная конструкция появилась после того, как я собрал известный усилитель OM 2.5. Естественно, встал вопрос выбора регулятора громкости, защиты и прочих сервисных функций. Конечно, еще хотелось иметь цифровой вход и дистанционное управление, но это уже казалось совсем недоступным космосом. Ни программированием контроллеров, ни проектированием электронных схем я до этого не занимался. Однако, как говорится, дорогу осилит идущий, и на макетке поселился контроллер Atmega16 с микросхемой регулятора громкости PGA2311. В итоге процесс меня так увлек, что очень трудно было закончить проект. Пока оставалась свободная память и ноги контроллера, появлялись идеи по расширению функций и добавлению новых модулей. Платы ко всем модулям первоначально разводились в DipTrace и изготавливались собственноручно с помощью фоторезиста. Потом часть плат я попробовал заказать на производстве. Поэтому на фото присутствует сборная солянка из синих самодельных и зеленых заводских плат. Итак, в этой статье я постарался описать, что в итоге у меня получилось.
Функции системы.
- Мягкий старт, задержка настраивается от 0 до 30 сек.
- Задержка включения АС, настраивается от 0 до 30 сек.
- ДУ стандарта NEC c настройкой пульта из системы меню
- Коммутация АС c помощью плат защиты: зоны A/B (кнопка, ДУ), левая/правая (ДУ) или просто вкл/выкл.
- Управление входным селектором на 4 входа (кнопки, ДУ)
- Управление громкостью и балансом с помощью микросхемы PGA23XX или релейным РГ Никитина (энкодер, ДУ)
- Управление темброблоком Матюшкина c релейной регулировкой НЧ и ВЧ (энкодер, ДУ)
- Управление - передача команд стоп/пуск/перемотки/треки (ДУ)
- Термо-контроль на цифровом датчике LM75, один или два канала, выключение при перегреве, включение вентилляторов
- Кнопки включения, переключения АС, четыре кнопки селектора входов и Mute
- Регулировка яркости подсветки экрана (ДУ)
- Экранные заставки: гашение экрана, индикатор уровня и анализатор спектра
Состав и конфигурация системы.
Система состоит из контроллера с символьным дисплеем 4x20, устанавливаемого на лицевую панель, и нескольких исполнительных модулей. Дисплей устанавливается параллельно плате контроллера на четыре стойки и соединяется с ним разъемами PLS-PBS, получается достаточно компактный "бутерброд" высотой 12мм. Все подключения осуществляются по периметру платы контроллера с помощью угловых разъемов XH.
Модули осуществляют необходимые регулировки/коммутацию и устанавливаются в корпус усилителя с учетом минимизации длины сигнальных цепей:
- Регулятор громкости на базе PGA23XX c входным селектором на 4 входа и разъемом для подключения USB-цапа PCM2705
- Регулятор громкости Никитина
- Входной селектор на 4 входа (для использования с РГ Никитина)
- Регулятор тембров Матюшкина c релейной регулировкой НЧ и ВЧ
- Защита АС от постоянного напряжения c коммутацией двух зон A/B
- Термо-датчики
- Блок дежурного питания с входным фильтром и управлением мягким стартом
Конфигурация используемых модулей определяется dip-переключателем на плате контроллера. Она считывается при подаче питания на контроллер и определяет алгоритм дальнейшей работы системы:
Регуляторы громкости, темброблок и селектор входов подключаются к шине контроллера SPI последовательно, для этого на платах модулей присутствуют разъемы Control IN и Control Out. При использовании РГ Никитина, для регулировки баланса можно подключить два таких модуля. Это позволяет достаточно гибко конфигурировать систему управления под конкретное устройство. Диапазон и шаг регулировки громкости у PGA23xx и РГ Никитина могут существенно различаться, поэтому они задаются в меню настройки системы. Важно - прошивка не проверяет на адекватность введенные значения, поэтому не следует задавать максимальную громкость +32db у РГ Никитина. Все возможные варианты подключений модулей к шине SPI:
- контроллер ->
- контроллер -> ТБ Матюшкина -> РГ на PGA23XX с входным селектором и ЦАПом
- контроллер -> РГ Никитина -> селектор входов
- контроллер -> РГ Никитина -> РГ Никитина -> селектор входов
- контроллер -> ТБ Матюшкина -> РГ Никитина -> селектор входов
- контроллер -> ТБ Матюшкина -> РГ Никитина -> РГ Никитина -> селектор входов
Термо-датчики подключаются к контроллеру по шине I2C. Их наличие и количество так же задается dip-переключателем. Возможны три варианта - термо-контроль отключен, используется один датчик или два датчика для каждого канала усилителя. Если термо-контроль включен, можно настроить максимальную температуру, при достижении которой устройство будет выключено. Так же настраиваются температуры включения и выключения обдува. При использовании двух термо-датчиков, можно организовать независимый обдув каждого канала.
Индикация.
Вся информация выводится на символьный дисплей 4x20 на широко известном контроллере HD44780. В первой строке индицируется состояние коммутатора АС. В этой же строке отображается температура радиаторов, полученная с термо-датчиков, когда она превысит температуру включения обдува. Вторая строка отображает ослабление РГ в децибелах. Третья строчка - состояние баланса. При регулировке НЧ или ВЧ, их состояние так-же выводится в этой строке вместо баланса. Последняя строка отображает имена входов и текущий вход.
Еще один орган индикации - светодиод. Он светится, когда система подключена к сети и находится в дежурном режиме. При включении он гаснет и индицирует миганием прием команд с пульта ДУ.
Если в течении определенного времени никакие органы управления не используются, экран может переключаться в режим заставки. Самая простейшая - уменьшение яркости подсветки экрана. Если к соответствующим входам контроллера подключить входной или выходной аудио-сигнал, можно использовать заставки «Индикатор уровня» или « Анализатор спектра» на базе преобразования Фурье.
Управление.
Для управления используются кнопки без фиксации, замыкающие соответствующие входы контроллера на землю, энкодер с кнопкой, пульт ДУ с протоколом NEC. Энкодер управляет регулировкой громкости. При нажатии на его кнопку, энкодер последовательно переключается на регулировку баланса/тембра НЧ/тембра ВЧ. При этом на экране мигают символы, соответствующие текущему режиму. На кнопках и энкодере реализован только минимальный набор команд, полный функционал из 26 команд доступен только с пульта. Часть функций, типа изменения громкости, поддерживает прием команд автоповтора от пульта (когда кнопка пульта удерживается нажатой) . Для функций, типа Вкл/Выкл, выполнение автоповтора намеренно отключено - для повторения команды необходимо повторно нажать кнопку пульта.
Минимальный необходимый комплект для запуска и настройки системы - кнопка включения, энкодер и пульт ДУ. При подаче питания на контроллер, он будет находиться в дежурном режиме. Длительное нажатие на кнопку включения (от 2 сек.) переводит контроллер в режим настройки. При этом включается только экран, реле софт-старта остаются выключенными. Перемещение по меню настройки и изменение значений параметров осуществляется вращением энкодера. Для выбора пунктов меню, входа в редактирование и подтверждения выбора, необходимо нажать на кнопку энкодера.
Коды команд пульта ДУ в соответствующем подменю настройки можно просто ввести, если вы их знаете. Но проще их прочитать с имеющегося пульта. Для этого необходимо войти в редактирование кода нужной команды и нажать на соответствующую кнопку пульта. Если контроллер смог принять команду, он мигнет светодиодом дежурного режима и впишет код в поле редактирования. Для подтверждения кода останется только нажать на энкодер. Все настраиваемые параметры и команды приведены ниже в таблице:
| System | Общие настройки системы | |
| Lcd Brigtness | Яркость дисплея, 0-16 | |
| Speaker Delay | Задержка включения АС, 0-30 сек. | |
| SS Delay | Длительность Софт-старта, 0-30 сек. | |
| ScreenSaver | Заставка: off-отключена, LcdOff-снижение яркости экрана, Level-индикатор уровня, Spektr-спектроанализатор | |
| SaverDelay | Время включения заставки: 5-100 сек. | |
| Volume | Настройка регулировок громкости и баланса. | |
| Volume Min | Минимальная громкость: -94db - -64db | |
| Volume Max | Максимальная громкость: -32db - -32db | |
| Volume Step | Шаг регулировки громкости: 1-4db | |
| Balance | Диапазон регулировки баланса: 4-16db | |
| Selector | Выбор имен входов, отображаемых на экране | |
| In1 | Имя входа 1 | |
| In2 | Имя входа 2 | |
| In3 | Имя входа 3 | |
| In4 | Имя входа 4 | |
| TermoControl | Настройка термоконтроля | |
| Power OFF | Температура выключения: 60-90 градусов | |
| Cooler ON | ||
| Cooler OFF | Температура выключения обдува: 40-70 градусов | |
| Remote | Коды пульта ДУ | |
| System | Код системы пульта, общий на все команды | |
| On | Включение/выключение | |
| Enter | Аналог нажатия на кнопку энкодера | |
| Vol+ | Увеличение громкости | |
| Vol- | Уменьшение громкости | |
| BalLeft | Баланс влево | |
| BalRight | Баланс вправо | |
| Bass+ | Увеличить НЧ | |
| Bass- | Уменьшить НЧ | |
| Treb+ | Увеличить ВЧ | |
| Treb- | Уменьшить НЧ | |
| In1 | Выбор входа 1 | |
| In2 | Выбор входа 2 | |
| In3 | Выбор входа 3 | |
| In4 | Выбор входа 4 | |
| In+ | Следующий вход | |
| In- | Предыдущий вход | |
| SpeakerNext | Следующая АС. Переключение производится в зависимости от конфигурации, On->Off или A->B->Off | |
| SpeakerPrev | Предыдущая АС. Переключение производится в зависимости от конфигурации, Off->On или Off->B->A | |
| Speaker L/R | Переключение АС правая/левая/обе | |
| DacPlayPause | HID-команда для USB DAC - воспроизведение/пауза | |
| DacStop | HID-команда для USB DAC - стоп | |
| DacNext | HID-команда для USB DAC - следующий трек(короткое нажатие)/перемотка вперед(долгое нажатие) | |
| DacPrev | HID-команда для USB DAC - предыдущий трек(короткое нажатие)/перемотка назад(долгое нажатие) | |
| Bright+ | Увеличение яркости дисплея | |
| Bright- | Уменьшение яркости дисплея | |
| Mute | Временное уменьшение громкости до Volume | |
Схема контроллера
Питание осуществляется через защитный диод D1 и стабилизатор на 5в U1. Ключи Q1 и Q2 управляют реле мягкого старта. R9 регулирует контрастность дисплея, для экрана с синей подсветкой на третьей ноге разъема X9 нужно установить напряжение около 0.85-0.9В. Q3 является ключом ШИМ-регулировки яркости подсветки дисплея.
Все кнопки и dip-переключатель конфигурации S1 подключены к контроллеру по шине I2С с помощью расширителей портов PCF8574 (U3, U4). Нажатие любой кнопки вызывает прерывание на ноге PB2 Атмеги и, как следствие, опрос U3 на предмет кода нажатой кнопки. Энкодер(х6) и ИК-приемник(PH1) так же подключены на ноги контроллера, поддерживающие внешние прерывания - PD2 и PD3.
Операционный усилитель U5 используется для подачи аналогового сигнала правого и левого каналов на входы АЦП. На основе данных, полученных от АЦП, реализуются функции индикатора уровня и спектроанализатора. Входы АЦП работают с сигналом в диапазоне 0-5в, поэтому аудиосигнал нужно усилить/ослабить до амплитуды 2.5в и добавить постоянную составляющую 2.5в. Коэфициент усиления определяется R15/R19 и R16/R20. R17 и R18 обеспечивают необходимое смещение на 2.5в. U5 должен быть Rail to Rail по входу и выходу и работать при питании 5в. При настройке резисторами R13, R14 необходимо добиться максимально возможной амплитуды аналогового сигнала на PA6,PA7 (U2) без признаков клипа.
Прошивка, Фьюзы, Моделирование
Для прошивки используется разъем X2. При прошивке контроллера необходимо обязательно отключить от разъема X3 любые модули. После прошивки программы, обязательно заливается файл с данными Eeprom. При установке фьюзов, необходимо отключить JTAG отладчик (JTAGEN) и установить частоту 8 МГц (CKSEL0, CKSEL1, CKSEL2, CKSEL3), все остальное по умолчанию.
К статье прилагается модель контроллера в Proteus 8. С ее помощью можно ознакомиться с контроллером, протестировать функции, индикацию, управляющие сигналы, не собирая устройство. Модель цифрового термометра LM75 я найти не смог, поэтому используется другой подобный датчик и прошивка с учетом этой замены. Для эмуляции пульта ДУ NEC была сделана простая модель и прошивка, модель эмулятора энкодера я нашел в открытом проекте . Прошивки этих моделей лежат вместе с файлом Протеуса.
Термо-датчик
Термо-датчики прижимаются к радиаторам стороной с микросхемой. С другой стороны платы перемычками задаются адреса датчиков на шине I 2 C. Адрес левого канала - 000, правого - 001. Если используется один датчик, задается адрес левого канала. Важное ограничение - выходы включения обдува OS слаботочные, могут пропустить ток до 100 мкА. Это надо учитывать, при подключении к контроллеру ключей, управляющих вентиляторами.
Регулятор громкости Никитина
Использована схема, инверсная относительно оригинальной - при выключенных реле ослабление регулятора максимально. Сдвиговый регистр U1 получает от контроллера (X9) данные с громкостью. Его выходы усилены ключами дарлингтона c защитными диодами U2, т.к. регистр 74HC595 не может обеспечить необходимый ток на все реле. Кроме того, благодаря ULN2003A, можно использовать реле не обязательно на 5в. Обмотки реле могут питаться от платы контроллера, но лучше их питать от отдельного источника, для этого предусмотрен разъем X11. Если используются реле с обмотками более 5в, внешнее питание является единственным вариантом. Выбор источника питания задается перемычками J1 и J2.
При установке всех реле, обеспечивается ослабление до -128 db и шаг регулирования - 1db. Если достаточно ослабления -64db, реле K7 можно не устанавливать. При этом выходной сигнал снимается с разъемов X6,X8. Можно увеличить шаг регулирования до 2db, для этого достаточно не устанавливать реле K1 и входной сигнал подавать на разъемы X2,X4.
Резисторы R15 и R16 нужны для согласования выходного сопротивления регулятора с входным сопротивлением усилителя. R15 устанавливается, если используется выход -64db, R16 - для выхода -128db. Номинал резисторов определяется, исходя из выходного сопротивления РГ 10 кОм и величины входного сопротивления нагрузки. Если не используется селектор входов, необходимо установить резисторы R20,R21,R22 для соединения цифровой и аналоговой земли. При наличии селектора входов, соединять земли лучше на его плате.
Схема управления селектором входов аналогична РГ Никитина, но с некоторыми упрощениями. Так как в любое время включено только одно реле, тока регистра U1 достаточно, и от ULN2003 было решено отказаться. Поэтому в селекторе входов могут использоваться только реле на 5В. При использовании обычных реле, запаивается перемычка J1. Перемычка J2 сделана для экспериментов с бистабильными реле на будущее.
На входной селектор может устанавливаться РГ Никитина. При этом аналоговые входы/выходы и шина управления соединяются с помощью разъемов PLS-PBS. Для этого на селекторе присутствуют два выхода на канал, соответствующие входам РГ Никитина с шагом регулирования 1db и 2db. R1, R2, R3 соединяют аналоговые и цифровую землю. Перемычка на плате J3 позволяет соединить земли с корпусом устройства через металлизированное крепежное отверстие на плате.
В оригинальной схеме ТБ Матюшкина высокие частоты регулируются переменным резистором. Это не укладывалось в концепцию моей конструкции, поэтому резистор был заменен на релейный делитель. Но нужно было сократить количество реле, чтобы регулировку НЧ, ВЧ и включение директа вписать в 7 ног ULN2003. Схему коммутации на трех реле, вместо четырех, я позаимствовал на . Для минимизации платы использованы лавсановые конденсаторы Epcos на 63в c шагом ножек 5мм.
Схема управления переключением реле полностью аналогична РГ Никитина. Единственное дополнение - выход X4 Direct для внешнего реле обхода темброблока. Реле Direct включается, когда все тембры выставлены в 0. Дополнительной команды включения Direct у контроллера пока не предусмотрено, но ее не трудно добавить.
Это первый модуль, с которого началась разработка контроллера. PGA2311 (U2) по управлению представляет из себя два восьмиразрядных сдвиговых регистра, включенных последовательно. Каждый регистр управляет громкостью своего канала. У микросхемы есть выход данных, к которому был подключен еще один обычный регистр U3. Он управляет четырьмя входными реле. Оставшиеся четыре ноги регистра через делитель на 3V передают команды USB цапу - воспр./пауза, стоп, перемотка вправо/влево, пред./след. трек. Это дает возможность с пульта усилителя управлять воспроизведением плей-листов на компьютере, что достаточно удобно. Аналоговое и цифровое питание раздельное и осуществляется от трех стабилизаторов - U4, U5, U6. На плате установлены диодные мосты и фильтры, нужно только подключить трансформатор. Вместо PGA2311 может быть применена микросхема PGA2310, для этого достаточно заменить стабилизаторы U4 и U5 на аналогичные с выходным напряжением 12V. Важная особенность - цифровое и аналоговое питание необходимо подавать синхронно. Конструкция модуля предполагает установку на заднюю стенку усилителя.
Вместо первого аналогового входа можно установить USB Цап PCM2706. Все материалы по нему я выкладывал на . В таком случае вместо разъема X1 RS-813 устанавливается разъем на 3 входа RS-613. На операционном усилителе U1 сделан дополнительный фильтр для ЦАПа. Кроме того, он усиливает выход ЦАПа до стандартных 1.2в.
Измерения
Качество работы модулей после сборки проверялось с помощью измерений программой . В качестве звуковой карты использовалась EMU-0404. Благодаря этому я смог обнаружить и исправить некоторые ошибки в разводке плат. Не буду загромождать статью картинками с результатами измерений, они приложены к файлам проекта. В общем можно сказать, что шумы и гармоники модулей лежат на грани измерительных возможностей EMU-0404.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Контроллер | |||||||
| U1 | Линейный регулятор | LM7805 | 1 | В блокнот | |||
| U2 | МК AVR 8-бит | ATmega16 | 1 | В блокнот | |||
| U3, U4 | ИС I2C интерфейса | PCF8574A | 2 | В блокнот | |||
| U5 | Операционный усилитель | LMC6482QML | 1 | В блокнот | |||
| Q1, Q2 | Биполярный транзистор | MMBT3904 | 1 | В блокнот | |||
| Q3 | Биполярный транзистор | BC807 | 1 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 1.8 кОм | 1 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R3, R4, R5, R17, R18, R19, R20, R21, R22 | Резистор | 10 кОм | 9 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R6, R8 | Резистор | 100 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R9 | Резистор подстроечный | 10 кОм | 1 | 3296x | В блокнот | ||
| R10, R11 | Резистор | 4.7 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R12 | Резистор | 10 Ом | 1 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R13, R14 | Резистор подстроечный | 47 кОм | 2 | 3296x | В блокнот | ||
| R15, R16 | Резистор | 5.1 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| С1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 | Конденсатор | 10 мкф | 7 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| D1 | Диод | SMA4007 | 1 | SMA | В блокнот | ||
| PH1 | ИК-приемник | TSOP34838 | 1 | 38мгц 2.5 мм, 1-Out, 2-Gnd, 3-Vs | В блокнот | ||
| S1 | DIP-переключатель | DS1040-08RT | 1 | В блокнот | |||
| X1, X6 | Разъем угловой | S4B-XH-A | 2 | XH 2.5 мм, 4 контактa | В блокнот | ||
| X2 | Вилка штыревая | PLS-6R | 1 | 2.54мм 1х6 | В блокнот | ||
| X3, X11, X12 | Разъем угловой | S5B-XH-A | 3 | XH 2.5 мм, 5 контактов | В блокнот | ||
| X4, X5, X7, X10, X13 | Разъем угловой | S3B-XH-A | 5 | XH 2.5 мм, 3 контактa | В блокнот | ||
| X8 | Вилка штыревая | PLS-9R | 1 | 2.54мм 1х9 | В блокнот | ||
| X9 | Гнездо на плату | PBS-16 | 1 | 2.54мм 1х16 | В блокнот | ||
| Дисплей | WH2004 | 1 | HD44780 | В блокнот | |||
| Термо-датчик | |||||||
| U1 | Датчик температуры | LM75AD | 1 | В блокнот | |||
| C1 | Конденсатор | 10 мкф | 1 | SMD | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 100 кОм | 1 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| U1 | Сдвиговый регистр | SN74HC595 | 1 | В блокнот | |||
| U2 | Составной транзистор | ULN2003 | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 1.1 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 82 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 2 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 36 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R5 | Резистор | 3.6 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R6 | Резистор | 16 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R7 | Резистор | 6.2 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R8 | Резистор | 6.8 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R9 | Резистор | 8.2 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R10 | Резистор | 1.8 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R11 | Резистор | 9.1 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R12 | Резистор | 240 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R13 | Резистор | 10 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R14 | Резистор | 6.2 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R15 | Резистор | * | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R16 | Резистор | * | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R17 | Резистор | 100 кОм | 1 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R18, R19 | Резистор | 0 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R20, R21, R22 | Резистор | 15 Ом | 3 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| С1 | Конденсатор | 10 мкф | 1 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| K1, K2, K3, K4, K5, K6, K7 | Реле | G6H-2F | 7 | TQ2SA или аналогичные | В блокнот | ||
| X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X11 | Разъем | B2B-XH-A | 5 | XH 2.5 мм, 2 контакта | В блокнот | ||
| X9 , X10 | Разъем | B5B-XH-A | 2 | XH 2.5 мм, 5 контактов | В блокнот | ||
| U1 | Сдвиговый регистр | SN74HC595 | 1 | В блокнот | |||
| D1, D2, D3, D4 | Выпрямительный диод | PMLL4148L | 4 | В блокнот | |||
| R1, R2, R3 | Резистор | 10 Ом | 3 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| С1 | Конденсатор | 10 мкф | 1 | SMD1206 | В блокнот | ||
| K1, K2, K3, K4 | Реле | G6H-2F | 4 | TQ2SA 5в или аналогичные | В блокнот | ||
| X1, X2, X3, X4 | Разъем | PBS-2 | 3 | 2.54мм 1х2 | В блокнот | ||
| X5 | Разъем | PBS-5 | 1 | 2.54мм 1х5 | В блокнот | ||
| U1 | Сдвиговый регистр | SN74HC595 | 1 | В блокнот | |||
| U2 | Составной транзистор | ULN2003 | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 100 кОм | 1 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R2, Rl20, Rr20 | Резистор | 0 Ом | 3 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| R3, R4, R5 | Резистор | 10 Ом | 3 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl1, Rr1 | Резистор | 7.5 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl2, Rr2 | Резистор | 680 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl3, Rr3 | Резистор | 940 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl4, Rr4 | Резистор | 6.8 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl5, Rr5 | Резистор | 820 Ом | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl6, Rr6 | Резистор | 1.3 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl7, Rr7 | Резистор | 2.7 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl8, Rr8 | Резистор | 10 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl9, Rr9 | Резистор | 1.5 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl10, Rr10 | Резистор | 1.8 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl11, Rr11 | Резистор | 3 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl12, Rr12 | Резистор | 14 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl13, Rr13 | Резистор | 1 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl14, Rr14 | Резистор | 4.7 кОм | 2 | 3296W | В блокнот | ||
| Rl15, Rl16, Rl17, Rr15, Rr16, Rr17 | Резистор | 16 кОм | 6 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl18, Rr18 | Резистор | 36 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| Rl19, Rr19 | Резистор | 12 кОм | 2 | SMD 1206 | В блокнот | ||
| C1 | Конденсатор | 10 мкф | 1 | SMD 1206 | |||
Когда-то, в 2005-2006 году, мной был сделан регулятор громкости и тембра на TDA8425 с ДУ.
Статья была выложена на каком то сайте с демо версией прошивки МК.
Решил здесь выложить полную версию, может кому-нибудь пригодиться.
Переписывать то, что написано в прикрепленной статье (пдф-ка) не вижу смысла.
Если коротко, TDA8425 регулятор громкости и тембра управляемый по шине I2C, соответственно сделан контролер на ATMEL.
Контролер, кроме непосредственно регулировки громкости позволяет управлять дистанционно с пульта RC-5 и подобных, сделано плавное нарастание громкости в момент включения, контроль температур.
От редакции: Полную статью, прошивки и др. файлы вы сможете скачать внизу этой страницы. Я же приведу некоторые выдержки из статьи и фотки, что бы уважаемый читатель сам решил, насколько эта схема ему интересна и сложна в повторении. -- Датагор
О чем речь?
В данной статье рассказано, как изготовить двухканальный (стерео) регулятор громкости и тембра с дистанционным управлением на TDA8425. Технические характеристики устройства соответствуют характеристикам микросхемы TDA8425 и указаны в Data Sheet. Данное устройство может быть собрано отдельным блоком или вставлено в корпус усилителя.Блок звукового процессора
Все, плата готова. Обязательно проверьте качество монтажа. Микросхема TDA8425 управляется по шине I2C с помощью контролера.
Микроконтроллер
Далее приведена схема и описание контролера (схема управления).Основной задачей этой схемы является передача данных в микросхему TDA8425 (шина I2C). Однако присутствуют и ряд дополнительных функций. Далее краткое описание схемы.
1. «LCD панель и кнопки» - сюда подключается все, что выходит на переднюю панель. Это двухстрочная 16 знаковая LCD панель с подсветкой, четыре кнопки для управления с панели и фотоприемник для дистанционного управления.
2. «Термодатчик 1» и «Термодатчик 2» - устанавливаются на радиаторах усилителей (УНЧ), контролируют температуру и при достижении максимальной (заданной) температуры включают кулеры (вентиляторы) охлаждения подключенные соответственно к «К кулеру 1», «К кулеру 2» работают независимо, вентиляторы любые на +12V. Возможно, подключить вместо вентилятора, например светодиод для индикации высокой температуры радиатора или реле для отключения нагрузки и т. п.
Контакты «А1» и «А2» для включения или отключения системы контроля температуры. «А1» и «А2» замкнуты микроконтроллер контролирует температуру. «А1» и «А2» разомкнуты - микроконтроллер не контролирует температуру. В качестве датчика используется транзистор (любой n-p-n).
3. «К подсветке LCD» - подключается к минусу подсветки LCD панели, после окончания регулировок примерно через 15 −20 сек гаснет подсветка.
4. «Сигнал mute» - в режиме mute, кроме снижения громкости (в TDA8425) появляется +5V на контактах М1 и М2 (для усилителей в которых есть mute режим).
Если нет необходимости в дополнительных функциях, детали относящиеся к ним можно не устанавливать.
При использовании кулеров (вентиляторов) с большим рабочим током, необходимо поставить более мощные транзисторы VT2 и VT3.
Передняя панель
На переднюю панель выносятся: LCD панель, кнопки управления и фотоприемник. Схема подключения приведена ниже. Какие либо печатные платы приводить не имеет смысла т. к. расположения элементов зависит от конструкции корпуса.
Обязательно обратите внимание на подключение LCD панели, в приведенной схеме используется WH1602D. Питание +5 V подается на контакт 1 а корпус на 2. У других производителей LCD панелей, может быть наоборот +5 V контакт 2, корпус контакт 1.
Блок питания
Для питания, можно использовать любой стабилизированный источник +12V, или сделать по ниже приведенной схеме
Используемые детали
Платы рассчитаны на установку следующих деталей:Не полярные, выводные конденсаторы К10-17. «Чип» элементы типоразмером 1206. Диоды КД522 или подобные. Стабилитроны на 5.1V или 5.6 V. Фотоприемник любой, используемый в телевизорах нового поколения. Резисторы R23, R24 желательно поставить одинакового номинала Платы рассчитаны на установку стандартных (с шагом 2.5 мм), разъемов.
Настройка
Перед настройкой запрограммируйте микроконтроллер (прошивка приведена далее).1. Соединить одноименные выводы шины I2C (SDA SDA и т. п.) двух плат. Включить питание.
Вращая подстроечный резистор R1 установить нужную яркость показания LCD панели (качество вывода букв).
2. Если планируете использовать систему контроля температуры радиаторов, то необходимо определить пределы включения и выключения кулеров (вентиляторов). Эта необходимость связана с разбросом деталей (резисторов, стабилизаторов). Порядок определения пределов приведу на примере (цифры приводимые ниже это результат моих измерений).
Подключаем термодатчики и закрепляем их на металлической пластине вместе с термопарой подключенной к тестеру (тестер должен иметь возможность измерения температуры).
Контакты А1 и А2 должны быть замкнуты (поставить перемычку).
Включить питание, одновременно нажать на кнопки «+» и " - «, на экране LCD панели высветятся показания Т1=117 и Т2=117 (показания будут одинаковы если R23, R24 не отличаются друг от друга номиналом, может быть например Т2=114, но это не важно). Смотрим температуру на тестере. У меня Т1=117 соответствует 28 градусам С (комнатная температура).
Ложем пластину с термодатчиками на паяльник и нагреваем. При нужной температуре, записываем значения Т1 иТ2. Это минимальные значения. Т1=Т1min=110, Т2=Т2min=110 соответствует 45 градусам С. Нагреваем дальше и записываем максимальные значения. Т1=Т1max=97, Т2=Т2 max =97 соответствует 75 градусам С.(пределы температуры выбираете сами).
Получены значения Т1 иТ2 в десятичном виде, переводим их в шестнадцатеричные. Т1=Т1min=110=6Е, Т2=Т2min=110=6Е, Т1=Т1max=97=61, Т2=Т2 max =97=61. Полученные шестнадцатеричные значения записываем в ПЗУ микроконтроллера по адресу:
05 - Т1max, 06 - Т1min, 07 - Т2max, 09 - Т2 min.
Когда радиатор УНЧ нагреется до Т1max = 75 градусам С, включится кулер 1, и будет охлаждать радиатор до температуры Т1min = 45 градусам, при достижении температуры 45 градусов С кулер 1 выключится.
В результате при небольшом нагреве радиаторов (малая выходная мощность УНЧ) кулеры не включаются, при высокой выходной мощности УНЧ увеличивается нагрев радиаторов и работают кулеры. Эта система позволяет снизить габариты радиаторов УНЧ и не создавать лишнего шума работы кулеров на низких уровнях громкости (при большой мощности шум не слышен:)).
Описание работы
1. В устройстве используется дистанционное управление с помощью любого пульта, совместимого с системой команд RC5 или RC6. Все команды выполняются при удержании кнопки VCR2. При первом включении, из-за отсутствия начальных установок на экране LCD увидите «Volume MUTE», возьмите пульт дистанционного управления и удерживая кнопку VCR нажмите кнопку MUTE (отключение звука). На экране LCD появятся значения громкости, нажмите кнопку «Write» на передней панели (запись в память).
3. Передняя панель.
Кнопки «+» и «-» для регулировки и изменения значений.
«Select» - выбор меню
«Write» - запись в память.
С помощью перечисленных кнопок установите нужные Вам уровни и значения во всех меню. Нажмите «Write» (запись в память). При следующем включении устройства будут установлены все значения, которые записаны в память.
При включении в сеть устанавливается громкость на минимум, появляется +5V на выходе «Сигнал mute» платы «Схема управления». Примерно через 2 сек - плавное нарастание громкости до значения записанного в память
4. Пульт дистанционного управления.
Кнопки «+» и «-»
«Select» - выбор меню.
Выполняют те же функции, что и кнопки на передней панели.
Только с пульта работают следующие кнопки: «MUTE» - выключения звука (происходит выключение звука в TDA8425 и «Сигнал mute» с микроконтроллера). «РР» - установка начальных значений (устанавливаются значения, записанные в память).
5. В любом меню, если не нажата не одна кнопка, примерно через 10 сек возврат в меню «Volume», и через такое же время гашение подсветки LCD.
УНЧ TDA2050
Далее, в качестве примера приведена схема и платы усилителя низкой частоты на микросхеме (выходная мощность 20-25Вт). Усилитель работает с данным регулятором громкости и тембра.Схема, показанная на рисунке, представляет собой усилитель для Subwoofer. Сигнал левого и правого канала подаются соответственно на LI и RI, отфильтровываются, суммируются и усиливаются. Для получения усилителя для левого или правого канала необходимо сделать следующие изменения:
R1, R3, R6, C1, C4 не устанавливаются.
Вместо резистора R4 поставить перемычку.
R10 = 1кОм.
Сигнал подается на LI.
Показан один канал, для стерео надо два таких канала. Радиатор усилителя небольшой, используется охлаждение вентиляторами.
Для питания усилителя используется нестабилизированный, однополярной источник питания. Необходимо использовать трансформатор мощностью 70-100Вт с выходным напряжением не более 30-33В.
Питание регулятора громкости и тембра от отдельной обмотки (~15-18В), или отдельным трансформатором. Обязательно соблюдайте правила монтажа земель и сильноточных цепей (об этом существует множество статей).
Файлы
Собственно, сама статья, 2005 год▼ 🕗 29/07/08 ⚖️ 3,09 Mb ⇣ 649 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!
Данный регулятор разработан для использования в ламповом усилителе. Позволяет управлять громкостью, выбором входа и вкл/откл питания усилителя с любого пульта ДУ, а так же реализована задержка подачи анодного напряжения. Все установки и коды пульта ДУ сохраняются в энергонезависимой памяти.
Схема устройства.
Алгоритм работы:
1. После подачи питания (включения в сеть) усилитель остаётся отключенным, в т.ч. после сбоя по питанию.
2. При включении с кнопки пульта ДУ или кнопкой «СЕТЬ» на корпусе, включается накал ламп, регулятор громкости максимально быстро вращается до установки минимальной громкости.
Светодиод «СЕТЬ» медленно мигает.
3. По истечении установленного времени прогрева подключается анодное напряжение, и регулятор громкости плавно подкручивается на небольшой уровень. Данная операция служит для исключения случайного резкого включения на полную громкость. Светодиод «СЕТЬ» горит постоянно.
4. На включенном усилителе можно выбрать нужный вход кнопкой на корпусе или на пульте ДУ. Выбранный вход запоминается и не изменяется при отключении питания..
5. Однократное нажатие кнопки громкости смещает регулятор на величину установленную в 3-й ячейке ЕЕПРОМ, при удержании кнопки громкости регулятор вращается постоянно
6. При нажатии кнопки «mute» регулятор на максимальной скорости вращается до минимума.
При повторном нажатии увеличивает громкость на величину установленную в 5-й ячейке ЕЕПРОМ.
Нажатие любой кнопки громкости во время движения регулятора по команде «mute» отменяет действие «mute» и переходит в режим регулировки громкости.
В момент прошивки микроконтроллера Вы самостоятельно устанавливаете нужные значения работы программы (путём внесения в ячейки ЕЕПРОМ требуемых значений)
Программирование нового пульта ДУ.
При первом включении следует запрограммировать (прошить) Ваш пульт ДУ. Подходит любой пульт в кодировке NEC, это большинство «китайских» пультов, а так-же пульты от бытовых приставок и телевизоров (кроме Самсунг и Сони)
Прошивка ДУ:
1. Отключите питание микроконтроллера от сети на несколько секунд.
2. Подайте питание на микроконтроллер и в течение одной минуты, но не позднее включения анодного питания нажмите и удерживайте несколько секунд кнопку «СЕТЬ» на корпусе усилителя, пока светодиод «СЕТЬ» начнёт медленно мигать 1 раз в сек., это режим программирования нового пульта ДУ.
3. Нажмите в определённой последовательности кнопки пульта, при приёме кода светодиод «СЕТЬ» часто мигнёт несколько раз, означая принятие и запись команды.
Очерёдность нажатия кнопок следующая:
1. Питание
2. Выбор входа
3. Громкость больше
4. Громкость меньше
5. Приглушить звук
(нажимать можно любые удобные кнопки пульта ДУ)
4. Отключите питание на несколько секунд. После включения проверьте правильность работы кнопок пульта ДУ, при необходимости повторите процесс прошивки с самого начала.
Прошивка микроконтроллера
Перед прошивкой МК внесите в ячейки ЕЕПРОМ нужные Вам значения.
Ячейки ЕЕПРОМ:
1 - время задержки анодного питания (в секундах)
2 - скорость вращения мотора регулятора громкости (1–255, где 255 макс.скорость)
3 - шаг одного нажатия (угол поворота при однократном нажатии кнопки громкости, 0-255)
4 - время прохождения от мин. до макс. громк. (в секундах, измерить и прописать)
5 - уровень громкости при включении (в секундах)
6* – флаг, использование функц. установки небольшой громкости - п.5. и п.6 (1 – вкл, 0 – откл.)
7** - флаг, мигание светод. «СЕТЬ» во время прогрева ламп, 1- ДА, 0 – НЕТ
Все значения в ячейки ЕЕПРОМ заносятся в шестнадцатеричной системе, для этого можно использовать приложенную программу или любой он-лайн калькулятор.
4-я ячейка - время равное или чуть больше времени прохода от максимума до минимума громкости, чтоб установить гарантированно минимальный уровень, измерьте при включении усилителя, т.к. в этот момент скорость движения максимальная.
5-я ячейка – уровень громкости, который плавно установится после подачи анодного питания,
установите желаемый уровень.
*Если вышеуказанные функции не требуются, то установите флаг в 6-й ячейке в «0».
**Если флаг мигания светодиодом «СЕТЬ» выставить в «0» светодиод будет гореть постоянно.
Прошить МК можно любым удобным способом, пример программатора
Список деталей:
PIC16F628A – 1шт.
ULN2003 (ULN2004) – 1шт.
Кварцевый резонатор 4 мгц – 1шт.
Слаботочные реле с двумя группами контактов (селектор входов) – 2 шт.
Реле с одной или двумя группами контактов на включение анодного – 1 шт.
Реле с одной группой контактов на включение сети (подключение силового трансформатора) – 1 шт.
Все реле на 12 вольт.
Биполярный транзистор MPSA 42 – 2 шт.
Биполярный транзистор MPSA92 – 2 шт.
Биполярные транзисторы можно заменить на любой маломощный аналог или на полевые транзисторы
ФотоприёмникTSOP или любой совместимый.
Маломощный стабилизатор 7805 на 5 вольт – 1 шт.
Стабилизатор 1 ампер 7812 на 12 вольт – 1 шт.
Конденсатор
470мкф*25 вольт – 1шт.
470мкф*16 вольт– 1шт.
470мкф*6,3 вольт– 1шт.
4шт диодов или выпрямительный мостик.
Маломощный трансформатор на несколько ватт 220/12(14)вольт – 1шт.
Можно применить любой маломощный блок питания с напряжением +5 и +12 вольт на выходе
Резисторы (0,125 вт):
20 ком – 2шт.
1 ком – 4 шт.
10 ком – 1 шт.
Кнопки – 2 шт.
Светодиод – 4 шт.
В приложенном архиве находится комментированный исходник программы, файл прошивки, схема в PDF и схема в Протеус, а так же программка-конвертор двоичной в шестнадцатеричную систему (в программе следует использовать цифровую клавиатуру над буквенными клавишами)
Ввиду простоты схемы печатная плата не разрабатывалась, схема собрана на макетной плате.
Плата с реле входов находится в непосредственной близости к входным гнёздам.
Возникшие вопросы можно задать на .
