Піднята Сашком DIY тема якраз співпала з тим, що у нас в майстерні замовили блок живлення для гітарних ефектів. І я подумав - а чому б мені не написати про це статтю ?!
Як виготовити блоку ХАРЧУВАННЯ (БП) для педалі-борда самому?
В принципі, при наявності середніх знань з радіоелектроніки, акуратності, і найголовніше - бажання, його зробити не так складно.
У цій статті я розповім - ЯК ЗРОБИТИ блоку ХАРЧУВАННЯ - стабілізований, на кілька висновків і номіналів напруг. Почасти, на прикладі того БП, який замовили нам.
Перше, що потрібно для успішної реалізації задуманого - скласти гарне технічне завдання (далі Т.З.). А далі по ТЗ підбирається елементна база. Гарне ж ТЗ - таке, в якому все враховано.
Що потрібно врахувати?
Габарити, робочі струми і напруги, кількість і конфігурація виходів / входів, зручність експлуатації.
Таким було Т.З. для нашого педалборд:
- Бажані габарити: до 55мм - висота, до 90мм - ширина. Також було поставлено завдання максимально полегшити конструкцію не на шкоду таким умовам.
- Робочі струми і напруги: 9В, 1А; 12В, 1А. Де 1А - максимальний споживаний струм для всіх ефектів з такою напругою.
А як порахувати, який максимальний споживаний струм у вас? І які напруги? Все просто - зазвичай виробник вказує їх або на корпусі гітарного ефекту (напруга і полярність), або в керівництві по експлуатації (споживаний струм). Дивіться і передплачуєте їх.
У нашому випадку було 6 гітарних ефектів з напругою на 9В, і споживаними струмами до 100мА на 1 ефект. Значить щоб дізнатися мінімальний струм нам потрібно скласти струми ефектів: 100мА * 6 = 600мА = 0,6 А - таким буде максимальний споживаний струм для 6ти ефектів. Якщо раптом ток у БП більше - не страшно. А ось якщо менше - він може вийти з ладу.
На 12В повинен буде підключатися ламповий преамп. Струм у нього - 1А. Підсумуємо: на 9В буде запас в 0,4А по току. На 12В - запасу не буде.
- Кількість і конфігурація виходів.
Зазвичай кількість виходів відповідає кількості ефектів або трохи більше - якщо у БП є запас по струму. У нашому випадку власник хотів 10 виходів на 9В і 3 виходи на 12В, на той випадок якщо замість преампа потрібно підключити кілька ефектів з граничним струмом споживання до 1А.
Були висунуті наступні побажання: щоб шнур живлення для БП був знімним, щоб БП забирався під педалборд.
Тепер можна вибирати необхідні для виготовлення деталі.
Що знадобиться для виготовлення?
- Корпус необхідних розмірів. Ми вибрали пластиковий корпус 55мм х 85мм х 140мм. Оскільки БП буде забиратися під педалборд - ймовірність його розтоптати зменшується - тобто який параметр, як «антивандальна міцність» - відсутня. Зате такий корпус істотно легше, ніж металевий. Такий корпус буде коштувати 150-300р.
- Трансформатор. Завдання підібрати трансформатор необхідних номіналів (9В х 1А; 12В х 1А) і при цьому таких габаритів, щоб влазив в корпус стала б не з легких. При цьому і важив би він порядно. (Ми реалізували схему блоку живлення дещо по-іншому, але я опишу, як це робить більшість - найпростіший і надійний спосіб - тобто з трансформатором). Знаходьте трансформатор. Можна одного - найбільшого номіналу, але при цьому потрібно пам'ятати, що струм в такому випадку потрібно складати. Тобто можна взяти трансформатор з двома обмотками по 12В і по 1А або декількома обмотками на 12В, але на 2А.
- Деталі для випрямляча і стабілізатора:
Діодні мости корисних властивостей - тобто з запасом по струму і напрузі. Тут правило просте - чим більше запас, тим надійніше конструкція. Однак і ціна вища. Має сенс вибирати елементи з запасом в 3-5раз (можна зробити з 4-х діодів, а можна купити готові). Конденсатори, мікросхеми стабілізаторів. Те, які конденсатори необхідні, зазвичай пишуть в керівництві до мікросхем, однак тут таке ж правило - чим більше ємність, тим менше пульсації, тим стабільніше харчування.
Якщо брати наше ТЗ, то знадобилися б: 2 діодних моста (на фото - до 200В по напрузі і до 1,5А по току), 2 стабілізатора - на 9В і на 12В, 4 конденсатора. Зазвичай в таких БП застосовують мікросхеми нерегульованих стабілізаторів, розрахованих на один номінал. Стабілізатори сімейства L78XX або LM78XX.
Конденсатори. Ми взяли конденсатори на 10мкФ. Мінімальні або стандартні номінали ємності конденсаторів вказані в інструкції з експлуатації до мікросхеми.
На все про все ви витратите близько 500р.
- Друкована плата. Якщо робити DIY. то потрібен стеклотекстолит одношаровий, хлорне залізо, вибрати спосіб нанесення малюнка доріжок на друковану плату. і вірно налаштовані руки з головою, які все це реалізують. Результати вмілого ручного травлення зображені на фото:
Ймовірно якщо ви будете виготовляти друковану плату в перший раз м.б. вона вийде не настільки приваблива, але цілком собі працездатна. На це піде теж близько 500р - якщо труїти плату вручну.
Ми ж замовляємо виготовлення друкованих плат в Зеленограді. На спеціалізованому виробництві.
Ось такий блок живлення для гітарних ефектів зробили ми:
Все в в кращому соответствии с ТЗ - легкий, встановлюється під педалборд, знімний шнур живлення, 12в - 1А - 3 виходи, 9В - 1А - 10 виходів, комплект шнурів для з'єднання з гітарними ефектами + 1 запасний (14 шт різної довжини - під розміри педалборд).
Порядок виконання подальших робіт:
1. Знаходимо, вибираємо, купуємо необхідні деталі і витратні матеріали.
2. Виготовляємо друковані плати (наносимо розведення провідників, свердлимо, труїв).
3. Монтуємо друковані плати (припаюємо висновки трансформатора, діодні мости, конденсатори, мікросхеми).
4. Готуємо корпус: свердлимо монтажні отвори, встановлюємо кріплення, монтуємо: входи / виходи, трансформатор, друковані плати.
5. Тестування, фінішна доведення. На цьому етапі перевіряємо номінали напруг, рівні пульсацій, і якість конструкції в цілому. Доробляємо останні штрихи.
6. Вітаю! У вас є свій стабілізований блоку ХАРЧУВАННЯ для гітарних ефектів. )
Торішній професійного рівня блок живлення для педалей так робити не можна.
Тут є одна дуже велика неприємність - при підключенні купки педалей між ними утворюються «земляні петлі». Тобто одна земля йде по кабелю між педалями, друга - по мінусовим проводам харчування. В результаті істотно підвищується фон.
Правильна схема - трансформатор з окремими вторинними обмотками, окремими випрямлячами і окремими стабілізаторами на кожен вихід. До того ж, це дозволить використовувати стабілізатори серії 78Lxx, які менше габаритами і менше гріються, тому що ток по кожному каналу буде істотно менше.
Собівартість такої конструкції буде більше, але воно того варте. Якісні фірмові блоки для педалбоардов зроблені саме так, тому і ціна у них досить пристойна.
Так, з одного боку це так - тобто при гальванічної розв'язки кожного виходу і окремому стабілізаторі для нього забезпечується найменшу кількість шумів і інші плюси, пов'язані з відсутністю радіаторів.
Будь-яке розведення мінусів тут не спрацює, на жаль. Коротка петля - теж петля ... Єдине рішення в даному випадку - нестандартні сполучні кабелі між педалями, у яких екран підключений тільки з одного боку - у того джека, який встромляється в Input. У другому джеке розпаювали тільки центральна жила. Таким чином петлі розриваються.
І ще декілька порад.
1. Не ставте на вихід стабілізатора конденсатор великої ємності. (Тут я не дуже зрозумів, в списку фігурують 1000 мкФ, в тексті - 10 мкФ. Якщо поставили 10, то ОК) Інтегральні стабілізатори цього не люблять.
2. Ставте в схему стабілізатора зворотний діод і блокувальні конденсатори (близько 0.1-0.3 мкФ, плівкові або керамічні, як можна ближче до висновків). Зворотний діод потрібен, якщо раптом блок живлення вимикається з мережі без навантаження або з дуже маленькою навантаженням. У цьому випадку вхідний конденсатор розряджається на стабілізатор, а вихідний (особливо якщо він великий ємності) зберігає заряд. При цьому напруга на виході стабілізатора перевищує напругу на вході і стабілізатор від цього часто виходить з ладу. Діод перекидає напруга з виходу на вхід і захищає від цієї неприємності. На працездатність схеми в звичайному режимі він не впливає ніяк.
Блокувальні конденсатори зменшують ймовірність самозбудження мікросхеми стабілізатора, яке теж призводить до перегріву і виходу його з ладу.
Це копійчане збільшення витрат, але істотно підвищує надійність схеми. Схема підключення цих елементів - на зображенні.
