пятница, 29 января 2016 г.

Займемся рисованием. Корпус для "Самурая"

Планируем корпус гибридного усилителя "Самурай"

Добрый день :)

Вы еще не забыли наш проект  гибридного усилителя? Текучка и неотложные дела мешали нам продолжить рассказ о нем. Я думаю, пора наверстывать упущенное :)

Примечание: Корпус для усилителя уже давно сделан. Поэтому не удивляйтесь, если что-то из того, что я буду рассказывать, где-то у нас уже мелькало.

Хочу напомнить в чем суть проекта. Мы собираем гибридный усилитель, в котором можно будет отключать ламповый предусилитель. Включая/выключая лампу, можно будет одним переключателем менять звук с лампового на мониторный и обратно.

В проекте сделано многое, но рассказано не обо всем. В самом конце статьи можно найти список других записей посвященных усилителю. Речь в них идет о ламповом предусилителе, выборе ламп и измерении полученных характеристик.

О транзисторном выходном буфере, источниках питания и сервисных цепях я еще не рассказывал. Не расскажу о них и сегодня:). Оставлю на потом. Вместо этого, в нескольких ближайших записях речь пойдет о не менее важной составляющей усилителя - о корпусе. Я коротко расскажу о том, как мы его делали, и что для этого нам понадобилось. Но начнем мы, как и положено, не с самого изготовления, а с подготовки. Прикинем, что и как делать. Немного порисуем).

Начало

С чего начинается любой корпус? По-моему, со знаний о том, что же будет у него внутри и снаружи. Только так можно определить внутренние размеры и прикинуть внешний дизайн.

В первую очередь необходимо определиться с электронными модулями и набором навесных элементов. Модули выбирать не приходится. Они уже давно готовы и ждут своего часа. 

Примечание: Мне придется немного сжульничать и не рассказывать об электронных модулях. Они есть, но я не хочу забегать вперед и показывать их раньше времени. Лучше в следующий раз :). Поэтому будем считать, что модули уже есть, и их осталось только скомпоновать. Выбрать же предстоит только обвес.

Разъемы, регуляторы и переключатели

В качестве регулятора громкости используем переменник от альпс (RK27). Цена у него высокая, но и качество то же. Ручку на регулятор поставлю большую и красивую. Она точенная, алюминиевая, анодированная, имеет диаметр 45 мм... Мне кажется, что она просто отличная :)

Ручки, кнопки и разъемы для гибридного усилителя "Самурай"

Кнопку включения выберем под стать ручке. Крупную металлическую, с кольцевой подсветкой. Мне очень нравится как она нажимается. Мягко с очень приятным звуком.

Добавим в набор разъемы. "Винтовые" выходные мы используем с пластиковыми крышечками. Они не окисляются и смотрятся интересно. Ну а входные  RCA обычные, но качественные.

Теперь нужно выбрать трансформатор. Это один из ключевых элементов. Он не только очень сильно влияет на качество всего усилителя, но еще способен создать много проблем с конструкцией. Мы поставим тороидальный. Дорого, зато минимум проблем с нагревом и помехами. Мы используем вот такой:

Силовой трансформатор для гибридного усилителя "Самурай"

При внешнем диаметре 90 мм и высоте около 40 мм, его мощность 70-80 Вт (в зависимости от условий использования). Этого будет вполне достаточно.

Примечание: существует мнение, что чем больше мощность трансформатора - тем лучше для усилителя. Я с этим не согласен. Излишняя мощность не дает никаких преимуществ, но создает много проблем. В первую очередь эти проблемы связанны с работой трансформатора и выпрямителя на емкостную нагрузку. С ростом доступной мощности (и снижением активных сопротивлений обмоток) растет уровень помех выпрямления и увеличивается токовая нагрузку на выпрямитель. Мощность трансформатора не должна быть максимальной. Она должна быть достаточной и не больше. Для улучшения блока питания лучше добавить конденсаторов в фильтр.

Примечание: хочется упомянуть ребят, которые мотают наши трансформаторы. Их компания - ТОРЭЛ. Это не реклама:), просто от общения с ними остались хорошие впечатления, и есть желание это отметить. Работать с ними одно удовольствие: отзывчивые, быстрые, замечательно делают свое дело. Вообще отличные ребята :)

Кроме трансформатора, в усилитель необходимо поставить два радиатора. Так как корпус планируем невысокий, то радиаторы выбираем низкие (всего 50 мм). Выберем самые длинные из доступных. Их размеры 140х35х50 мм. Расстояние между ребрами большое - радиаторы рассчитаны под охлаждение естественными воздушными потоками. Важно не забыть обеспечить свободную циркуляцию воздуха возле радиаторов. Для этого предусмотрим большие окна.

Вот так выглядит то, что нам предстоит установить.

Набор элементов для гибридного усилителя "Самурай"


Компоновка

Вот, теперь когда мы знаем, какие детали применим, можно заняться компоновкой и дизайном. О самом процессе рассказывать нечего. Все, что нужно было сделать - решить как поплотнее сложить имеющиеся модули. При этом все время нужно было помнить о помехах, путях прохождения сигнала и, конечно, тепловых потоках.

После перестановок и подгонок пазл из модулей сложился так:

Компоновка гибридного усилителя "Самурай"

Что же тут есть?

Примечание: в скобочках указаны максимальные размеры модулей. На самом деле модули могут быть меньше.


Силовой трансформатор (1) (диаметр 90 мм)
Он скромно ютится в уголке. Как не крути, а это наилучшее для него место. Максимальное удаление от слабосигнальных входных цепей снижает уровень помех. Расположение около боковой стенки позволяет обеспечить свободный воздушный поток и хорошее охлаждение. Красным пунктиром показан медный чехол. Он нужен не для борьбы с помехами, а для того, чтобы трансформатор не портил внешний вид, просвечивая через вентиляционную решетку:).

НВИП - низковольтный источник питания (2) (70х95 мм)
Это источник питания для транзисторного выходного УМЗЧ. Включает в себя выпрямитель, фильтры и датчики системы токовой защиты. На этой же плате расположен источник накального напряжения (для лампового пред.усилителя)

ВВИП - высоковольтный источник питания (3) (50х95 мм)
Он имеет все необходимое для создания анодного напряжения ламп пред.усилителя. На борту у него небольшой высоковольтный трансформатор, выпрямитель, активный сглаживающий фильтр и система для задержки подачи напряжения.

Мозг усилителя (4) (45х80 мм)
Тут будет стоять микроконтроллер отвечающий за работу всех вспомогательных систем. Ему предстоит обрабатывать информацию с датчиков температуры, токов, напряжений. Он будет управлять системами защит от перегрева, перегрузки и появления постоянного напряжения на выходе усилителя. Также "мозг" обеспечивает управление источниками питания и декоративной подсветкой. В общем, очень важный модуль :)

Ламповый пред.усилитель (5) (80х120 мм)
Думаю совершенно понятно, что это и для чего. Пред.усилитель будет усиливать и окрашивать звук. Мы о нем уже писали. Писали и о выборе для него ламп (часть 1, часть 2, часть 3).

Полупроводниковый выходной УМЗЧ (6) (100х140 мм)
Выходной мощный буфер. Способен работать как повторитель (для использования с ламповым пред.усилителем) и как полноценный самостоятельный усилитель (при работе без пред.усилителя). 

Мертвые зоны (7) (по 20 мм от передней и задней панелей) 
Это отступы пространства от передней и задней панелей. В них располагаются "хвосты" внешнего навесного оборудования. Если отступы убрать, есть риск что, например, хвостовики разъемов или переменный резистор могут упереться в платы усилителя. Это будет неприятно. Лучше перестраховаться и ввести пустые зоны. Благодаря им и монтаж пройдет проще.

Общий размер пространства под электронику получился 280х280 мм. Высота не менее 60 мм.

Рисуем корпус

Теперь мы знаем внутренние размеры, тип внешних навесных элементов, требования к расположению и размерам вентиляционных окон (определили из расположения горячих элементов в корпусе). Пора приступать к рисованию.

На этом этапе было потрачено много бумаги, карандашей и времени... Кипа листов с неудачными вариантами дизайна будут еще долго служить мне верой и правдой - я ими набиваю ботинки (для просушки) :)

Я пропущу рассказ о всех пробах и ошибках. Лучше сразу покажу наброски, которые лягут в основу будущего корпуса.

Итак, вид спереди и сзади


Эскиз корпуса гибридного усилителя "Самурай" (вид спереди и сзади)

Боковины будут отделаны красным деревом и отлакированы. Верхняя и нижняя крышки, также как и рамки на передней и задней панелях - покрашены в черный цвет, залакированы и отполированы. "Серая" подложка на передней и задней панелях - кожа, ее тоже уберем под лак.

Вид сбоку

Эскиз корпуса гибридного усилителя "Самурай" (вид сбоку)

С обеих сторон усилителя расположены большие окна. Через них усилитель будет затягивать холодный воздух. Окна закроем сеткой. В реальности она выглядит так:

Сеточка алюминиевая


Если кому-то интересно - сетка алюминиевая. Она покрашена в черный цвет и залакирована. Ее легко можно найти на авторынках. Бывает разной жесткости и с разным размером ячейки. Мы применяем мелкую. На мой взгляд, она смотрится симпатичнее чем крупная :) и лучше защищает от посторонних предметов.

Вид сверху


Эскиз корпуса гибридного усилителя "Самурай" (вид сверху)

Почти всю площадь крышки займет вентиляционное окно. Через него совершенно свободно будет выбрасываться теплый воздух. Такие размеры позволяют не беспокоиться о перегреве. 

Верхняя плоскость наиболее сложный элемент в отделке усилителя. Ее предстоит отполировать. Цвет, размер и положение этой плоскости сделают заметными любые, даже незначительные дефекты, придется постараться.

Итог

Похоже, все готово к началу работ над корпусом. Пора расчехлять инструменты и переодеваться в спецовку. Впереди грязная работа....

С уважением, Константин М.



Другие статьи по проекту:


про лампы:


про корпус: