Budowa głośnika przenośnego na dwóch wzmacniaczach PAM8403

Witajcie forumowicze.
Od razu poproszę moderatora o przeniesienie tematu jeśli jest w złym dziale.

Od jakiegoś czasu myślę nad budową głośnika przenośnego, na początek coś stosunkowo niedużej mocy. Stąd mam kilka pytań, zwłaszcza do osób które miały do czynienia z tymi układami.

Przede wszystkim czy układy PAM8403 potrzebują stabilizacji? Nominalnie mają zasilanie 5volt ale chodzą na niższym napięciu. Pytanie czy na tym niższym napięciu nie spada ich moc. Druga rzecz to prąd jakiego potrzebują, czy ktoś wie ile amper trzeba by je nakarmić. Jest to ważne aby dobrać przetwornicę która da radę. Dodatkowo czy połączone zasilaniem i źródłem sygnału wzmacniacze nie będą generować jakiś nieporządanych efektów.

Co do przetwornic - spora część przetwornic step-up o wyjściu 5volt ma zakres napięcia wejściowego od 2.5 do 5volt. Czy poniżej tego napięcia układ się wyłączy czy będzie działał dalej tylko że już nieskutecznie? Chodzi mi o to czy zabezpieczenie ogniw li-ion jest konieczne w tym przypadku. Mam masę ogniw bez zabezpieczenia.

Planowane jest dodanie woltomierza na biegunach baterii albo pakietu. Mam pomysł aby dać kilka koszyków na ogniwa, miałyby być połączone równolegle. Dało by to możliwość zasilania tego głośnika pięcioma ogniwami, ale awaryjnie nawet jednym z latarki. Jako że nie łączyłem ogniw w ten sposób nie wiem czy powinienem się bać przepływu prądu między bateriami. Może zabezpieczyć je diodami? Czy każde ogniwo powinno mieć swoje zabezpieczenie?

Urządzenie to ma być totalnie idiotoodporne. Tak aby nikt nie rozwalił żadnego układu nie przestrzegając polaryzacji ogniwa ani nie zepsuł go nadmiernym rozładowaniem. W wersji z jednym ogniwem przewiduję ładowarkę zamiast układu zabezpieczenia.

Dodatkowo - wiem, dużo pytań - jak dobrać głośniki? Mocniejsze, słabsze? Naczytałem się i wiem że gdy wzmacniacz ma moc większą od głośników wtedy lepiej je wysteruje ale można uszkodzić głośniki. W odwrotnej sytuacji z kolei wzmacniacz może nie dawać rady co będzie kończyć się przesterowaniem...

Zapraszam do dyskusji a nawet krytyki. Załączam... nazwijmy to schemat.

Czemu przekomponowujesz i nie zasilisz go z power banku?
Na 2 wzmacniaczach potrzebujesz 4 głośniki.
Wzmacniacz 2x3W w klasie D więc pobierze max 10W = 2A.
Możesz się pobawić w bi amping jeśli chcesz uwydatnić środek i górę pasma i zaoszczędzić trochę prądu. Wzmacniacz napędzający głośniki wysoko tonowe zadowolił by się 1/3 prądu potrzebnego na całe pasmo. Ale 4 głośniki pełno pasmowe zagrają głośniej. Przy dobrym wysterowaniu taki 3 W wzmacniacz może pociągnąć w wysokich częstotliwościach tyle co pełno pasmowy wzmacniacz/kolumna 50W tylko co z tego .
Głośniki większe lub równe o dużej efektywności.

Nie chcę zasilać z powebanku bo mam ze 20 ogniw 18650. 2 ampery... To ma sens. Tylko pojawia się problem gdzie znajdę tak mocne przetwornice step-up.
PS. Przetwornice o takiej wydajności faktycznie istnieją. Będę potrzebował takich dwóch i jeszcze jednej do zasilania panelu sterujacego, ale tu już trzeba mniejszego natężenia.

Dodano po 16 [godziny] 56 [minuty]:

Zachęcam do dyskusji. Można odpowiadać po jednym pytaniu na raz

Oglądałem układy zabezpieczeń do ogniw li-ion i zastanawia mnie jedna rzecz. Gdy jest podany parametr 5A to znaczy że to maksymalny prąd jaki to zabezpieczenie wytrzyma, czy jest to zabezpieczenie przeciwko nadmiernemu prądowi? Czy układy ładowania oparte na TP4056 mają górną granicę jaki prąd są w stanie przekazać? Bo jest dobrze rozumiem to cały prąd wychodzący z pakietu przepływa przez ten układ. I czy jedną ładowarkę mogę podłączyć do pakietu równoległego... czy lepiej będzie zastosować osobną dla każdej celi.

Popiszcie się swoimi kompetecjami

Jeśli połączysz w szereg te ogniwa to będziesz mógł wyeliminować przetwornice.
Oczywiście rozmiar urządzenia się zwiększy.
Przy wyższym sumarycznym napięciu baterii też łatwiej je zabezpieczyć.

Witaj, dzięki za zainteresowanie tematem.

Jeśli połącze je szeregowo to otrzymam za wysokie napięcie. Docelowe napięcie to 5 volt, maksymalne 5.5 volt.

Aktualnie planuję zasilać wzmacniacze bezpośrednio z baterii, co jednak spowoduje spadek ich mocy. Martwi mnie jeszcze ryzyko powstania pętli masy.

To jakie napiecie ma jedno ogniwo? 3.6V?

Dokładnie. Przepraszam, faktycznie nie zamieściłem informacji czym dokładnie chcę to zasilać. Mój błąd.

Bedziesz sam robil PCB czy moze bez PCB?
Pytam bo faktycznie warto zaczac od prostszej wersji bez przetwornicy a jak juz sie robi amatorsko PCB i sie zleca do wykonania to warto umiesic w projekcie jak najwiecej czyli tez z opcje na przetwornice.

Wszystko będę zamawiał. Probowałem opcji z przetwornicą ale pojawia się problem gwałtownego spadku napiecia na wejsciu i wyjsciu przetwornicy LX6009. Ktoś mi podsunął ideę że można dodać kondensator na wyściu.

Co do przetwornic i wielu innych scalakow to oczywiscie nalezy najpierw zajrzec do dokumentacji na ogol sa przedstawione schematy jak ponizej

Nie do końca rozumiem co to znaczy, gdy podany jest zakres napięcia wejściowego od 12 volt gdy wg sprzedawcy miała pracować od 3 volt wzwyż...

Czyli że te kondensatory są konieczne do prawidłowego działania?

Dodano po 1 [minuty]:

Dodam tylko że moja przetwornica należy do tych regulowanych. A dokumentacja dotyczy chyba głownie samego scalaka, jeśli dobrze rozumiem.

w tabeli niestety napisano ze od 5 do 32



Scalak plus schemat co zamiescilem tworzy uklad o przetwornicy w ktorej rezystorami sprzezenia zwrotnego mozna ustawic potrzebne napiecie wyjsciowe przetwornicy

Teraz to już mi naprawdę namieszało, tym bardziej że widziałem film w którym ktoś za pomocą tej przetwornicy zasilał wzmacniacz na 12 volt z 3.6 volt właśnie...

Coraz bardziej skłaniam się do bezpośredniego zasilania wzmacniaczy z ogniw. Ciężko znaleźć jakiś step-up żeby miał na wyjściu 5 volt i 2 ampery. Chociaż w powerbankach jakoś to działa.

Dodano po 15 [minuty]:

Podaję opis sprzedawcy:

Przetwornica DC-DC Step UP 4A.

Dane techniczne:

- Napiecie wejściowe: 3 - 32 VDC
- Napięcie wyjściowe regulowane 5 V do 35 VDC
- Maksymalny prąd : 4A
- Wymiar płytki: 45 mm x 22 mm

Przyznam ze jest pewna niescislosc co do dokumentacji tego XL6009 poniewaz otwierajacy link opisany jest XL6003.
Jesli masz ten modul to nie pozostaje nic innego jak zrobic testy z pomoca regulowanego zasilacza. Widac ze modul wyposazony jest w wejsciowy kondensator 220u. Jak dla mnie stanowczo za maly jest kondensator na wyjsciu ale to nie problem na teraz.
Moze sie tez okazac ze po podpieciu do bateri napiecie bateri spada i zmiast 3.6V masz o wiele mniej bo najnormalniej sa nie naladowane

Owszem, napięcie baterii spada ale to z powodu bardzo dużego natężenia prądu generowanego przez przetwornicę. Używam ogniw panasonic które mają wg producenta maksymalne ciągłe natężenie ok 6.8A a bez problemu pracują w latarce przy ponad 4A. Napięcie ledwie spada podczas takiej pracy. Po za tym były naładowane do maksymalnego poziomu 4.2v.

Pisales ze pojawil sie problem obnizenia sie napiecia na wejsciu i wyjsciu.
Czy wowczas do wyjscia bylo cos podlaczone co pobieralo znaczny prad z pretwornicy?
Na pierwszy raz proponuje sprawdzic napiecie na wyjsciu przetwornicy w stanie bez podlaczonego obciazenia tzn w stanie jalowym.

Bez obciążenia napięcie było ok, czyli na baterii ponad 4 volt, na wyjściu ok. 5 volt, tyle ile ustawiłem. Po włączeniu wzmacniacza który powinien pobierać do 2 amper przy dużym obciążeniu napięcie na baterii spadło do ledwie 3 volt a na wyjściu przetwornicy nie było wiele większe.

a jaki wowczas prad byl pobierany z przetwornicy?

Ciężko powiedzieć. Niestety nie mam amperomierza... Nie wiesz może jak cęgowe amperomierze sprawują się przy tak niskich napięciach?

normalnie, ale przydalyby sie cegi z czujnikiem Halla takie cegi wskaza tez pobor pradu stalego czyli o niezmieniajacej sie wartosci

Mam takie w pracy. Musiałbym pogadać z kierownikiem, który jest niestety nieobecny. Mają one możliwość pracy z prądem stałym.

Dodano po 3 [godziny] 45 [minuty]:

Myślę że znalazłem przyczynę problemu. Przetwornica była podłączona do baterii za pomocą modułu ładowania, który ma zabezpieczenie nadprądowe 3A. Pomijając ten układ udaje się osiągnąć prawie 2 ampery bez spadków napięcia.

Dodano po 14 [minuty]:

Jednak nie jest idealnie. Napięcie na wyjściu szybko spada, lub wariuje pomiędzy 3 volt a 4. Na dodatek układ scalony i kondensator przy wyjściu nagrzewają się do bardzo dużych temperatur, gdy według producenta dopiero ok.3A miał być potrzebny radiator.

dla 2A tez bedzie sie grzalo, radiator potrzebny gdy temperatura tak wysoka ze juz czuc mocny zapach rozgrzanych elementow a wtedy to temperatura wynosi ok 80stopni i wiecej.

Co to znaczy ze wariuje?
Moze poprostu wlacza sie zebepieczenie termiczne?
W jakich warunkach dziala stabilnie bez wariowania?

Witam ponownie. Wyposażyłem się w miernik z amperomierzem, jednak na chwilę obecną chciałbym zostawić temat przetwornicy. Połączyłem układ wzmacniacza z głośnikami 4ohm 5w i nie grają za głośno. Teoretycznie wzmacniacz powinien pobierać do dwóch amperów, ale mój jakoś powstrzymuję się by wziąć więcej niż 600 miliamperów, i to jeszcze w porywach. O ile wszystko gra czysto i bez słyszalnych przesterowań to jednak coś tu nie domaga. Zasilanie z ogniw li-ion naładowanych do 4v na chwilę obecną, połączenie równoległe.

Bateria 4V, impedancja głośnika 4ohm to prąd max 1A ale to prąd stały.
Jeśli przyjmiemy czystego sinusa to zmierzysz prąd w głośniku 0.7A - bardzo uproszczona analiza ale wystarczy do zrozumienia jakie istnieje ograniczenie dla oczekiwanych wyników.
Druga sprawa to skuteczność głośników - typowy parametr często podawany dla częstotliwości 1kHz który mówi o ilości wygenerowanego hałasu z jednostki mocy [db/W]

bartosz.tarnowski napisał:

Bateria 4V, impedancja głośnika 4ohm to prąd max 1A ale to prąd stały.
Jeśli przyjmiemy czystego sinusa to zmierzysz prąd w głośniku 0.7A - bardzo uproszczona analiza ale wystarczy do zrozumienia jakie istnieje ograniczenie dla oczekiwanych wyników.
Druga sprawa to skuteczność głośników - typowy parametr często podawany dla częstotliwości 1kHz który mówi o ilości wygenerowanego hałasu z jednostki mocy [db/W]

Jeszcze spadek przynajmniej 0.6V na złączu tranzystora końcówki i robi się tragedia.

Jutro zrobię pomiary na wyjściu wzmacniacza, czyli napięcie i prąd. Coś jeszcze mogę sprawdzić?

Jak masz dobry miernik z TrueRMS o szerszym paśmie, generator lub inne źródło sinusa 1kHZ np z karty muzycznej i do tego załatwisz miernik natężenia dźwięku to się możesz fajnie pobawić z różnymi głośnikami- polecam.
Ale i tak 4V / 4Ohm mówi wszystko i tego nie obejdziesz.

Poza tym PAM8403 jest przeznaczony na 3W mocy wyjściowej dla 5V przy 4ohm.
Max napięcie jakie on może przeżyć to 6V więc dużo nie podziałasz a przede wszystkim dokumentacja mówi jak poniżej na rysunku do czego PAM8403 jest dedykowany.

Ja własnie chcę zbudować głośnik przenośny do którego on ma się nadawać. Jednak nawet te 4v to stan chwilowy, potem będzie gorzej. Zobaczę co dam radę z tego zrobić, a potem najwyżej zastosuję wzmacniacz 12v i zrobię jakiś pakiet. Uprości to wiele rzeczy.

A co to sprzętu to trochę ciężko

Wzmacniacz jest fajny, nie powiem. Wygląda na to że ładnie napędza głośniki, dzwięk jest dobry, brakuje tylko głośności.

Dodano po 5 [minuty]:

Czy ogniwa li-ion zabezpieczone nadają się do szeregowego łączenia?

Z tego co tylko kojarzę to są dwie opcje
1 zabezpieczyć cały zestaw szeregowych ogniw
2 każde ogniwo z osobna chyba z tzw banalcerem

Istnieją do tego celu dedykowane scalaki.
Sposób nr 2 pilnuje równego naładowania i rozładowania ogniw.


A jeśli każde ogniwo z osobna masz zabezpieczone no to pojawia się problem nierównomiernego rozładowywania ogniw w połączeniu szeregowym. Najsłabsze będzie decydowało o sprawności całego urządzenia.
Jeśli masz każde ogniwo zabezpieczone z osobna to może wystąpić przypadek ze jedno z nich szybciej się rozładuje od innych no i się rozłączy