Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Fibaro Fibaro
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Dwunastokanałowy system audio TCP/IP

goreckidiy 20 Sie 2017 17:20 10920 41
  • Dwunastokanałowy system audio TCP/IP

    Witam,

    Tym razem chciałbym zaprezentować konstrukcję, którą wykonałem na prośbę znajomego, specjalizującego się w domach inteligentnych.
    Poprosił mnie bym w krótkim czasie stworzył mu dwunastostrefowy system nagłośnienia o mocy minimum 40W na kanał, i przede wszystkim aby był sterowany poprzez protokół HTTP, do którego to we własnym zakresie dorobi sobie interfejs graficzny (chyba w Javie i PHP).

    Udało mi się zrealizować założenia kolegi, a nawet nieco je przeskoczyć:)

    Urządzenie wygląda następująco:

    1. Sterownik TCP/IP oparty o mikrokontroler Atmega32. Program napisany w języku Bascom. Wzorowałem się na kodzie źródłowym napisanym przez p. Ben'a Zijlstra, do obsługi układu ENC28J60. Użyłem gotowego modułu ENC, który udało mi się bez większych problemów wpasować (niestety za pomocą termogluta) w obudowę DIN. Ten moduł steruje wejściami ?Mute? w końcówkach mocy, oraz przedwzmacniaczem audio poprzez szynę i2c. Przekaźnik widoczny na zdjęciu służy do załączania/wyłączania zasilania końcówek mocy i przedwzmacniacza. Na zdjęciu widnieje ?przyklejona? przetwornica Step-Down. Niestety musiałem wykonać ten mało estetyczny montaż, ponieważ stabilizator 7805, którego użyłem na samym początku, grzał się nie miłosiernie. Na etapie projektowania układu, nie spodziewałem się że moduł komunikacji LAN pobiera tak duży prąd.

    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP Dwunastokanałowy system audio TCP/IP Dwunastokanałowy system audio TCP/IP

    2. Przedwzmacniacz audio sterowany poprzez magistralę i2c (TDA8425, typowa aplikacja wykorzystująca dwa kanały (stereo)). Niestety nie posiadam zdjęcia płytki wnętrza, ani gotowego układu żeby je wykonań.




    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP
    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP


    3:8 Podwójne wzmacniacze audio, z gotowych modułów oparte o układy TPA3118.
    Są to wzmacniacze cyfrowe, o bardzo wysokiej sprawności. Nie wymagają dodatkowego chłodzenia, nie grzejąc się zbytnio. Wykonałem do nich płytkę, która estetycznie łączy ze sobą wejścia audio, zasilanie, oraz punkty ?mute?, jednocześnie tworząc zwartą podstawę.

    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP Dwunastokanałowy system audio TCP/IP Dwunastokanałowy system audio TCP/IP


    Co udało mi się uzyskać?

    - Sterowanie HTTP poprzez LAN (o tym poniżej *).
    - 12 kanałów audio w klasie D, o mocy 60W każdy
    - Całość zapakowana w 8 obudów na szynę DIN (konstrukcja modułowa)
    - Wysoka wydajność i niski pobór prądu z racji wysokosprawnych cyfrowych końcówek mocy.
    - Dźwięk, według mnie bardzo dobrej jakości w stosunku do ceny.

    * Możliwości sterowania:
    - Załączanie/wyłączanie poszczególnych stref
    - Regulacja głośności
    - Regulacja tonów niskich
    - Regulacja tonów wysokich
    - Załączenie/wyłączenie opcji pseudo 3D

    Komunikacja z urządzeniem:

    Poniżej lista komend ?http?.
    Składnia wygląda następująco: http://Adres IP urządzenia/AdresKomenda

    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP

    Przykłady:
    http://192.168.1.125/Q1E -> Załącz kanał 1
    http://192.168.1.125/ Q1D -> Wyłącz kanał 1
    http://192.168.1.125/ ALLE -> Załącz wszystkie kanały
    http://192.168.1.125/ ALLD -> Wyłącz wszystkie kanały
    http://192.168.1.125/VOL12 -> Ustaw głośność na 12
    http://192.168.1.125/VOL25 -> Ustaw głośność na 25

    Zasilanie:
    Z powodu niewielkich gabarytów, dużej wydajności prądowej, oraz niskiej ceny, zastosowałem zasilacz impulsowy o mocy 150W i napięciu 15V.
    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP
    Wiem że nie stosuje się takich rozwiązań do systemów nagłośnień, i że najlepsze są zasilacze transformatorowe, no ale jednak więcej było za niż przeciw ;)

    Podsumowanie:
    Urządzenie dość zgrabne, z pewnością zasługujące na swoje miejsce w szafie elektrycznej sterowania inteligentnym domem ;).
    Kostka TDA8425 pracująca jako przedwzmacniacz cyfrowy to trochę przeżytek, ale posiadam do nich sentyment, i stosowałem je w wielu swoich wynalazkach. Mam też ich spory zapas więc czemu ich nie stosować :).
    Teoretycznie można by było użyć układów posiadających większą ilość wejść. Koledze jednak wystarczyło zwykłe stereo powielone razy 6, więc spełniłem założenie.
    Ogólnie rzecz biorąc jestem bardzo zadowolony z projektu, i zachęcam do takiego nagłaśniania domów. Głośnik zamontowany w suficie, daje naprawdę niesamowite efekty.

    W załączniku fragment instrukcji obsługi, którą napisałem dla znajomego.
    Być może rozwieje on trochę wątpliwości i niejasności ;)

    Pozdrawiam!


    Fajne!
  • Fibaro
  • #2 20 Sie 2017 17:46
    Freddy
    Poziom 43  

    goreckidiy napisał:
    12 kanałów audio w klasie D, o mocy 60W każdy
    goreckidiy napisał:
    zastosowałem zasilacz impulsowy o mocy 150W i napięciu 15V.
    Ciekaw jestem jak to osiągnąłeś skoro
    Cytat:
    •Supports Multiple Output Configurations◦2 × 50 W Into a 4-Ω BTL Load at 21 V (TPA3116D2)
    ◦2 × 30 W Into a 8-Ω BTL Load at 24 V (TPA3118D2)
    ◦2 × 15 W Into a 8-Ω BTL Load at 15 V (TPA3130D2)

  • #3 20 Sie 2017 17:54
    goreckidiy
    Poziom 8  

    Gotowe moduły których użyłem mają oryginalnie spięte ze sobą wyjścia dając jedno o mocy 60W (przy 24V). Zasilacz który zastosowałem ma 15V, więc teorytycznie powinienem na wyjściu mieć ok 35W przy rezystancji głośników 8 ohm. Urządzenie działa równie dobrze z zasilaczem 24V, lecz nie był on konieczny ze względu na to, że głośniki z którymi pracuje mają po 50W. Napisałem dobrze ;)

  • Fibaro
  • #5 20 Sie 2017 19:10
    tesla97
    Poziom 12  

    Mnie zastanawia raczej inna rzecz. Jak kolega robi z 150W aż 720W (12x60W)
    Lub też realnie 360W (12x30W), bo nota mówi

    Cytat:
    ◦2 × 15 W Into a 8-Ω BTL Load at 15 V (TPA3130D2)

    więc w mostku nie da się uzyskać większej mocy niż sumaryczna kanałów czyli albo 2x15W albo 30W (choć i tu pewnie będzie mniej)

    Zasilacz ma 150W czyli max moc wzmacniaczy to 12,5W RMS 35W wgPG i 60W PMPO

    PS. wgPG jednostka "według Piotra Góreckiego"
    Cytat:
    teorytycznie powinienem na wyjściu mieć ok 35W

  • #7 20 Sie 2017 19:17
    tesla97
    Poziom 12  

    A no tak dzięki za zwrócenie uwagi.
    To teraz liczymy. Wszystko dla 100% sprawności.
    2x30W przy 24V więc teoretyczne 60W w mostku.
    P=U^2/R Rezystancja jest ta sama więc różnica mocy to U1^1/U2^2
    Mamy więc 24^2/15^2= 2,56
    60/2,56= 23,4375W nadal więcej niż może dać z siebie zasilacz (12x to 281W),
    a mniej niż podał kolega czyli 35W.

  • #8 20 Sie 2017 19:31
    goreckidiy
    Poziom 8  

    Freddy napisał:
    Czy dajesz na te moduły jakiś radiator?

    Przy głośnikach, które są podłączone czyli sony 50W, radiator nie jest potrzebny.
    Pomiar pirometrem przy sporej głośności po 10 minutach pokazuje między 47 a 50stC.

    tesla97 napisał:
    Zasilacz ma 150W czyli max moc wzmacniaczy to 12,5W RMS 35W wgPG i 60W PMPO

    No właśnie... miałem taki zasilacz to dałem, ale to czy jest wystarczający też mnie bardzo zastanawiało. Ku mojemu zdziwieniu nie ma jednak poblemu z obsługą wszystkich 12 głośników. Być może chodzi o to że wzmacniacze w klasie "D" grają pseudo PWMem, a na wyjściu wzmacniacza jest niewielkie napięcie?
    Wzmacniacze mają sprawność nawet 90% więc może i to się przyczynia to tak wysokich osiągów. Sam nie wiem. Nie mam wielkiego doświadczenia w projektowaniu audio, a zabawki które robiłem sobie niejednokrotnie do domu zawsze miały zasilacz na wyrost. Gdy zwykłym multimetrem mierzyłem pobór prądu (skacze bardzo), przy sporej głosności maksymalny wynik jednej końcówki jaki udało mi się uzyskać to 780mA (przy 15V). Jeśli to faktycznie maksimum, to na 12 końcówek powinno wystarczyć , bo suma prądów daje niecałe 10A. Zapewne przy głośnikach powiedzmy 80W, będzie to większy prąd. Wiem, że napewno nie wynalazłem perpetum mobile, a działa i sie nie grzeje :)
    To już zagadka dla fachowców w audio, którzy wiedzą jak działają wzmacniacze cyfrowe.

  • #9 20 Sie 2017 19:36
    Freddy
    Poziom 43  

    goreckidiy napisał:
    Przy głośnikach, które są podłączone czyli sony 50W, radiator nie jest potrzebny.

    goreckidiy napisał:
    Zapewne przy głośnikach powiedzmy 80W, będzie to większy prąd
    Co za bajki piszesz?
    Moc nie zależy od mocy głośników, lecz od innych parametrów.

  • #10 20 Sie 2017 19:40
    goreckidiy
    Poziom 8  

    Jasne, że tak, ale może źle zrozumiałeś.
    Pobór prądu przez końcówki mocy napewno zwiększa się, gdy są one bardziej obciążone (mocniejszym głośnikiem). Szczególnie można zauważyć to we wzmacniaczach cyfrowych, które nie oddają tak znacznej energii w ciepło, tylko w sam głośnik. Przez to pobór prądu "skacze" znacznie bardziej z każdym tonem wydanym przez głośnik.

    Moderowany przez trymer01:

    To jakieś fantazje?
    Regulamin, pkt 3.1.11. Nie wysyłaj wiadomości, które nic nie wnoszą do dyskusji. Wprowadzają w błąd, są niebezpieczne czy nie rozwiązują problemu użytkownika.

  • Fibaro
  • #11 20 Sie 2017 21:08
    pawel1029384756
    Poziom 19  

    goreckidiy napisał:
    Pobór prądu przez końcówki mocy napewno zwiększa się, gdy są one bardziej obciążone (mocniejszym głośnikiem).

    Głośnik nigdy nie pobierze więcej energii niż dostarczy mu wzmacniacz. Więc podpięcie mocniejszego głośnika o tej samej impedancji będzie skutkowało brakiem jakichkolwiek zmian w ilości pobieranej energii.
    We wzmacniaczu o większej sprawności,dużo mniejsze są prądy spoczynkowe, więc podczas pracy możemy zaobserwować większe (procentowo względem pracy w spoczynku) skoki pobieranego prądu.

  • #12 20 Sie 2017 21:55
    avatar
    Poziom 35  

    Witam,
    Fajna konstrukcja. Jedyne co mogę dodać to trzeba uważać na stosowanie połączeń śrubowych w modułach/sprzętach. I drugie moje spostrzeżenie - na rynku jest dostępnych adhoc wiele tego typu rozwiązań - ciekawi mnie czemu zleceniodawca nie skorzystał z nich (Sonos, Bose, B&O)?

  • #13 20 Sie 2017 22:53
    pier
    Poziom 23  

    goreckidiy napisał:
    Wiem że nie stosuje się takich rozwiązań do systemów nagłośnień, i że najlepsze są zasilacze transformatorowe, no ale jednak więcej było za niż przeciw ;)

    A to niby czemu? Wzmacniacze w klasie D to do zasilania jak najbardziej impulsowy zasilacz.

  • #14 20 Sie 2017 23:51
    zaba125
    Poziom 7  

    Witam

    Podoba mi się ta konstrukcja. Z ciekawości, co jest źródłem dźwięku w tym systemie ?

  • #15 21 Sie 2017 07:34
    Freddy
    Poziom 43  

    @goreckidiy Przepisałeś kolego informacje ze strony internetowej i dopisujesz do tego swoje bajki.
    W tych warunkach i przy tym zasilaniu (15V) uzyskasz na kolumnach 8Ω realnie około 15W mocy wyjściowej, a przy 4Ω około 25W.
    Dodatkowo bez radiatora w zamkniętym pudełku bez chłodzenia nawet ta moc też jest marzeniem.
    Podaną przez Ciebie moc 60W przy zasilaniu 15V należy więc między bajki włożyć.

    Dwunastokanałowy system audio TCP/IP

  • #16 21 Sie 2017 19:18
    goreckidiy
    Poziom 8  

    pawel1029384756 napisał:
    Głośnik nigdy nie pobierze więcej energii niż dostarczy mu wzmacniacz.
    No więc się myliłem. Dziękuję za sprostowanie ;)

    avatar napisał:
    ciekawi mnie czemu zleceniodawca nie skorzystał z nich (Sonos, Bose, B&O)?
    Wydaje mi się, że chodzi o ceny takich urządzeń, i adaptację pod interfejs inteligentego domu.

    zaba125 napisał:
    Z ciekawości, co jest źródłem dźwięku w tym systemie ?

    Z tego co się orientuje, źródłem dźwięku jest Raspbery Pi.

    Freddy napisał:
    dopisujesz do tego swoje bajki

    Kolego Freddy. Dlaczego uważasz że piszę bajki?
    Nie rozumiem dlaczego na podstawie noty twierdzisz że jest to 15W - wytłumacz mi to proszę. Nie mam pojęcia jaka faktycznie jest moc, mimo że w nocie jest napisane że 60W przy 24V. Tak jak pisałem wyżej, trójdrożne głośniki sufitowe firmy Sony o mocy 50W, grają idealnie. Scalaki się nie grzeją więc nie wiem po co sugerujesz dodatkowe chłodzenie.
    Proponuję byś zakupił sobie taki moduł (25zł) i sam zobaczył ile faktycznie można z niego wycisnąć, i jak zachowuje się przy różnych napięciach. Pamiętaj że jest to wzmacniacz cyfrowy, który działa zupełnie inaczej niż klasyczny.

  • #17 21 Sie 2017 19:25
    Freddy
    Poziom 43  

    goreckidiy napisał:
    rozumiem dlaczego na podstawie noty twierdzisz że jest to 15W - wytłumacz mi to proszę.
    Sam napisałeś, że zasilasz to napięciem 15V, więc nie podawaj parametrów dla 24V zasilania.
    W poprzednim poście zamieściłem charakterystyki z karty katalogowej.
    To że głośniki 50W grają dobrze, nie znaczy, że dostarczasz do nich mocy 50W.
    To, że jest to wzmacniacz klasy D nie znaczy, że ma sprawność powyżej 100%.

  • #18 21 Sie 2017 19:32
    goreckidiy
    Poziom 8  

    Zasilam 15V, ale można też 24V więc wtedy moc jest maksymalna :)
    Nie przedstawiłem konstrukcji z zasilaczem jako zestaw, tylko samą część audio. Można sobie go zasilić jak się chce.
    Jeśli chodzi o sprawność... nie skonstruowałem przecież perpetum mobile. Nic nie ma sprawności powyżej 100% ;) Tak czy owak myślę że temat mocy i samego zasilania jest już zamknięty i wyjaśniony.

  • #19 21 Sie 2017 19:48
    Freddy
    Poziom 43  

    Kolejne fantazje. Przeczytaj kartę katalogową, ale ze zrozumieniem.
    Bez radiatora i odpowiednich warunków chłodzenia nie osiągniesz takiej mocy, bo układ się zabezpieczy.

  • #20 21 Sie 2017 22:04
    Dariusz Goliński
    Poziom 22  

    Witam
    Mi się ten projekt podoba i uważam że skoro kolega zadowolony znaczy że spełnia swoje zadanie.

    Chciałbym sobie coś podobnego zmajstrować więc mam pytanie.

    Mógłbyś podrzucić lub objaśnić kawałek kodu odpowiedzialnego za wykonywanie komend ?

    Chciałbym zrobić sterownik działający w następujący sposób:

    http://192....../on1 - włączenie wyjścia np PB0.1
    http://192....../off1 - wyłączenie wyjścia
    http://192....../tg1 - zmiana wyjścia na stan przeciwny.

    Czy uważasz że byłaby możliwość i miało by to sens aby uzyskiwać informację zwrotną o stanie wyjścia tak aby zmienić kolor ikony na stronie ?

    Dzięki za odpowiedź.

  • #21 22 Sie 2017 08:34
    michcior
    Poziom 29  

    Co do mocy głośników dynamicznych. To jest "absurdalny" parametr i trzeba o tym pamiętać:
    1) Moc, jaką oznaczony jest głośnik ustala się na podstawie kilku kryteriów, np. wytrzymałość na spalenie, wytrzymałość na uszkodzenie mechaniczne, wreszcie akceptowalne zakłócenia nieliniowe.
    2) Np, na głośnikach wysokotonowych była (jest?) moc zestawu głośnikowego do którego on pasuje, i nie ma to nic wspólnego z jego mocą elektryczną. Głośnik oznaczony 50W mógł przyjąć jakieś np. 1.5W mocy elektrycznej w swoim zakresie częstotliwości.
    3) Sprawność najlepszych głośników dynamicznych nie przekracza pojedynczych %

  • #22 22 Sie 2017 17:57
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    Freddy napisał:
    Bez radiatora i odpowiednich warunków chłodzenia nie osiągniesz takiej mocy, bo układ się zabezpieczy.
    Poza tym Autor pisze, ze sprawdzał temperaturę pirometrem - rozumiem, że samych modułów - bez obudowy? Bo w obudowie masz termos Drogi Autorze i temperatura będzie duuuużo większa po nawet 10 minutach. Plastik z jakiego są wykonane obudowy bardzo dobrze uniemożliwia odprowadzanie ciepła do otoczenia, więc nawet jeśli założy się że wydzieli się na każdym wzmacniaczu tylko 5W (w realnych warunkach zasilania nawet jeszcze mniej) to możesz się spodziewać w niedługim czasie reklamacji... Weź rezystor drutowy 1,5W podłącz z zasilacza napięcie takie, żeby wydzieliło się na nim te 1,5W i zamknij go w obudowie ze zdjęcia. Potem (po nawet tych 10 minutach - w normalnej pracy należy się liczyć, ze wzmacniacz może pracować NIECO dłużej) otwórz i szybko zmierz temperaturę rezystora. Jakoś dziwnie spokojny jestem, ze się zdziwisz...

  • #23 22 Sie 2017 20:29
    przekrent
    Poziom 32  

    Konstrukcja sprawuje się dobrze, bo nikt w pełni nie wysterowuje stopni końcowych. Swoją drogą byłbym spokojny o temperaturę, bo nim przegrzeją się tranzystory w stopniach końcowych, zasilacz zdąży się zabezpieczyć z powodu przeciążenia. Gorzej jeśli używana będzie mniejsza ilość głośników z dużą głośnością, wtedy szach-mat.

  • #24 22 Sie 2017 20:50
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    przekrent napisał:
    Swoją drogą byłbym spokojny o temperaturę, bo nim przegrzeją się tranzystory w stopniach końcowych, zasilacz zdąży się zabezpieczyć z powodu przeciążenia.
    No więc właśnie - wcale nie koniecznie.

  • #25 23 Sie 2017 07:22
    Freddy
    Poziom 43  

    przekrent napisał:
    Swoją drogą byłbym spokojny o temperaturę, bo nim przegrzeją się tranzystory w stopniach końcowych
    Gdzie tam masz tranzystory? To jest układ scalony jedynie.

  • #26 23 Sie 2017 12:56
    ELECTRONICE.GINGER
    Poziom 12  

    Freddy napisał:
    przekrent napisał:
    Swoją drogą byłbym spokojny o temperaturę, bo nim przegrzeją się tranzystory w stopniach końcowych
    Gdzie tam masz tranzystory? To jest układ scalony jedynie.


    Niech kolega popatrzy do noty na schemat wewnętrzny, a na pewno znajdzie te tranzystory.

  • #27 23 Sie 2017 14:42
    Jawi_P
    Poziom 29  

    goreckidiy napisał:
    Tak jak pisałem wyżej, trójdrożne głośniki sufitowe firmy Sony o mocy 50W, grają idealnie.

    Pomijając to co napisali koledzy, graja idealnie właśnie dlatego, że dostarczasz do nich dużo mniejszą moc niż moc głośników. W sumie to dobrze. Po co w ogóle taki parametr jak "moc"? :)
    W kontekście ze sprawnością głośników to jeszcze można coś wydedukować.
    Odpowiedni poziom ciśnienia akustycznego powoduje że słyszymy coś głośno lub nie, i to jest ważne. A ile to ma wat, to...

  • #28 28 Sie 2017 09:39
    Jacekser
    Poziom 16  

    Tylko że szanowni koledzy krytykują i wytykają problemy(moc,temperatura,zbyt mała moc zasilacza)a nie podsumowują.Należy wyraźnie podkreślić że nie uzyska się podawanych przez wykonawce parametrów MAKSYMALNYCH bo:
    -zbyt mała moc zasilacza(wpływa na moc globalną);
    -zbyt mała obudowa i brak radiatorów(przegrzewanie i w efekcie zabezpieczanie lub AWARIA-NAWET POŻAR(!!!).
    To czytają też młodzi ,niedoświadczeni i powinno się im to UŚWIADOMIĆ!
    Projekt bardzo ciekawy ale proszę opisując brać pod uwagę powyższe aspekty.Amen.

  • #29 28 Sie 2017 10:41
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    Szanowny Kolego Jacekser -> Przeczytaj najpierw to co zostało napisane, a potem dopiero pisz.
    Wszystkie te aspekty (moc zasilacza i przegrzewanie się wzmacniacza w najniekorzystniejszym momencie) zostały już poruszone.
    Pożar raczej nie grozi - prędzej zadziała wewnętrzne zabezpieczenie,które zapobiegnie wzrostowi temperatury ponad ustaloną granicę.

  • #30 28 Sie 2017 10:47
    Jawi_P
    Poziom 29  

    Jacekser napisał:
    -zbyt mała moc zasilacza(wpływa na moc globalną);
    -zbyt mała obudowa i brak radiatorów(przegrzewanie i w efekcie zabezpieczanie lub AWARIA-NAWET POŻAR(!!!).

    Jakby nie patrzeć właśnie cała dyskusja przecież krąży wokół tego tematu. Natomiast jak już mówimy o pożarach, bezpieczeństwie to należało już wspomnieć, że obudowy na szynę DIN są albo wykonane z polipropylenu, albo ABS. Ja z innymi nie spotkałem się, ale nie wątpię, że pewnie są.
    Ten pierwszy topi się, ale jest niepalny, drugi jest palny. Warto przy konstrukcjach brać to pod uwagę.

    A tu nawet obudowy z radiatorami
    http://www.tme.eu/pl/Document/205492d9124f828e36a4fe821104b55f/modulbox.pdf

    A ogólnie podoba mi się projekt. Ładnie solidnie wykonany.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME