Subwoofer aktywny na STX W.32.500.8.MC

Witajcie! Posiadam kino domowe Sony, które moim zdaniem miało trochę za mało basu. Postanowiłem to zmienić, co poskutkowało wielkim aktywnym subwooferem u mnie w pokoju oraz tym oto tematem na Forum.
Skrzynia:
Najpierw obliczyłem obudowę pod głośnik STX W.32.500.8.MC używając programu WinISD oraz zrobiłem jej projekt w 3D w programie Sketchup. Jako że jest to moja pierwsza taka konstrukcja postanowiłem zasięgnąć porady na Forum. Tutaj mój temat, z którego dowiedziałem się, jak poprawnie się za to zabrać.
Zacząłem więc od kupienia kilku płyt MDF – jednej o grubości 25mm i pięciu 18mm. Wszystkie w formacie B2. Następnie dociąłem wszystkie płyty z dodatkowym 1mm marginesem na dokładne dopasowanie do reszty elementów. Wymiary płyt:



Na początek skleiłem część tunelu bass reflex, a że nie miałem ścisków stolarskich, to poskręcałem wkrętami do płyt kartonowo-gipsowych.



Dokleiłem to do środkowej ścianki skrzyni, a potem do tylnej ściany.



Potem wkleiłem dolną ścianę.



Korzystając z dostępnego miejsca, wstawiłem element na zagięciu tunelu, następnie dodałem element będący jednocześnie ścianą tunelu oraz komory z elektroniką.



Następnie przykleiłem i przykręciłem boczną ścianę od strony radiatorów oraz ściankę z drugiej strony (na zdjęciu ścianka z radiatorami).



Powoli kończąc przykleiłem front, który pasował wręcz idealnie.



Teraz dopasowałem wszystkie otworki pod gniazda i radiatory. Wszystko pięknie leży na miejscu, lecz problemy są z ich demontażem.



Widząc wszystko na żywo, a nie na ekranie komputera, zająłem się wzmocnieniem i usztywnieniem komory głośnika elementem w kształcie litery T.



Ściany dolnej nie usztywniałem, gdyż uznałem, że ściana tunelu BR dostatecznie go usztywnia, górnej też nie, bo w planach ma na subwooferze stać regał, który poradzi sobie z tym dużo lepiej.
Na samym końcu przykleiłem samą górną ścianę.



Tak prezentuje się komora głośnika od frontu:



Prace w drewnie niemalże zakończone. Teraz zabrałem się za oklejanie skrzyni kocykiem. Prawdę mówiąc, robiłem to pierwszy raz i efekt nie jest idealny, ale mnie zadowala. Przyklejałem wszystko klejem do drewna (tym samym którego użyłem do sklejania skrzyni) i trzyma bardzo mocno. Filc ciąłem gorącym ostrzem i ładnie się dopasował. Zrobiłem jednak błąd, próbując kleić filc do filcu klejem do drewna i niestety raz, że musiałem poprawić innym klejem, a dwa, że cały tył jest wręcz tym klejem uwalony, bo poprzeciekał podczas dociskania filcu. Ale cóż – nie widać, to nie jest źle. Przynajmniej się czegoś nauczyłem. Oklejanie zacząłem od frontu, by potem zejść bez zbędnego cięcia na boczne ściany. Na krawędziach tam, gdzie łączyły się 2 kawałki filcu kleiłem na zakładkę (jeden kawałek zachodził na drugą ściankę na parę cm, a drugi z drugiej strony dochodził do krawędzi.) Wyszło całkiem przyzwoicie, ale następnym razem będzie jeszcze lepiej. Trochę zdjęć niżej:



Ponownie sprawdziłem, czy wszystko pasuje. Wygląda pięknie. Drugie zdjęcie to sprawdzenie dostępnego miejsca na przedni panel, po włożeniu radiatora z płytką zasilającą.



Przykręciłem więc transformator zasilający i poprowadziłem przewody do zasilania:



Z przednim panelem miałem mały kłopot, gdyż zawsze jakiś drobny element mi nie pasował. Po kilku próbach zdecydowałem się na kawałek plexiglasu oklejonego filcem. Proste do wykonania, brak najmniejszych szczelin i ładnie pasuje do reszty obudowy.



Duży czerwony przełącznik to zasilanie transformatora. Pod nim znajduje się wskaźnik wysterowania. Zielony przełącznik to załączenie oświetlenia tunelu BR, ale to w przyszłości. Obok niego znajduje się przełącznik wejść jack. Czarny przełącznik w prawym górnym rogu służy do przełączania głośnika między wewnętrzną końcówkę mocy, a gniazdo Speakon z tyłu. Czerwona dioda pod nim informuje nas o jakiejś awarii i wyłączeniu głośnika. Sterowana jest przez uPC1237. Zielona dioda na samym dole stwierdza stan napięcia na gnieździe USB znajdującym się obok. Na prawo od gniazda USB mamy 2 gniazda jack jako jedno z wejść sygnału, a przełącznik na dole po prawej służy do obrócenia fazy sygnału o 180*. Lewy potencjometr odpowiada za poziom głośności, a prawy to regulacja przesunięcia fazy o zakresie -180-0*.

Elektronika i oprzewodowanie:
Od czego się zaczęło, opisywał nie będę, bo wszystko jest w moim temacie, który chętni mogą poczytać, a który znajdziecie Tutaj.
Schematy i layouty płytek wrzucę wkrótce, gdyż mam uszkodzony monitor w PC.
Płytka zasilająca układ to w zasadzie mostek prostowniczy 8A, prostujący napięcie do 42VDC symetryczne. Dalej są kondensatory po 2 1000uF na stronę. Następnie zespół LM317/337 + 2x4700uF, wytwarzający symetryczne napięcie 12V, z którego zasilam tylko część audio. Obok LM317 oraz LM7805 z takimi samymi kondensatorami dla zasilania +12V dla reszty płytek oraz gniazda USB na przednim panelu. Zdjęć niestety nie zrobiłem.

Poniżej zdjęcia płytki obrabiającej sygnał:



Płytka zawiera 2 przedwzmacniacze, filtr dolnoprzepustowy czwartego rzędu o częstotliwości odcięcia 70Hz i tłumieniu 24dB/okt, przesuwnik fazowy o zakresie 0 do -180° oraz odwrócenie fazy o 180°.



Tutaj płytka z zabezpieczeniem na UPC1237 wg oryginalnego schematu:



Pozostał jeszcze sam stopień końcowy. Zbudowany został wg oryginalnego schematu:



W trakcie lutowania:



I skończony:



Aktualnie zamiast potencjometru do ustawiania prądu spoczynkowego wlutowałem 2 rezystory. O tym później.
Na koniec montaż głośnika:



Teraz dodamy bardziej humorystyczny akcent, mianowicie zwrotnicę przy gnieździe speakon. Ogólnie moje kino gra nieźle, ale filtracja wysokich częstotliwości dla kanału subwoofera jest średnia. Musiałem dodać więc dodać kolejny filtr. Policzyłem, że potrzebuję cewki L=25.7mH i kondensatora C=200uF. Niestety byłoby to bardzo drogie gdybym budował ją z elementów przeznaczonych do zwrotnic, dlatego użyłem tego co mam. Jest to cewka na rdzeniu oraz 2 kondensatory z równolegle podłączonymi do nich diodami.



Najśmieszniejsze jest to, że wszystkie elementy zwrotnicy znalazłem w starym zasilaczu komputerowym. Kondensatory były w sam raz, a z cewki wystarczyło odwinąć po pół warstwy uzwojenia z obu części. Zwrotnica jest strojona na częstotliwość graniczną 70Hz i tłumienie 12dB/okt.
Rozmieszczenie płytek wygląda tak:



Przy czym zwrotnicę przeniosłem na dno komory, obok transformatora.
Cała kablologia to dość wesoła twórczość, ale dodam, że są ładnie pospinane. Niestety podczas spinania nie robiłem zdjęć, bo nie mam aż tylu rąk.



Tak powstał wielki kloc, któremu wygospodarowałem miejsce pod szafką:



O ile prace w drewnie były przyjemnością, bo wszystko szło sprawnie i miło przez cały czas, a ja właściwie od dziecka tak się bawiłem, to przy części elektronicznej napotkałem kilka problemów. 2 największe to problem z masą oraz uruchomienie końcówki mocy. Z masą poradziłem sobie stosunkowo szybko metodą prób i błędów, przez co w zasadzie nic już nie brumi. Uruchomienie końcówki za to zajęło mi wiele czasu, gdyż jako osoba mająca zwykły miernik, mogłem niewiele zmierzyć. Z pomocą przyszedł za to najlepszy oscyloskop, jaki posiadałem, czyli potencjometr, mały przedwzmacniacz i słuchawki. Po wielu tygodniach palenia tranzystorów końcowych doszedłem do przyczyny – był nią zbyt mały kondensator w sprzężeniu zwrotnym OP-Ampa końcówki mocy. Zmiana 100pF na 680pF i jak ręką odjął.

Wrażenia odsłuchowe
W zasadzie jedyne, do czego mogę to porównywać to moje małe kino domowe (z którego również go napędzam). Przy niskich poziomach dźwięku słuchać różnicę między nim a oryginalnym subwooferem. Dźwięk jest jakby głębszy. Zresztą – jest lepiej, to trzeba się cieszyć. Gdy damy głośniej, gra to już na prawdę nieźle. Przede wszystkim słychać, że głośnik przy najwyższym poziomie głośności gra proporcjonalnie do głośników grających resztę pasma, czego nie mogę powiedzieć o fabrycznej jednostce,Najweselej robi się, gdy podłączę jego i moje kino do laptopa przez jack. To rezonujące powietrze w płucach i przedmioty podskakujące na półkach. Mega uczucie. Nie mogę się doczekać, by na komputerze zagrać na tym w World of Tanks.
Nie wiem, ile na co dokładnie wydałem, ale koszt budowy całości to około 1400-1500 PLN.


Na końcu podziękowania dla ludzi z tego forum, bez których ten projekt by nie powstał.
Kolegom @aaanteka @Strumien swiadomosci swia @398216 Usunięty, za przekonywanie chyba najbardziej upartej osoby, jaką tu spotkali do swoich racji (słusznych oczywiście); podzielenie się wiedzą, której w inny sposób raczej bym nie zdobył oraz czasem prowadzenie jak za rączkę do celu w pracach przy elektronice.
Kolegom @marian133 i ponownie @398216 Usunięty za cenne informacje dotyczące budowie skrzyni i obliczeń z tym związanych, i sprawdzenie projektu, który narysowałem.
Dzięki Wam jeszcze raz. Bez Was byłby to blok sklejki napędzanej wzmacniaczem na wzmacniaczach monolitycznych.

Dochodzimy do najważniejszego pytania – po co mi taki wielki subwoofer? Odpowiedź jest bardzo prosta. Nie wiem. Chciałem, to zrobiłem. Całość traktuję raczej jako projekt do zdobywania wiedzy, gdzie cała budowa miała tylko ukierunkować tok nauki. Nauczyłem się sporo i bardzo się z tego cieszę. Kolegę aaanetka uspokoję, że nieprędko się ponownie wezmę za budowę porządnego audio. Niech się nie martwi.

Zapraszam do dyskusji. Chętnie dowiem się, co zrobiłem źle, a co mogę jeszcze poprawić. Trochę tego zapewne będzie. Jeżeli kogoś to interesuje, to w załączniku wysyłam plik z rysunkiem 3D skrzyni i plik WinISD.
Pozdrawiam.

EDIT:
Aktualizacja 11/07/2018 w poście:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=17323837#17323837

Wiem, że mogło wyglądać to lepiej. Dokładniej mogłem poprzyklejać itp. Jednak za filcem przemawiał fakt, iż łatwiej się do klei, ukrywa niedoskonałości itp. Poza tym wolałem taki czarny kloc który rzuca się w oczy w dzień, i jest niewidoczny w nocy. Prócz tego nie obija się i nie rysuje.
Przedni panel faktycznie mógł wyglądać bardziej jak... przedni panel ale chciałem by zlewał się z resztą obudowy i był niewidoczny. Nie świecący, ani nie odbijający światła. Osiągnąłem to jak widać kosztem opisów których nie ma.
Ale nie martw się - znalazłem świetną metodę robienia w domu paneli, mianowicie obróbka elektroerozyjna i elektrochemiczna. Przetestowane i sprawuje się świetnie.

398216 Usunięty napisał:

w wypadku subwoofera elementy regulacyjne ustawia się raz - na początku odsłuchu - i potem już się z nich nie korzysta, bo i potrzeby takiej nie ma

W wypadku standardowego klocka podpiętego jedynie do kina domowego tak. Ja mam go podłączonego w zasadzie pod 3 urządzenia jednocześnie i muszę ustawiać źródła sygnałów, głośność i przede wszystkim załączać zasilanie Poza tym kontrolki ładnie migają

398216 Usunięty napisał:

Kolejna sprawa - ja rozumiem, ze łatwiej... ale czy zrobienie kilku płytek to aż taka niewygoda, by korzystać z PCB uniwersalnych? W dodatku (jak większość tego typu płytek) niezbyt dobrej jakości (z tego co widzę papierowy laminat?).

Niekoniecznie łatwiej ale szybciej. Laminat jest szklanoepolsydowy (zwykły znaczy). Sam wiesz jak często projekt się zmienał, a zamawianie średnio 2 płytek tygodniowo słabo mi leżało. Niemniej aaanetka miał rację, że pomysł to średni, bo cyna ma małą konduktywność w stosunku do miedzi.

398216 Usunięty napisał:

No i gąszcz przewodów wewnątrz... Złośliwość rzecz martwych najczęściej daje o sobie znać właśnie w wypadku gdy coś się popsuje, a my za cholerę nie pamiętamy który kabelek do czego...(przerabiałem to za czasów młodości... )

Tylko, że ja mam komplet informacji co do czego jest podłączone. Schematy, layouty płytek, nawet obliczenia w arkuszach znajdę.
A jak nie, to przynajmniej nudno nie będzie

Ideę dlaczego wyszło takie duże a nie mniejsze wytłumaczyłem dokładnie to tu, to tam. Zamysł powstał, bo fabryczny subwoofer był za słaby. To raczej zrozumiesz. Następnie kupiłem za grosze transformator o mocy 4x większej niż potrzebowałem, więc postanowiłem to wykorzystać. Plus zdobyta wiedza. Moim zdaniem było warto i to nie dlatego, że cieszę się że jest głośno. Nawet sobie nie wyobrażasz ile się nauczyłem tylko przeglądając to Forum, głównie z zakresu informatyki bo eksperymentowałem na PC (swoją drogą to też masę kasy pochłonęło) A budując coś na żywo mogę uczyć się rzeczy z innej dziedziny, bo widzę ją w praktyce. Co innego czytać o wzbudzaniu się wzmacniacza, a co innego spalić ponad 40 sztuk tranzystorów końcowych testując to w praktyce.

398216 Usunięty napisał:

O tym jak gra na razie nie pytam - poczekam z tym pytaniem gdy minie pierwsze uniesienie i pozwolisz sobie na obiektywizm.

A mi nawet za miesiąc będzie ciężko odpowiedzieć. Głównie dlatego, że ciężko mi te wrażenia odsłuchowe opisywać.
Również pozdrawiam i jeszcze raz dzięki

aaanteka napisał:

- czy stopień końcowy wreszcie pracuje poprawnie ?

Tak. Pisałem niedawno, że wydawało mi się jakby rezystancja przewodu masowego zasilającego końcówkę wprowadzała mi ujemne sprzężenie - podaję sygnał między masę a wejście, przez masę płynie prąd który mi ten sygnał znosi. I przez tydzień z tym walczyłem, po czym użyłem słuchawek itp. i dopiero wtedy usłyszałem, że spalił się potencjometr w końcówce. Wcześniej bym na to nie wpadł, gdyż w nigdzie w internecie nie znalazłem jak słyszane są takie zwarcia skrošne wynikające z pracy tranzystorów w ppczątkowej części charakterystyki. Teraz jest już super, a ja zamiast potencjometeu mam tam 2 równolegle połączone rezystory 4,3k i 12k.

aaanteka napisał:

Czy stopień końcowy wraz z radiatorem na sztywno przykręcony do skrzyni basowej?

Oczywiście. Radiator sztywno jak tylko dałem radę, a płytka stopnia końcowego trzyma się na nóżkach tranzystorów końcowych.

Strumien swiadomosc... napisał:

Kolego znów mnie odblokowali więc piszę, że cewka rdzeniowa się nie nadaje, i po drugie jak połączyłeś te kondensatory i diody?

Zgodnie ze sztuką - masz rację. Dokładniej cewka na takim rdzeniu. Z tego co się dowiedziałem cewka do zwrotnic o takiej indukcyjności jest zrobiona na rdzeniu ferromagnetycznym, ze szczeliną powietrzną. Cewka powietrzna o takiej indukcyjności ważyłaby pół kilo.
Szkoda, że nie moge schematu wrzucić całego, ale kondensatory są połączone tak:

Nie był bym tego taki pewien. Kino ma moc niby 50W na kanał, ale wydaje mi się, że w praktyce 25W nie przekracza. Prądy są dosc małe, a nasycanie rdzenia byłoby wyraźnie słyszalne. Moim zdaniem pracuje poprawnie Pozdrawiam.

Wysokie częstotliwości, które przepuszcza wbudowany filtr w kanale subwoofera w kinie domowym. Są one na tyle wyraźle, że w zasadzie mógłbym na subwooferze słuchać muzyki.

Strumien swiadomosc... napisał:

Kolego nie rób jak napisz co wchodzi na filtr i co jest z niego zasilane.

Wchodzi kanał subwoofera z kina domowego, wychodzi na głośnik.

tytka napisał:

W subwooferach aktywnych robi się filtry aktywne na wejściu sygnału. Znacznie lepsze parametry odcięcia, można regulować częstotliwość odcięcia, jednym słowem lepiej.

Masz rację. Tylko, że to jest subwoofer aktywny z opcją pracy jako pasywny. W trybie pasywnym wyłączam zasilanie subwoofera, przełączam przełącznik w prawym górnym rogu w pozycję 2, i do wejścia speakon z tyłu skrzyni podłączam inny wzmacniacz.

tytka napisał:

Tylko po co tak? Chcesz porównać który wzmacniacz lepszy do tego głośnika? Moim zdaniem jak już tworzysz aktywnego suba, to niech będzie aktywny, a nie jakiś "niezdecydowany", a przy tym komplikujesz pewne sprawy.

To, że jest tam mi wygodniej. Nie zawsze mam ochotę włączyć go na pełną moc, czasem tylko gra cichutko z kinem. A ja nie potrzebuje 2 subwooferów w pokoju skoro wystarczy jeden i dodatkowy przełącznik.
Jednakże wystarczy że włączę mu zasilane i przełączę głośnik na wewnętrzny wzmacniacz, i już całość gra pod komputerem. Jak widzisz wcale nie skomplikowane.

To by mocno skomplikowało układ i zwiększyło jego awaryjność. Wolę sam sterować kiedy i z czym to ma grać, a że siedzę w zasadzie zaraz obok, to ręczne przełączenie nie sprawia mi problemów. Prócz tego byłoby to "niebezpieczne". Wyobraź sobie, gdybym chciał w środku nocy zagrać w coś ze znajomymi, tudzież komputer sam by się włączył bo jest ustawiony na defragmentację dysków w nocy, po czym nastąpiłoby automatyczne włączenie subwoofera i obudzenie w zasadzie połowy ulicy. Ogólnie niefajnie
Pozdrawiam.

Tutaj masz poniekąd rację. O ile plus tego jest, że zrobiłem wszystko dokładnie pod siebie, mianowicie ilość wejść itp, to nie mam pojęcia po co mi przesuwanie fazy i jej odwracanie Najzwyczajniej tego nie wykorzystuje. Możliwe, ze te opcje wrzucę z urządzenia a wstawię inne, których mi przynajmniej teraz brakuje. Zacznę jednak od wykończenia tunelu, ale tak bardzo mi się nie chcę, że udało mi się przekonać samego sobie, że w zasadzie nie wygląda to tak źle
Elektronika wyszła jak widać, czyli w zasadzie coś a' la prototyp. Za to jestem bardzo zadowolony ze skrzyni. Bałem się trochę, że będzie buczeć, mieć duże opóźnienia. A jednak gra całkiem przyjemnie, tzn. nie słyszę by występowały duże opóźnienia, a i odpowiedź impulsowa w granicach tego co można nazwać poprawnością.

Dlatego zastanawiałem się, czy lepiej przekręcić płytkę do radiatora bo obu stronach czy zostawić taką "wisząca". Nadal nie wiem, bo z jednej strony przykręcenie jej zminimalizuje ruchy na tych nóżkach, ale z drugiej płytka będzie sztywna na brzegach a ruchoma w środku. Uznałem więc że lepiej by płytka się nie odkształcała od swojej płaszczyzny, niź tak latała tylko w środku. Takie wibracje raczej nóżek tranzystory końcowych nie urwą. Czas pokaże czy postanowiłem słusznie, a zabezpieczenie głośnika czuwa

mocu napisał:

Ona cała zapewne rezonuje.

Bardzo możliwe, ale dużo bardziej rezonuje mi w jednym rogu sufit z paneli. Będę musiał to jakoś naprawić.

aaanteka napisał:

Raczej urwą bardzo szybko, takie są realia.

Wszystko jest możliwe. Na razie wyznaję zasadę "póki działa to nie tykać". Jeszcze przedobrzę i co będzie.

kassans napisał:

masz gdzieś link do oryginalnego tematu z tym schematem wzmacniacza ?

Nie mam pojęcia gdzie znajdę pierwszy schemat, ale wydaje mi się że podałem go w moim temacie dot. wzmacniacza. Całe źródło po rosyjsku

aaanteka napisał:

Schemat pochodził ode mnie jak już, a koledze nie chciało się dokładnie poszukać .

Kolega @kassans pytał raczej o autora schematu, a nie o osobę która mi doradziła go powielić. Chyba, że to Ty go zaprojektowałeś?
A jak już o nim mowa, to w wersji którą wysłałeś prąd spocznkowy regulują między innymi 2 diody. Raczej nie występują one w wersji umożliwiającej montaż na radiatorze, a bez tego prąd spoczynkowy mocno pływa w funkcji temperatury. Pożyczyłem więc tę część układu z A-132 i działa super, ale interesuje mnie jak to działało w oryginale.
Ciekawi mnie też powtarzalność wyniku prądu spoczynkowego, jeżeli zamiast potencjometru zastosujemy rezystory, a testować będziemy na kilku zbudowanych wzmacniaczach - u mnie równoległe połączenie 4,3k i 12k ustaliło ten prąd na poziomie dokładnie 48mA (0,33oma*16mA).