Усилитель в авто своими руками

Хорошее питание залог успеха

Процедура подключения усилителя начинается c силовых проводов. Проводка – это важнейший элемент автомобильной аудиосистемы, от неё зависит громкость и качество звука. Для усилителей нужно стабильное питание, т. к. в противном случае мощности будет недостаточно, из-за этого звучание станет искаженным

Чтобы разобраться в том, зачем нужно обращать внимание на качество проводки и как она влияет на воспроизводимый громкоговорителем звук, необходимо узнать, что из себя представляет музыкальный сигнал

Некоторые предполагают, что он представляет собой синус, однако, музыкальный сингал характеризуется большой разницей между обычным и пиковым значением. Если для динамиков автомобильной акустики резкие всплески сигнала не принципиальны, то в случае с усилителем ситуация совершенно иная. Если сигнал хотя бы на секунду (или даже миллисекунду) превысит допустимую мощность, то эти «аномалии» будут слышны даже для тех, кто не может похвастаться хорошим музыкальным слухом.

Если подключение автомобильного усилителя было выполнено должным образом, то сигнал будет идти по проводам в неискаженном виде. Небрежно сделанная работа или неправильно подобранное сечение проводов приведет к тому, что звук будет более зажатым, грубым и вялым. В некоторых случаях также могут отчетливо быть слышны хрипы.

Как выбрать сечение провода?

Провод – это самый обычный метал, обладающим определенным уровнем сопротивления. Чем толще провод, тем ниже сопротивление провода. Чтобы избежать искажения звука во время сильных перепадов напряжения (например, во время воспроизведения мощного баса), необходимо установить провод нужного калибра.

Если рассматривать четырехканальные усилители, то они обычно имеют мощность от 40 до 150 Вт на канал. Допустим, что усилитель, который вы приобрели, выдает мощность 80 Вт. В результате несложных математических операций выясняем, что суммарная мощность усилителя составляет 320 Вт. Т.е. как мы это посчитали? всё очень просто умножим номинальную мощность на число каналов. Если у нас двухканальный усилитель имеющий номинальную мощность (RMS) 60 Вт., то суммарная составит 120 Вт.

После того как вы посчитаете мощность желательно ещё определить длину провода от АКБ до вашего усилителя и можете смело воспользоваться таблицей для подбора нужного сечения провода. Как пользоваться таблицей? С левой стороны указана мощность вашего усилителя, справа выбираете длину провода, поднимаетесь наверх и узнаете какое сечение вам необходимо.

В таблице указаны сечения медных проводов, помните что большое количество продаваемых проводов сделаны из алюминия покрытым медью, данные провода не долговечны и имеют больше сопротивление, рекомендуем использовать тока медные провода.

Выбор предохранителя

Для того чтобы обезопасить подключение автомобильного усилителя, необходимо обеспечить защиту силовой подводки от АКБ до усилителя с помощью предохранителя. Предохранители должны быть размещены как можно ближе к аккумулятору

Важно различать предохранитель, который защищает само устройство (будет ли это усилитель или магнитола), и предохранитель, установленный на силовой провод

Последний нужен для того, чтобы защитить именно кабель, т. к. по нему идет немалый ток. Убедитесь, чтобы номинал предохранителей совпадал, так как если номинал предохранителя проводки будет очень большой, то в результате короткого замыкания может сгореть провод. Если номинал, наоборот, будет меньше, то предохранитель в момент пиковых нагрузок может легко сгореть и тогда не будет другого выхода, как покупать новый. В таблице ниже указано сечение провода, и необходимый номинал предохранителя.

Какие микросхемы использовать

Среди большого числа микросхем можно выделить одно семейство, которое отличается своей надежностью и долговечностью – это, конечно же, TDA. Буквенное обозначение может быть различным, поэтому стоит узнать про основные характеристики, которые вам нужны:

1. Количество каналов. Может быть 2 или 4. Следовательно, у микросхемы будет по 2 или 4 входа и выхода. Для сабуфера достаточно одного канала.
2. Имеется ли возможность соединения входов и выходов по схеме «мост». Это неплохое решение, если требуется собрать мощный усилитель для сабвуфера своими руками. Если присутствует возможность включения по мостовой схеме, получается достичь больших значений мощности.
3. Выходная мощность – измеряется в Ваттах на каждый канал. Например, если микросхема имеет два канала, а каждый отдает 10 Ватт мощности. В режиме моста эта мощность удваивается, так как каналы соединяются последовательно.
4. Тип питания. Здесь стоит узнать, какая полярность напряжения питания. Некоторые микросхемы имеют двухполярное питание (например, «общий», «+12 В» и «-12 В»).

Даташит микросхем

Итак, вы нашли более-менее подходящую микросхему, которую решили использовать в своем усилителе. Но как же ее подключить правильно, чтобы она начала работать сразу же? И нужна ли настройка усилителя под сабвуфер? Вам необходимо знать ее типовую схему включения. Найти ее можно в документе, который называется Datasheet. По сути, это руководство по эксплуатации. В этом документе приведены все электрические параметры прибора, а также его типовые схемы включения. Причем даже именитые производители теле- и аудиотехники не пытаются вносить существенные изменения. Ведь они прекрасно знают, что в типовой схеме прибор будет работать устойчиво, без искажений, с максимальным сроком службы, а самое главное – качественно. Все параметры дополнительных элементов (а их довольно мало) подобраны самым наилучшим образом. И никакие изменения в схеме уже не нужны.

Необходимое оборудование и компоненты

Итак, кроме вышеуказанной микросхемы нам понадобятся:

• операционный усилитель TL 072 (можно заменить на микросхемы TL 062, TL 082 или 4558);
• резисторы мощностью 0,25-0,5 Вт;
• электролитические конденсаторы (новые!);
• конденсаторы неполярные — плёночные;
• изолированные провода;
• термопаста;
• радиатор с площадью рассеивания не меньше 600 см²;
• лист одностороннего текстолита.

Так же, питание схемы рекомендуется осуществить через предохранитель на 10 А и дроссель, который можно «позаимствовать» из старой магнитолы.

Конечно, мы не обойдемся без паяльника, припоя и некоторого умения со всем этим обращаться.

Особенности воспроизведения низкочастотного сигнала

Акустика – сложная наука.

Она исследует воспроизведение, распространение, поглощение звуковых сигналов, учитывая особенности их восприятия человеком.

При проектировании концертных залов, театров главным проектировщиком является инженер-акустик. Он производит расчет формы, объема и других параметров области, где располагаются слушатели.

С точки зрения акустики автомобиль далеко не идеальное место для озвучивания:

1. Салон авто выполнен с применением различных материалов, которые по-разному отражают и поглощают звуковые волны. Особенно «вредны» для колебаний пластмассовые детали салона, жестяные корпуса.

Поэтому часто перед установкой мощных сабвуферов автовладельцы производят хорошую звуко- и шумоизоляцию.

2. В салоне располагается множество относительно мелких элементов (руль, зеркало заднего вида, гаджеты), которые участвуют в переотражении сигнала.

3. Обивка сидений, как, впрочем, и пассажиры, отлично поглощают звук. Мягкость звука при этом выигрывает, но его сила (звуковое давление по-научному) уменьшается.

4. Точно рассчитать, как будет распространяться звук внутри салона, не может ни один опытный акустик.

Какие особенности звучания сабвуферов?

Автомобильный сабвуфер предназначен для озвучивания низкочастотной составляющей звукового спектра.

Звук, который воспринимается человеческим ухом, находится в диапазоне от 20 Герц до 18 килоГерц. В некоторых источниках указана частота 20 кГц, но такую высокую частоту может услышать только молодой организм с хорошим слухом.

Сабвуферы рассчитаны таким образом, что излучают сигнал в диапазоне от нескольких Герц до нескольких сотен Герц.

Чем ниже частота, тем больше длина звуковой волны. Поэтому размер динамиков диффузоров больший по сравнению со среднечастотными и высокочастотными излучателями акустической системы.

Соответственно, увеличивается размер корпуса, в который устанавливается динамик для сабвуфера.

Полезное свойство длинных волн (или низких частот) – способность огибать небольшие предметы. Именно поэтому, когда мимо проезжает автомобиль с хорошим сабвуфером, в основном бросается в уши его звучание. Высокочастотный сигнал слабо проникает за пределы автомобиля.

Организм человека воспринимает низкочастотный сигнал внутренними органами. Не всегда это полезно. Инфразвуковой сигнал на частоте 7 Герц может вызвать разрыв диафрагмы (область между легкими и органами пищеварительной системы), что приводит к смерти.

Кроме этого, низкочастотный сигнал большой мощности вызывает состояние тревоги и паники.

В фильмах ужасов часто пользуются этим приемом, чтобы дополнительно воздействовать на психику зрителя.

Усилитель 10 W для сабвуфера своими руками

Если большая мощность не требуется, то собрать усилок для сабвуфера можно на интегральной микросхеме или транзисторах. Очень хорошую схему УНЧ для сабвуфера можно собрать на интегральной микросхеме TDA2003. Если использовать только один корпус, то выходная мощность будет порядка 10 ватт. Для низкочастотных автомобильных акустических систем чаще используется мостовое включение двух микросхем. Такое включение позволяет получить до 25 ватт на нагрузке в 4 Ома. Питание схемы осуществляется от бортовой сети автомобиля. Поскольку количество дискретных элементов в схеме небольшое, печатную плату можно разработать самостоятельно. Сделать усилок для сабвуфера можно без печатной платы, распаяв элементы на макетной плате со стойками или лепестками. Чтобы избежать перегрева корпусов микросхем их нужно монтировать на радиаторах с теплопроводящей пастой.

Необходимое оборудование и компоненты

Итак, кроме вышеуказанной микросхемы нам понадобятся:

• операционный усилитель TL 072 (можно заменить на микросхемы TL 062, TL 082 или 4558);
• резисторы мощностью 0,25-0,5 Вт;
• электролитические конденсаторы (новые!);
• конденсаторы неполярные — плёночные;
• изолированные провода;
• термопаста;
• радиатор с площадью рассеивания не меньше 600 см²;
• лист одностороннего текстолита.

Так же, питание схемы рекомендуется осуществить через предохранитель на 10 А и дроссель, который можно «позаимствовать» из старой магнитолы (читайте о том, на чём должен основываться выбор автомагнитолы).

Конечно, мы не обойдемся без паяльника, припоя и некоторого умения со всем этим обращаться.

Инструменты и материалы для сборки усилителя

Чтобы оборудовать машину хорошей автомагнитолой напряжением в 12 вольт для обеспечения качественного звука, необходим усилитель и сабвуфер.

Для сборки автомобильного самодельного усилителя необходимо подготовить такие устройства:

• устройство усилителя импульсов;
• блок обработки импульсов;
• модуль преобразования напряжения;
• блок коммутации и выпрямителя.

Для того чтобы изготовить усилитель для сабвуфера, такие блоки можно собрать самому или купить в магазине. Последний вариант больше подходит для тех, кто не хочет тратить время на сборку своими руками. Далее необходимо рассмотреть эти блоки подробнее.

Модуль усилителя импульсов

Блок усилителя импульсов представляет собой специальную плату. Подобный вариант является оптимальным для усилителя к магнитоле напряжением в 12 вольт. Стоимость этого изделия не очень высокая. Стоит заметить, что технические решения данной схемы позволяют ей отлично справляться со своими обязанностями. На выходе устройство способно выдавать около 100 ватт максимальной мощности. Подобная схема считается одноканальной, но эта проблема решается сравнительно просто.

Мощные транзисторы необходимо обеспечить хорошим охлаждением. Для того чтобы это осуществить, лучше элементы загнуть прямо к плате, при этом их выводы обязаны быть вверху. Далее на поверхность контактов нужно нанести слой термопасты и проложить специальную пленку, не пропускающую электрический ток. Поверх всего этого необходимо смонтировать радиаторы. Именно благодаря этому можно снизить размеры радиаторов и сэкономить немного места на плате.

Блок обработки импульсов

Так как наличие сабвуфера подразумевает применение автомобильного усилителя, то из приходящего импульса необходимо будет отделить лишь низкий диапазон частоты. Рассматриваемая схема одноканальная, поэтому на входе в блок обработки импульса нужно установить сумматор каналов, что позволит преобразовывать двухканальный импульс в одноканальный.

Модуль преобразования напряжения

Автомобильный усилитель для сабвуфера предполагает применение модуля преобразования напряжения. Для подобной цели лучше применять схему TL-494. В магазинах можно приобрести и иные варианты, но такой самым лучшим образом подходит для людей, у которых нет специальных знаний для сборки усилителей. Дополнительным преимуществом является то, что такая схема идеально сочетается с усилителем и сабвуфером напряжением 12 вольт по всем техническим характеристикам. Она позволяет обеспечивать самый большой уровень мощности.

Блок коммутации и выпрямителя

Блок коммутации и выпрямителя состоит из таких элементов:

1. Блок коммутации нужен для оповещения человека о состоянии усилителя. Процесс оповещения производится при помощи красного и зеленого светодиодов.
2. Блок выпрямителя нужен, чтобы стабилизировать импульсы, которые поступают на основной управляющий модуль.

Как сделать самодельный усилитель для сабвуфера

Самодельный усилитель для сабвуфера нужно начинать изготавливать после предварительной подготовки основных деталей. Изделие напряжением 12 вольт можно выполнить соединением всех вышеперечисленных узлов и расположить их в специальном корпусе. Из-за напряжения блока преобразования на корпусе изделия можно установить простой маленький вентилятор. Он будет обеспечивать хорошую циркуляцию воздуха в системе, что поможет охлаждать узлы схемы и защитит их от перегревания и дальнейших поломок.

Когда подключаются блоки, нужно применять провода, защищенные кембриками. При соприкосновении проводов появляется риск образования короткого замыкания или перегорания узлов схемы. Все детали необходимо разместить в корпусе так, чтобы между ними мог хорошо циркулировать воздух. Узлы схемы нужно очень качественно закрепить, иначе изготовленный усилитель будет вибрировать при езде и работе сабвуфера.

При выполнении всех работ необходимо быть предельно осторожным. При возникновении ошибок детали быстро сломаются. Стоит браться за сборку усилителя только в случае наличия необходимых навыков в сфере электроники. При отсутствии опыта работы с электрическими схемами стоит доверить сборку изделия специалисту.

Как сделать самому

Усилитель звука в автомобиле можно сделать своими руками, используя готовые наборы. Это упростит проверку и наладку, сократит вероятность ошибок, способных привести к неправильной работе. Еще одно достоинство заключается в том, что не потребуются радиотехнические навыки.

Набор для самостоятельной сборки усилителя состоит из блоков ограничителя, предусилителя, усилителя мощности, кроссовера, стабилизатора и устройства управления. Другой вариант — сборка устройства из дискретных деталей по схеме.

Корпус

Он должен обеспечивать надлежащее охлаждение компонентов усилителя, которые могут нагреваться во время работы. Для этого следует предусмотреть щели или отверстия, которые должны располагаться как можно ближе к выходной микросхеме. Для улучшения охлаждения мощного усилителя устанавливается вентилятор, рассчитанный на 12 В. Он обеспечит дополнительную защиту от перегрева.

Смотрите » Инструкция по настройке и применению магнитолы Pioneer MOSFET 50Wx4 (Пионер МОСФЕТ) и как ее выключить

Корпус можно изготовить из фанеры или металла, например, листового алюминия или жести. В этом случае необходимо обеспечить изоляцию компонентов и платы устройства. Для улучшения экранирования можно соединить отрицательный полюс платы с корпусом. На нем нужно предусмотреть посадочные места под клеммы, которые прикрепляются с обратной стороны. Чтобы не ошибиться при подключении, следует нанести на корпус пояснительные надписи.

Усилитель для колонок

Вначале рекомендуется сделать фильтр питания с предохранителем. Его номинал составляет не менее 20 А. В состав самого фильтра входит дроссель, который можно взять с неисправной магнитолы, и конденсаторы. Они объединяются в батарею для повышения эффективности работы.

Емкость фильтра должна быть не менее 6000 мкФ. Чем она больше, тем лучше будет работать усилитель на большой громкости. Для автоматического включения устройства следует установить механическое или электронное реле управления. Обмотка подключается к массе и голубому с белой полосой проводу магнитолы. Контакты включаются в разрыв плюсового провода перед конденсатором фильтра.

Если собирается автоусилитель звука своими руками из готового набора, то следует соединить блоки в соответствии с инструкцией. Усилитель и предусилитель подключаются друг к другу прилагаемыми кабелями. К этим блокам подсоединяется стабилизатор питания или преобразователь напряжения, если для нормальной работы микросхемы необходимо более 14 В.

Если усилитель собирается на плате из отдельных деталей, то потребуется припаять их к нужным точкам. При подключении этого устройства напрямую к выходам динамиков магнитолы необходимо предусмотреть регулируемый делитель. Он не потребуется, если подключение осуществляется к линейному выходу низкого уровня. В разрыв выводов колонок включаются проволочные резисторы, необходимые для защиты и согласования. Их сопротивление — 1-2 Ом.

Смотрите » Обзор автомагнитолы Kenwood (Кенвуд) KMM-124

Усилитель для сабвуфера

Он отличается большей мощностью, необходимой для раскачки саба, а также наличием фильтра низких частот. Микросхема усилителя устанавливается на теплоотвод повышенной площади для более эффективного охлаждения.

Мощность звучания сабвуфера можно увеличить, если выполнить подключение по мостовой схеме. Если требуется усилок в авто и для колонок, и для сабвуфера, то для каждого канала собирается свой блок. Вся конструкция помещается в 1 корпус.

Проверка работоспособности

Как сделать усилитель для сабвуфера мы разобрались, осталось проверить его работоспособность. Это можно сделать в домашних условиях, но ни в коем случае нельзя пренебрегать правилами безопасности, иначе можно получить удар током или испортить устройство. Тестирование проходит следующим образом: усилитель запитывают через аккумулятор и подключают колонку с сопротивлением в 20 Ом. На усилитель подается нагрузка и проверяется мощность.

Если нет начальных знаний радиоэлектроники, лучше проверить работоспособность, вмонтировав усилитель в акустическую систему. Перед этим производится настройка магнитолы. Если после установки усилителя в систему, вы получили желаемый звук, значит усилитель собран правильно.

Монтаж

Основная плата усилителя

Схема печатной платы усилителя приведена ниже.

Печатную плату можно изготовить путем травления текстолита с медной подложкой раствором хлорного железа. Рисунок дорожек контактов проще перенести на плату с глянцевого листа бумаги, на котором этот рисунок напечатан с помощью лазерного принтера. Нюансы этого способа легко можно найти в интернете на соответствующих сайтах по электротехнике.

Пайку деталей производим аккуратно, удаляя излишки флюса. Особенно это касается микросхем. Микросхему операционного усилителя можно установить через восьмиконтактную панель.

Помните: перегрев полупроводниковых элементов, может привести к выходу их из строя!Катушки индуктивности L1  и L2 в выходном фильтре усилителя, изготовляются из медной эмалированной проволоки диаметром 1 мм, путем накручивания на цилиндрический сердечник диаметром 5 мм. Количество витков катушки — 20.

Микросхему усилителя устанавливают на теплоотвод. Он должен быть площадью более 600 см². Роль радиатора может выполнить шасси авто.

После монтажа всех элементов подсоединяют провода.

Блок стабилизации и коммуникации питания

В вышеописанной схеме мы использовали самую простую схему питания усилителя через аккумулятор, однако для более стабильной работы усилителя можно подключить его через стабилизатор. Данное устройство можно собрать самому (схему на любой вкус в интернет можно найти очень легко), но самый простой способ — это использовать готовый блок стабилизации от старого усилителя или купить новый.

Кроме того, блок стабилизации позволяет сэкономить заряд аккумулятора автомобиля.

Предотвращению разрядки способствует реле с отдельной клеммой REM, работающую под напряжением в 12 В. Клемма устанавливается на выходе автомагнитолы, благодаря чему сабвуфер начинает работать вместе с музыкальным устройством.

Для контроль работы усилителя можно установить светодиод в схему питания устройства.

Окончательная сборка устройства

После монтажа платы, проводим окончательную сборку усилителя и помещаем его в корпус. Корпус можно изготовить самостоятельно из обычной фанеры с помощью лобзика. На фанере вычерчивается схема по нужным размерам, вырезается лобзиком и закрепляется герметиком.

Так же корпус можно приобрести в магазине или использовать алюминиевый короб, который одновременно будет выполянть роль радиатора.

Размещая все детали в корпусе, нужно обеспечить в нем свободную циркуляцию воздуха для лучшего охлаждения деталей.

Корпус усилителя необходимо надежно закрепить в салоне автомобиля.

 Перед установкой важно убедиться в правильности полярности питания, иначе аппарат сразу сгорит

Усилитель для сабвуфера своими руками

Купить сабвуфер можно в любом специализированном магазине автомобильной акустики. В продаже есть как пассивные, так и активные модели, рассчитанные на любую мощность. Можно купить пассивную колонку и отдельный блок УНЧ. Несмотря на большой выбор многие предпочитают сделать короб и усилитель для сабав машину своими руками. Конструкция должна уверенно работать от бортовой сети автомобиля, обеспечивать соответствующую выходную мощность и определённый коэффициент нелинейных искажений. Низкочастотное устройство должно быть собрано надёжно, чтобы выдерживать постоянную тряску и вибрацию. Схемы усилков для сабамогут быть реализованы на биполярных транзисторах, полевых компонентах или интегральных микросхемах.

Преимущества усилителей на микросхемах

Самое значимое преимущество – это компактность. Вследствие того что радиолампа сама по себе имеет внушительный размер, вся конструкция получается чересчур большой. А вот микросхема имеет очень маленькие размеры: около двух сантиметров — длина, высота — не более одного. А вот толщина ее составляет несколько миллиметров. Конечно, она нуждается в радиаторе, ведь при работе происходит выделение большого количества тепла. Но самое главное – это то, что питание усилителя на микросхемах может осуществляться от постоянного напряжения 12 Вольт. А вот усилитель для сабвуфера, своими руками собранный на лампах, имеет ряд недостатков. Для ламповой техники необходимо использовать напряжение от 150 Вольт (питание анодов). Следовательно, отпадает необходимость в трансформаторах больших габаритов. И также стоит упомянуть про легкость настройки – никакого подбора «минуса» катода и сетки не требуется, что облегчает задачу изготовления. Конечно, если вы желаете сделать качественный усилитель для дома, то можно и воспользоваться схемами на лампах. Звук они выдают поистине красивый.

Зачем необходим усилитель

Название устройства говорит само за себя. Однако оно не только делает звук в колонках громче. Он позволяет передать сигнал более качественно, благодаря чему при воспроизведении через это устройство можно услышать разницу в тонких настройках эквалайзера.

Для любителей басистой музыки к прибору можно подсоединить сабвуфер. А если к аудиосистеме подключить еще и кроссовер, то можно насладиться звучанием во всех частотах и не сжечь при этом динамики разной мощности. Дополнительный конденсатор в схеме аудиосистемы не позволит «проседать» басам при пиковой нагрузке на отдельном канале.

Все эти узлы важны для передачи качественного звука. Но они не будут работать должным образом, если не подать на них более сильный сигнал. Как раз эту функцию выполняет автоусилитель.

За что отвечают выводы микросхем

У вас имеется микросхема, но вы желаете разобраться, для чего необходимы все ее выводы? Впрочем, настройка усилителя под сабвуфер проводится и без знания этих тонкостей. Но разобраться несложно, ведь все интуитивно понятно:

1. GND – это минусовой провод питания, «масса» автомобиля, если в нем будет производиться установка.
2. Vcc+ – это положительный вывод питания микросхемы.
3. In/Out – соответственно, входы и выходы. На вход подается сигнал, например от телефона или ноутбука, а с выходом соединяется динамик сабуфера.
4. St-by – режим ожидания, как правило, он соединяется с плюсовым проводом питания.

Пожалуй, это все, что вам потребуется знать, больше ничего лишнего в микросхемах нет. Нужно только правильно соединить все дополнительные элементы и выводы микросхемы между собой.

Заключение

Монтаж усилителя своими руками имеет массу преимуществ:

1. Качественный звук.
2. Высокая выходная мощность.
3. Достаточно простой процесс сборки.
4. Экономия средств.

Если вы решили собрать усилитель самостоятельно, отнеситесь к этому серьезно, ознакомьтесь с точным описанием процесса и постарайтесь вникнуть в суть

Важно соблюдать меры безопасности во время работы. Установку каждой детали нужно производить очень внимательно и аккуратно, спешка тут ни к чему, иначе вся работа будет насмарку

Проверяйте все контакты, чтобы не пришлось делать это уже после монтажа в аудиосистему.

Это описание подойдет новичкам, которые никогда не сталкивались с работой с  электроникой. Изготовление усилителя своими руками позволит значительно сэкономить на покупке этого дорогостоящего девайса. Правильная сборка может гарантировать надежную работу и качественный звук.