• Объявления

    • admin

      Анонсы постов вашего блога в группах паяльника   04.09.2016

      Самые интересные посты будут анонсироваться в группах VK и FaceBook. Охват одного поста составляет несколько тысяч человек. Пример анонса записи про книгу Sprint Layout: в группе VK, в группе Facebook.  Поэтому если вы считаете, что ваш пост будет интересен аудитории, то не стесняйтесь - пишите, сделаем пост!

Заметки радиолюбителя

  • записей
    12
  • комментариев
    100
  • просмотров
    3 099

[Усилитель Neptune] Релейный регулятор громкости и селектор. Макет

Для моего нового усилителя мне потребовался электронный регулятор громкости (РГ). Один из популярных вариантов - лестничный релейный регулятор громкости, или, как его еще называют, регулятор Никитина. Несмотря на обилие готовых решений в сети, собрать его я решил своими руками под свои "хотелки". Кроме РГ нужен был селектор на 4 входа с возможностью запоминать последний выбранный вход.

Оба этих устройства я объединил в одном модуле. Схема основана на микроконтроллере AVR. 

58dc0d0a3b902_.png.39d96191b9e86aa9a2c5500f3183f2e5.png

Кнопка переключает входы, потенциометр - меняет уровень громкости. Именно благодаря электронному регулированию можно не применять сдвоенный потенциометр. Кроме этого его можно располагать в любом удобном месте усилителя не беспокоясь о наводках на входные цепи. 

В целях экономии выводов МК для управления реле были использованы 8-битные сдвиговые регистры. По факту я решил взять мощные регистры от TI TPIC6B595. Функционально они аналоги регистров типа 74HC595, но имеют выходы с открытым стоком и допустимым током до 150 мА на каждый выход (при условии соответствующей трассировки платы, о чем сказано в даташите). Это позволило не ставить транзисторные ключи или специальные драйверы типа ULN2003.

58dc0eb2b3bcb_2017-03-2910-00-11.thumb.JPG.9e2e700468543290a092a80110886f0d.JPG 2017-03-29_23-44-48.png.f84e5b89040fc0b19b6377572571d7b9.png

Отладка работы устройства проводилась на МК ATtiny13, но в конечном устройстве планируется применить более мощный МК.

Из-за ограничений по габаритам конструкцию пришлось разделить на две платы.

78946.png.5ccb3b996cd6573d57aa3bfcf8666ce2.png

1.JPG.c111288c9759ec6f42640eece23a6ac6.JPG2.JPG.0967cc2bece5483d07d3ed9866a76741.JPG

Левая плата является основной - на ней расположены входные разъемы, реле селектора и микросхемы регистров. Правая плата устанавливается на нее этажеркой и на ней расположены реле и резисторы релейного РГ. Электрически они связаны разъемами типа PLD.

Также можно не устанавливать верхнюю плату РГ. В таком случае выходной сигнал берется с разъема OUT вверху платы.

Так как в усилителе будет применяться один МК для управления всеми сервисными функциями, то на данном модуле его нет. Имеется лишь разъем входа управления (CTRL), который будет соединен с платой МК. Но был также оттрассирован вариант нижней платы с МК ATtiny13. Это позволит применять модуль автономно.

3.JPG.6ee024c20f4071046ef2a1a2825df60f.JPG

Логика переключений реле РГ довольно проста. Для оцифровки сигнала с потенциометра применяется 10-битный АЦП, встроенный в МК. Реле управляются двоичным кодом. Поэтому достаточно просто взять 6 старших бит результата оцифровки (т.к. реле 6 штук) и вывести их в регистр, к которому подключены реле.

Платы первой ревизии:

58dc0ec5bc962_2017-03-2917-42-00.thumb.JPG.7d9c90922d7f264f3dfb65d3f175bdd6.JPG 58dc0ecfd6078_2017-03-2917-42-09.thumb.JPG.eca1077afa0021c81a6b16df6587a679.JPG
58dc0edca1254_2017-03-2917-42-46.thumb.JPG.85a75d12a5abebcd3d21eb7c3ff71815.JPG 58dc0ed61a733_2017-03-2917-42-39.thumb.JPG.9dc5555cd671a5f140119de670580fe0.JPG

Сборка и испытания макета показали работоспособность программы.

58e00753c395e_2017-04-0115-12-10.thumb.JPG.0f6090921f30f4d402e261cbb0f23c6d.JPG58e007575f29c_2017-04-0115-12-18.thumb.JPG.eaffaffbfcd4d75e86ab42bae7537773.JPG

58e00759c406d_2017-04-0123-49-31.thumb.JPG.200a707a562e682b5336338202358614.JPG 58e12391db3cf_2017-04-0220-06-57.thumb.JPG.35ac04f271b0150dd6ed065358fcc0ce.JPG

Естественно, не обошлось без ошибок:
1. Программные глюки.
2. Оказалось, что купленные реле имеют полярность включения. РГ работал (тут я "угадал" с полярностью), селектор - нет. Пришлось править дорожки.
3. Конструктивный недочет - реле верхней платы и разъем CTRL немного мешают друг другу. Поставил угловой разъем, частично помогло. 

В процессе испытаний уяснил для себя несколько моментов:
1. Шаг регулировки нужен меньше. Сейчас 1,5 дБ. А то слишком большой диапазон получается.
2. Нужно как-то усреднять значения с АЦП. Бывают самопроизвольные пощелкивания.
3. Плавное увеличение громкости скорее всего нафиг не надо. Трескотня никакого шарма не добавляет. Пока убрал.
4. Щелчков при регулировке нет. Подключал ухоусь, поэтому слушал в наушниках. Придерживался "инверсной" схемы включения реле:

Quote

Чтобы устранить этот неприятный эффект при использовании обычных реле, достаточно поменять разомкнутые и замкнутые группы контактов местами, а сигналы управления реле проинвертировать.

Источник: http://radiopages.ru/nikitin2.html#ixzz4d6tHAZcU

Итого, функционал модуля следующий:

- управление громкостью потенциометром с линейной характеристикой регулировки;
- 64 ступени регулировки, при шаге 1,5 дБ дают ослабление от 0 до -94,5 дБ;
- четыре входа селектора;
- переключение одной кнопкой "по кругу";
- запоминание последнего выбранного входа;
- задержка при включении (2 c);
- mute между переключениями каналов.

В планах - исправить все косяки и добавить возможность управления энкодером с кнопкой.

UPD: Видео работы РРГ:

 

  • Одобряю 4


26 комментариев




Рекомендуемые комментарии

Поздравляю с запуском! Не вижу на платах, землю контроллера с аналоговой землей соединили?  Без этого может фон вылезти, даже если его не слышно, на спектрах будет ...

Диапазон регулирования зависит от чувствительности акустики, на S90 мне -64 хватает, на приличной АС это уже громко,  нужно -80.  В идеале я бы добавил в РГ еще одно реле с настройкой нижней границы при шаге в 1db.  И на дисплее отображать удобнее целые числа.  

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Спасибо.

Хм, земли я целенаправленно не стал соединять. Попробую соединить.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

"Нужно как-то усреднять значения с АЦП. Бывают самопроизвольные пощелкивания."

Усреднение тут не поможет: из-за дискретности преобразования всегда можно потенциометром попасть на границу между ступенями регилировки, и усреднённое значение так же будет скакать по соседним ступеням.

Надо добавить программный гистерезис. Это когда при сравнении результата АПЦ и порогов попали на какую-то ступень, надо тут же границы этой ступени чуток раздвинуть. Тогда при постоянном положении потенциометра мы всегда будем находится внутри одной ступени без случайных перескоков.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
8 часов назад, aitras сказал:

целенаправленно не стал соединять.

Отсюда и ниже мои грабли :)

  • Одобряю 1

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

А на цифровых потенциометрах типа DS собрать регулятор громкости вера не позволяет? Учитывая, что у них отсутствуют проблемы нелинейности механических  контактов при сигналах малой амплитуды.

  • Не одобряю 1

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
24 minutes ago, Стрелка осцилографа said:

А на цифровых потенциометрах типа DS собрать регулятор громкости вера не позволяет?

Позволяет.

Ну вот сейчас захотелось на реле. 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Не, хозяин барин, конечно. Только каждый механический контакт на окисле или из разных металлов даёт соединение с выраженным в разной степени полупроводниковым эффектом. Что на малом сигнале или токе чревато. Да, и чего контроллёр такой? А не нормальный, хоть бы с парой полных портов. Ибо тем, что у Вас хорошо и удобно датчик- другой обрабатывать, но городить ещё регистры после... На мазохизм схемотехнический смахивает.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
12 минуты назад, Стрелка осцилографа сказал:

механический контакт на окисле или из разных металлов даёт соединение с выраженным в разной степени полупроводниковым эффектом

Будьте добры, покажите мне этот "'эффект" на спектре РГ c БУшными реле из старой АТС.  Может я чего не понимаю :D

post-176896-0-16202800-1456083444.png

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
34 minutes ago, Стрелка осцилографа said:

Да, и чего контроллёр такой?

Т.к. МК будет управлять не только РГ, то модуль РГ будет стоять обособленно и к нему надо вести сигналы управления. Поэтому удобнее сделать последовательную шину, а не параллельную. Так что регистры нужны. И если от МК нужно всего 4 пина, то зачем брать более мощный контроллер, можно и на "тиньке" отладить все. 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
28 минут назад, Signus сказал:

покажите мне этот "'эффект"

Ну, вот же - чётные гармоники 2 и 4кГц и есть результат полупроводникового выпрямления сигнала на контактах реле :D

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
9 минут назад, Стрелка осцилографа сказал:

тех кому интересно

Читать тут все умеют. Т.е. на практике подтвердить свое теоретизирование не можете.

11 минуту назад, Yurkin2015 сказал:

выпрямления сигнала на контактах реле :D

Точно,  а я думаю откуда в тесте EMU 0404 на себя эти палки,  так это буржуи внее реле навставляли, гады :D!

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Забавно, народ аудиофильский бьётся,  как подключить источник звука с микрофона реальными потерями в качестве, придумывает разъёмы специальной формы с максимально возможной площадью контакта, покрывает их неокисляемыми электропокрытиями, тратит тоннами спирт на зачистку контактов и всё зря, оказывается. Есть ещё люди с телефонными контакторами, которые легко могут доказать на большом сигнале, что и  на маленьком всё будет зергут. Ну, собственно, для кого и репа на каждый день вполне себе. Бгг.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
В 03.04.2017 в 12:49, Стрелка осцилографа сказал:

народ аудиофильский бьётся,

а

В 02.04.2017 в 23:44, Signus сказал:

на S90 мне хватает, 

так ото ж. :D

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
9 часов назад, tilarids сказал:

так ото ж. :D

Путаете уровень громкости ( что обсуждалось )  и  уровень качества :D?  Даже путаясь в терминах, по существу вопроса есть что сказать?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
34 минуты назад, Signus сказал:

 Даже путаясь в терминах, по существу вопроса есть что сказать?

Уважаемый, я бы не рискнул с коммутатором громкости на бытовых реле выходить на форум аудиофилов. Может для молодого бойца и пойдёт, но это не правильное направление. И, да. Наука о контактах это не Ваше.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
1 час назад, Стрелка осцилографа сказал:

выходить на форум аудиофилов

Вы начали обсуждение конкретных технических, т.е измеряемых проблем. Вам было предложено продемонстрировать это в цифрах и фактах на конкретных спектрах.  Нет, так нет, обсуждайте ваши эффекты на форумах аудиофилов, раз такой подход ближе. Сам туда даже не собираюсь и эту дисскуссию прекращаю :).

p.s. Прошу прощения Автора блога за off,   

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Вот тебе и стрелка - Осциллографа! Как и Фаллос в песне Шевчука однако, не слышал одного и не видел другого... И к чему это здесь?...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

ТС решил (попытался) задачу в лоб, выбрав не самое подобающее случае решение. Шилом сапожным тоже можно вышивать крестиком по шёлку, но не стоит.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Стрелка , здесь не согласен собирал работающие дискреты в прошлом веке , эдак в году 1980 , золотое время было для любителей , видео тогда до нас ещё    не  дошло , изголялись дискретом , мода  тогда была на цифровое управление с индикацией.

 

aitras , динамический диапазон обычного потенциометра от 40 до 50 дб.

Можно ли его использовать как элемент  точного задатчика разрядов ,сомневаюсь...

 

 

 

 


 


 

  • Одобряю 1

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
30 минут назад, ПРАЙМЕР сказал:

эдак в году 1980

Хы-хы, я с тех же времён. Но не старовер. Время сейчас другое. Просто забавно наблюдать в одной схеме МК и колхозные реле.

Для расширения кругозора ТС

http://www.compel.ru/lib/ne/2010/3/6-tsifrovyie-potentsiometryi-kompanii-on-semiconductor

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Комментарии блога

    • Это все равно, что сказать, что для каждого отдельного исполнения участка цепи существует своя методика и метрология применения закона Ома... И вновь старая голословная песенка. А самому проверить слабо? Схема ведь не сложная, да и ПК по-ходу имеется. Резонанс в параллельном колебательном контуре еще называется резонансом токов, где индуктивный и емкостной токи одинаковы по значению, но находятся в противофазе, чем друг-друга компенсируют, оставляя только активную составляющую контура - иже Ваши потери. А одинаковые значения токов достигаются за счет совпавших реактивных сопротивлений элементов. Теперь давайте проведем расчеты по уже имеющимся данным с последнего моего опыта: Хс=1/(2*ПИ*f*C) = 1/(2*3,1416*10450*0,000001)=15,23Ом; Хl=2*ПИ*f*L=2*3,1416*10450*0,000232=15,23Ом. Случайность, правда? Также заметьте, что активное сопротивление катушки, то есть сопротивление потерь, измерено мультиметром на последнем фото и составляет 0,5Ом, тогда как реактивное - 15,23Ом, то есть в 30 раз больше. Ради интереса самостоятельно рассчитайте полное сопротивление, если знаете как. Но я пошел дальше и провел ряд опытов, добавляя резисторы последовательно с катушкой номиналами 5,1Ом, 8,2Ом, 10Ом и 15Ом. И что Вы думаете? Частота не уплыла, поскольку по формуле Томсона она не зависит от активной составляющей. Начало падать только напряжение на контуре. Для пущей верности повторил опыты с разными значениями конденсаторов - эффект тот же. Единственное, при 15Ом пришлось подключать схему через усилитель, поскольку добротность контура упала настолько, что пик мультиметром уже не засекался. Думаю, применение генератора с более широким диапазоном частот и регулировкой выходного напряжения придало бы намного более удобств. Не знаю, как поведет себя схема в случае насыщения катушки, но предварительно пошерстив интернет, думаю, если даже удастся достигнуть резонанса в этом режиме, то он будет себя вести очень нестабильно. Поэтому давайте уже немного отходите от своих софизмов. И если хотите меня в чем-то обвинить или раскритиковать, то делайте это научно, а не философски.
    • Почитайте про работу феррорезонансного стабилизатора. Были очень популярны в эпоху ламповых телевизоров. Там как раз резонансный контур на 50 Гц.
    •   "...По моему я описал давно известный метод, который лично практиковал в университете, о котором потом, в процессе поиска, вспомнил и наглядно продемонстрировал в этой статье..." - Для каждого конкретного варианта исполнения индуктивности и частоты, на которой эта индуктивность будет использоваться, существует своя методика и метрология, позволяющая измерить требуемый физический параметр. Ваш метод не имеет связи с реальной индуктивностью и конденсаторами и поэтому мне и пришлось дать определение "схоластика" Вашим высказываниям.  "...Для резонанса не нужно мерить напряжение - там подойдет любой доходяжный прибор, который может показать пик и в этом, как по мне, вся изюминка метода..." - любой процесс измерения параметров электрическогоколебательного контура, в том числе, измеряет циркулирующий по этому контуру ток. Впрочем, если у Вас имеется "доходяжный" прибор, который может показать "пик", то Вам просто необходимо "застолбить" Ваш метод на этом форуме... 
    • Ну и что? Разве задача ставилась экономить энергию? Не Вы ли сами придали значение сдвигу резонансной частоты? По моему я описал давно известный метод, который лично практиковал в университете, о котором потом, в процессе поиска, вспомнил и наглядно продемонстрировал в этой статье. А вот Ваши старания подменить понятия словами: "попытки", "изобрести" и "заново" ничем не отличаются от софизма...
    • "...в контуре последовательно с конденсатором ставить эквивалентное поправочное активное сопротивление, либо добиваться, чтоб значение реактивного сопротивления настолько превышало значение активного, чтоб последним можно было бы пренебречь..." -  "эквивалентное поправочное активное сопротивление" - увеличивает потери энергии в контуре независимо от места его расположения. Методы измерения L,C и R контура давным-давно разработаны и поэтому попытки изобрести их заново ничем не отличаются от схоластики...
  • Записи блога