Amplificador de fone de ouvido de forma livre Crystal CMoy: 26 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este circuito amplificador de fone de ouvido é diferente das técnicas convencionais de construção moderna por ser com fio de ar, P2P (ponto a ponto) ou de forma livre, como nos bons e velhos tempos da Valve, antes da intervenção dos PCBs e do transistor.

Em vez de um invólucro tradicional, o circuito do orifício é encapsulado em resina de poliéster para aprimorar as partes internas.

Se você está lendo isso e pensando por que precisa de um amplificador para fones de ouvido, clique aqui

Embora muitos amplificadores de fone de ouvido cMoy sejam projetados para serem portáteis, este foi projetado para o desktop, embora uma bateria também possa ser feita.

Esta é uma instrução bastante longa, então "faça uma cerveja", como dizemos em Yorkshire, e fique confortável.

No lado positivo, há muitas fotos:)

Etapa 1: o esquema

Aqui está o esquema EaglePCB do amplificador de fone de ouvido que segue o design cMoy A lista de componentes é a seguinte Seção de alimentação de energia 1x Conector de alimentação DC 1x LED de 5 mm R1LED: 1x 1k a 10k resistor de filme metálico de 0,6 watt (para o LED de energia, em qualquer lugar de 1k a 10k será bom, tudo depende da tensão de entrada e de quão brilhante você gosta do seu LED.) CP1 / 2: 2x 470uf 35 ou 50v Capacitores de potência RP1 / 2: 2x 4,7k 0,6 watts resistores de filme metálico (para o divisor de tensão da fonte de alimentação) Seção do amplificador IC1: 1x OPA2107 Amplificador operacional duplo C1L / R: 2x Capacitores Wima MKS 0,68uf 63v (para a entrada do sinal de áudio) C2 / 3: 2x 0,1uf capacitores de caixa de poliéster (para estabilizar o OP-AMP) R1LED: 1x 1k 0,6 resistor de filme de metal watt (1/2 Watt) R2L / R: 2x 100k 0,6 watts resistores de filme de metal (1/2 Watt) R3L / R: 2x 1k resistores de filme de 0,6 watt (1/2 Watt) R4L / R: 2x 10k Resistores de filme de metal de 0,6 watts (1/2 Watt) R5L / R: JUMPERED (opcional) 2x 3.5mm Stereo Jack Sockets Downloads: EaglePCB. SCH Esquemático e PDF abaixo

Etapa 2: Fazendo o esqueleto

Essa parte é muito complicada! Ele vai testar suas habilidades de dobra e solda. Tudo tem que estar visualmente correto, porque tudo estará à mostra para todo o tempo quando for fundido em resina. Para criar o barramento de força, usei um fio de 1,10 mm de núcleo sólido retirado da rede elétrica dupla e um cabo de aterramento usado para a fiação interna da casa. Apenas ferramentas básicas são necessárias para construir o esqueleto: Solda de ferro de solda (de preferência de calibre fino) Caneta de fluxo (opcional) Alicate de ponta longa para entortar recortes

Etapa 3: Fonte de alimentação externa

Para a fonte de alimentação externa principal, você precisará de um tipo de modo switch. Usei um de um roteador antigo, qualquer coisa na faixa de tensão de 9-18 VCC e corrente nominal 300ma para cima serve. Você também precisará de uma fonte de alimentação com um pino central positivo, denotado pelo símbolo no círculo vermelho na imagem. Se você detectou algum zumbido em seus fones de ouvido ao testar o circuito antes de derramar a resina, verifique todo o circuito e tente usar um modelo diferente de fonte de alimentação. Se a fonte de alimentação que você selecionou for uma verruga de parede barata que contém um transformador (fonte de alimentação linear), sem dúvida, ela zumbirá pelos fones de ouvido

Etapa 4: Fiação do conector de alimentação

O pino traseiro vai para o + V (+ trilho) O meio e o lado para o solo (-Rail)

Etapa 5: Dica: Fazendo uma boa curva

Eu descobri que para obter curvas consistentes e repetíveis nos condutores do resistor e no fio de cobre, eu precisava usar uma chave de fenda. Você pode usar chaves de fenda de diâmetros diferentes para curvas de raio menor ou maior.

Etapa 6: Fazendo o esqueleto 2

Aqui podemos ver o layout básico da seção da fonte de alimentação. É uma fonte de alimentação de terminação dupla que pega uma entrada de terminação única (12 VCC) e a divide com um divisor de tensão. Os bastidores à direita são para o circuito do amplificador operacional que requer + / GND / - em vez de apenas + / GND. O que isso significa basicamente é que a entrada de energia para o amplificador operacional Burr Brown OPA2107 ou Op-Amp precisa de -Volts e + Volts o fio em forma de T que passa pelo meio é o aterramento ou, neste caso, um "aterramento virtual" produzido pela tensão divisor ele nunca entra em contato direto com o aterramento de alimentação principal que entra pela tomada de alimentação. Os dois resistores de 4,7k perto da parte traseira são os divisores de tensão, a alimentação para a tomada de alimentação, neste caso, é de 12 VCC é então dividida pela metade pelo divisor de tensão produzindo -6 V e + 6 V em ambos os fios de cobre externos ou você poderia chamá-los de barramentos. O + V para o LED é alimentado diretamente da parte traseira do conector de alimentação e usa o fio de cobre de -6v para aterramento através de um resistor de 1k, já que tudo isso vem antes do divisor de tensão no que diz respeito ao LED -6v é normal chão. Agora, para começar a adicionar os outros resistores de acordo com o esquema.

Etapa 7: Fazendo o esqueleto 3

Os dois grandes capacitores prata 470uf 50v são para os barramentos da fonte de alimentação seguidos pelos dois capacitores vermelhos de passagem dupla para estabilidade do Op-Amp apenas no caso de qualquer oscilação que estritamente falando deve ser fixada o mais próximo possível das pernas do Op-Amp. Dito isto, não tive problemas de estabilidade com este IC em outros Cmoys que fiz. Tenha cuidado para verificar a polaridade dos capacitores antes de soldar

Etapa 8: Fazendo o esqueleto 4

Aqui você pode ver as pernas do resistor turquesa (R4) saindo da parte superior do Op-Amp IC, é onde eles fazem um loop da saída para onde R5 deveria estar no Schematic. R5 é opcional e eu nunca o instalo, mas ele ainda precisa ser conectado à saída com ou sem o resistor, isso também reduz os fios adicionais. O resistor turquesa (R4) define o ganho junto com R3. você pode ver os loops melhor na segunda foto. Na terceira foto, os 4 condutores inferiores agora podem ser conectados ao aterramento virtual (fio de cobre do meio)

Etapa 9: Fazendo o esqueleto 4

É hora de adicionar os limites de entrada que param qualquer tensão DC (corrente contínua) que entra no amplificador da fonte (iPod ETC) através do soquete de entrada, pois isso também seria amplificado por um fator de ganho. Os sinais de áudio funcionam em AC (corrente alternada). O ganho é definido bem mais baixo como a fonte de entrada, neste caso o PC tem saída alta e não haverá potenciômetro de volume para ajustar fisicamente o volume. Na segunda foto, as pernas dos resistores turquesa são dobradas para formar a conexão de saída que será conectada ao conector do fone de ouvido. As 3ª e 4ª imagens mostram a conexão das entradas de áudio e dos fones de ouvido. Usei fio esmaltado de um transformador antigo para dar uma aparência consistente, mas também tem um bom isolamento contra curtos.

Etapa 10: Fazendo as imagens de referência do esqueleto

Aqui estão algumas fotos adicionais para referência.

Etapa 11: Teste

Nesta fase, NÃO teste o amplificador com seus melhores fones de ouvido, use alguns fones de ouvido antigos baratos Espero que tenha testado bem e esteja com um som ótimo!

Etapa 12: Selagem Pré-Fundição

Esses conectores em particular são de uma placa de som ao vivo antiga, devido ao fato de que eu poderia lacrá-los facilmente para impedir a entrada de resina. Ambos os lados do Jack Socket de áudio foram removidos durante o processo de selagem, os lados foram substituídos após a aplicação de resina em todas as bordas. A resina também foi colocada ao redor de todos os pinos de conexão ao redor da parte inferior para garantir uma vedação hermética. Mais resina foi usada ao redor da parte inferior do conector DC. Espero que a resina extra não apareça muito na fundição final.

Etapa 13: Selagem Pré-Fundição 2

Usando Blue Tack e fita transparente, os três soquetes foram conectados, os dedos cruzados;)

Etapa 14: Elevando o circuito

Para elevar o circuito dentro da carcaça, soldei um par de risers de fio no solo virtual que corria no meio do amplificador.

Etapa 15: rotular os soquetes de áudio

Achei que seria bom fazer alguns rótulos de entrada, parcialmente para melhorar a aparência dos soquetes. Depois de medir os soquetes, eles foram feitos e impressos em escala no Adobe PhotoShop e depois impressos em papel fotográfico fino usando fita dupla-face colada nos lados do soquete.

Etapa 16: Fazendo o molde

Refleti bastante sobre o design e os materiais do molde, no final decidi usar uma cartolina de 1,5mm de espessura. Quando cortado com uma faca artesanal, ele deixou uma borda bem limpa e plana que auxiliou na precisão da distribuição. Sei que existem maneiras melhores de criar um molde, como usar silicone, mas o objetivo é fazer com que as laterais sejam o mais quadradas e verdadeiras possível, pois este é um cartão de projeto que parece ideal. Em seguida, projetei os modelos de molde no EaglePCB e, em seguida, usando fita dupla-face colei a impressão no cartão a ser cortado. Quando chegou a hora da montagem do molde, cada canto foi pregado no lugar com supercola até que todas as partes do molde estivessem juntas como uma, ponto em que passei mais supercola em todo o comprimento de cada lado. A segunda passagem de cola foi aplicada para garantir que as juntas estivessem completamente seladas. Downloads: Layout DXF e PDF abaixo

Etapa 17: Um tipo diferente de "volume" (atualizado)

Uma maneira fácil de calcular o volume em "ml" era encher um forro com água e, em seguida, despejar o conteúdo em um copo para medir o volume e o peso. Eu poderia ter medido o molde com uma régua, mas isso foi mais rápido e me deu uma indicação do peso aproximado da resina necessária para preencher o volume do molde, você também deve levar em consideração o deslocamento do item que está sendo encapsulado. Estimei que a água teria aproximadamente uma densidade e peso semelhantes aos da resina. Agora que você sabe o volume necessário, siga as instruções da resina adquirida para encontrar a proporção correta de resina para endurecedor. Eu usei Polycraft DSM Synolite Water Clear Casting Resin + MEKP Catalyst (1 a 2%), eu acredito que é uma resina de poliéster a proporção de Catalisador para Resina foi em torno de 1%. Foi muito difícil medir o catalisador em quantidades tão pequenas. Existem muitas variedades, que requerem diferentes proporções de resina para endurecer. Portanto, a mixagem etc. depende do tipo que você usa.

Etapa 18: Misturar a resina

Com a resina misturada, tive que garantir que despejava devagar e perto do molde para não provocar bolhas de ar. Você pode ver na imagem abaixo que há uma cúpula de resina subindo acima do molde, isso é para permitir o encolhimento à medida que a resina cura. Depois que a resina for misturada, você não terá muito tempo para trabalhar com ela antes de iniciar a cura, então tenha tudo o que precisa à mão.

Etapa 19: curando a reação química

O molde foi então coberto para impedir que quaisquer detritos ou poeira entrassem no molde. Uma reação química vai começar e o molde irá gerar uma porção de calor este é o processo de cura no trabalho Eu usei um termômetro sem contato para medir a temperatura, uma vez que curou 8 minutos e as coisas estão ficando quentes. Neste ponto, a superfície começa a gelificar, ele mostra como ondulações da superfície. Deixei o gesso por 24 horas para endurecer totalmente antes de iniciar a próxima fase.

Etapa 20: Quebrando o Molde

Depois de deixar o molde por 24 horas, a primeira coisa a fazer era lixar o topo para que ficasse plano no molde. Eu então tive um ponto de referência para ajustar todos os outros lados. Eu usei a lixadeira de cinta que estava bem presa em um torno (tenha cuidado ao fazer isso!) Depois de um pouco de lixamento úmido com papel P600 e depois P1200 Grit, fiquei com a forma básica.

Etapa 21: derrubando as bordas

Usando o Vice novamente, prendi meu roteador com uma plataforma improvisada em cima. Eu arranquei as arestas afiadas que estariam propensas a lascar. O rolamento da fresadora segue o lado plano, cortando um chanfro uniforme em todas as bordas.

Etapa 22: polonês final

Para polir a superfície novamente usei o P600 e depois o P1200 grão úmido e papel seco embebido em água. Descobri que o T-CUT ou o Brasso eram um excelente polidor de polimento, literalmente iluminando a superfície a partir de um acabamento fosco. As precauções ao selar os soquetes funcionaram muito bem e nenhuma resina entrou nas cavidades do soquete Jack, há algumas pequenas bolhas de ar, mas nada que realmente possa ser visto. A única maneira de eliminar totalmente as bolhas de ar seria usar uma câmara de vácuo ou cúpula. Pensando bem, acho que isso pode ter forçado a resina para dentro das cavidades de ar. Uma dica, se você tiver uma câmara de vácuo ou cúpula, seria apenas aspirar a resina após a mistura antes de despejar, pois o processo de mistura introduz algumas pequenas bolhas de ar.

Etapa 23: Precauções

Pode haver alguma preocupação em relação aos capacitores no caso de inversão de polaridade. Se você estiver usando uma fonte de alimentação fabricada, como uma verruga de parede ou fonte de alimentação, e a tomada tiver um centro positivo, isso não é realmente um problema. No caso de falha catastrófica, os capacitores são construídos com um fail safe para liberar a pressão. Na extremidade do capacitor, a tampa é marcada, enfraquecendo-a. Isso, por sua vez, impede que o capacitor crie muita pressão. Como precaução de segurança, orifícios piloto podem ser perfurados o mais próximo possível das extremidades do capacitor (não dentro!). Isso atuaria como um elo fraco ou válvula de escape para qualquer aumento de pressão. Um diodo também poderia ser usado para evitar a inversão da polaridade.

Etapa 24: Testando os trilhos de tensão

Existem diferentes maneiras de elevar o circuito, além do uso de arame fino durante a fundição, mas eu já havia pensado nisso há algum tempo. Há uma vantagem neste método, no caso de uma falha, eu posso verificar as tensões do divisor de trilho +/- também por motivos de alinhamento de pré-fundição. Embora o circuito não possa mais ser reparado depois de lançado, ele me dará uma ideia do que pode ter dado errado, verificando o aterramento virtual (o fio está) em relação às conexões do conector de força negativa e positiva. Aqui você pode ver as tensões de 12vdc split -6 / + 6

Etapa 25: Temperatura de funcionamento

QUENTE OU NÃO ! Em relação às preocupações com a dissipação de calor ……. Aqui estão os resultados a 12vdc (-6 / + 6) tocando música em níveis acima do normal por 60 minutos O medidor à direita está medindo a temperatura ambiente de 16c O termômetro infravermelho está medindo acima do chip IC a 18c Mesmo quando em execução a 18vcc a temperatura só variava 1c. Eu já sabia que o circuito não produziria nenhum calor significativo antes de começar. Se isso fosse uma preocupação, eu teria embutido um pequeno dissipador de calor no topo do CI revelando-se na superfície superior do fundição. Embora não haja blindagem de metal como você teria em um chassi / PCB convencional, o amplificador não exibe nenhum ruído indesejado ou interferência de RF, pois você pode associar a um design de chassi aberto como este, ele é absolutamente silencioso, embora esteja próximo ao meu telefone celular e roteador wi-fi. Os engenheiros eletrônicos têm encapsulado ou envasado eletrônicos em resina por décadas, geralmente para amortecimento de vibração ou controle de umidade, é só eu decidi fazer com que pareça apresentável:)

Etapa 26: Galeria

Espero que tenham gostado do guia e talvez ele inspire alguns de vocês a tentar algo original. Obrigado por olhar para o instrutível:) RupertTallman Labs

Vice-campeão no Desafio Make It Real