Регулятор громкости: схема и применение

Регулятор громкости: схема и применение

Для изменения настройки звука существуют специальные регуляторы. По частотности их делят на активные, а также пассивные. Дополнительно разделение осуществляется по типу настройки. Самыми распространенными принято считать цифровые регуляторы. Создаются они под разные виды усилителей и имеют свою канальность. Чтобы понять принцип работы данных приборов, следует подробно разобраться в их устройстве.

Не работает регулятор громкости

Ремонт энкодера автомагнитолы

В практике ремонта автомагнитол бывают случаи, когда устранение неисправности решается простой чисткой.

При длительной эксплуатации автомагнитол возникают неполадки, связанные с механическими элементами прибора. Поскольку всё управление автомагнитолой происходит через переднюю съёмную панель, то и поломке подвергаются те элементы, которые на ней установлены. Обычно это всевозможные кнопки, реже миниатюрные лампы подсветки дисплея (у более старых автомагнитол), регуляторы громкости, многоконтактный разъём, соединяющий съёмную панель с основной частью автомагнитолы.

Вы наверняка видели, что у многих автомагнитол роль регулятора громкости выполняет не набор кнопок, а валкодер. В официальной документации валкодер, как отдельную радиодеталь, принято называть энкодером, хотя по сути это одно и то же. Кроме этого данное чудо техники называют шаттлом. Но слово шаттл означает уже встроенный в прибор элемент управления, а не отдельную радиодеталь.

Так выглядит энкодер

Чем удобен валкодер?

Важно понять, что валкодер является частью цифровой электроники и служит он для ввода информации посредством поворота ручки регулятора. Всё управление происходит посредством изменения угла поворота ручки валкодера. Сам валкодер внешне очень похож на обычный переменный резистор, который ранее применялся в полуцифровых и аналоговых автомагнитолах для регулировки громкости.

Но если с помощью переменного резистора выполнялась лишь одна функция – регулировка звука, то с помощью валкодера возможна регулировка громкости звука, установка параметров низких и высоких частот, навигация по меню и многое, многое другое. Естественно, такая широкая функциональность возможна лишь с применением цифровой электроники.

Энкодеры можно встретить в любой технике, где применяется цифровое управление функциями.

Всё бы хорошо, валкодер вне всяких сомнений является очень удобным, компактным и многофункциональным. Но поскольку он имеет механические части конструкции, то рано или поздно он выходит из строя.

Так, при неисправности валкодера, наиболее часто имеет место следующая неисправность у автомагнитол:

При повороте ручки валкодера звук регулируется хаотично. Показания уровня громкости на дисплее также хаотично изменяются. При этом точная установка уровня громкости очень сложна и доставляет массу неудобств.

Что делать в случае, когда неисправен энкодер?

Заменять неисправный энкодер лучше новым, но что делать, если его нет в наличии или его трудно достать? В таком случае можно починить неисправный, правда, для устранения поломки потребуется разборка энкодера.

Устройство энкодера напоминает конструкцию обычного переменного резистора. Как уже говорилось, даже по внешнему виду они очень схожи.

Внешне энкодер очень похож на обычный переменный резистор

Обычно в энкодеры, которые применяются в цифровых автомагнитолах, встраивают микрокнопку, которая служит неким аналогом кнопки ENTER (ввода или подтверждения выбора). Эта кнопка расположена под валом регулятора (см. фото). У валкодера три вывода. Вместе с выводами от микрокнопки – 5. Также для жёсткой установки на плату предусмотрены два широких вывода от верхней планки корпуса. Они запаиваются в плату.

Энкодер в разобранном виде

Перед тем, как приступить к разборке валкодера и его чистке необходимо выпаять его из печатной платы передней панели. На первый взгляд операция простая, но на практике процесс осложняется тем, что рядом с энкодером обычно находятся мелкие SMD элементы и есть вероятность при выпайке валкодера их повредить.

Поэтому для демонтажа энкодера с печатной платы лучше воспользоваться специальным инструментом для выпайки многовыводных деталей. Подробнее об этом читайте здесь.

Разбирать валкодер стоит аккуратно без применения излишней силы. Главная задача – добраться до внутренних контактов и почистить их от грязи и окислов. Можно слегка отогнуть подвижные контакты, чтобы они лучше контактировали с фиксированными контактами при скольжении.

Чистку контактов лучше производить специальными средствами. Для этого можно использовать, например, спрей-очиститель DEGREASER. Он легко наноситься на поверхность, быстро испаряется не оставляя следов, хорошо очищает от застывшей канифоли, окислов, грязи и мелкодисперсной пыли. Спрей лучше нанести на зубную щётку в небольшом количестве и затем аккуратно почистить поверхность внутренних контактов валкодера. После этого проводим сборку валкодера и впаиваем в печатную плату.

Обычно, после проведения такой чистки валкодер работает стабильно и неисправность с хаотичной регулировкой громкости больше не проявляется.

MP1231
Цифровой регулятор громкости 2 канала

Готовый модуль

Отличное решение для модинга усилителя НЧ!

Устройство предназначено для регулировки громкости или других параметров аудиосистемы. Представляет собой 2-х канальный цифровой переменный резистор 10 кОм (AD8403, 255 шагов регулировки), перестраиваемый с помощью валкодера или ИК-пульта. ИК-пульт в комплекте не поставляется.

Стоимость и варианты доставки будут рассчитаны в корзине

Устройство предназначено для регулировки громкости или других параметров аудиосистемы. Представляет собой 2-х канальный цифровой переменный резистор 10 кОм (AD8403, 255 шагов регулировки), перестраиваемый с помощью валкодера или ИК-пульта. ИК-пульт в комплекте не поставляется.

Технические характеристики

Инструкции

Дополнительная информация

Выбор регулируемого параметра производится с помощью нажатия или вращения кнопки валкодера, ИК-пульта, состояние отображается на светодиодах LED1…LED20

Общая громкость регулируется с помощью кнопок пульта VOL >,

Баланс влево — вправо регулируется с помощью кнопок пульта |, | или валкодера, при этом попеременно загораются светодиоды LED17, LED18 и LED19, LED20.

Баланс вперед — назад регулируется с помощью кнопок пульта TU-, TU+ или валкодера, при этом попеременно загораются светодиоды LED17,LED20 и LED18, LED19.

По истечении 30 устройство переходит в режим регулировки громкости.

При нажатии кнопки пульта MUTE плавно уменьшается громкость каналов, при этом светодиоды LED17…LED20 начинают моргать. Повторное нажатие кнопки MUTE или любой другой возвращает исходное состояние громкости.

Дополнительные настройки производятся с помощью замыкания соответствующих выводов разъёма JD1 (первый вывод — квадратный):

• 1-3 – сброс всех настроек (значения по умолчанию)

• 3-6 – режим переопределения кнопок пульта (ожидает последовательного нажатия уменьшение и увеличение громкости, баланс влево и вправо, баланс назад и вперед, MUTE)

• 1-4 / 1-5 – уменьшение чувствительности валкодера и пульта соответственно

• 4-6 / 5-6 – увеличение чувствительности валкодера и пульта соответственно

Все установленные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти устройства.

Как работает переменный резистор и схема подключения

Первоначально нужно знать из чего состоит тот или ной прибор. Это существенно упростит работу с ним. Каждый, кто знаком с электричеством знает, что во всех схемах обязательно используется резистор. Это специальный электрический элемент схемы, который используется для регулировки и контроля за различными техническими показателями сети. К примеру, его можно применить для того, чтобы регулировать показатель сопротивления как отдельного участка цепи, так и нескольких независимых деталей в целом. Сегодня широко используется переменный резистор для регулирования напряжения о нем стоит поговорить более подробно.

Под переменным резистором принято понимать – электрическую деталь, используемую для врезания в принципиальную тему устройства и необходимую для того, чтобы вести контроль за показателем напряжения в сети.

На данный момент существуют следующие варианты резисторов переменного типа:

• Проволочные – этот тип деталей является самым распространенным на территории РФ;
• Для регулировки громкости – этот электрический элемент нацелен на то, чтобы регулировать и контролировать показатель звукового потока;
• Сдвоенный – один из вариантов формирования резисторных конструкций. Его можно одновременно использовать в качестве контролирующей детали для изменений показателя сопротивления не только на разных участках системы, но и на разных деталях в принципе;
• С выключателем резистор пригодился для создания и нормализации работы радиоаппаратуры. Он может самостоятельно регулировать уровень потока громкости. Его особенность – это совмещение с выключателем напряжения;
• Импортные – это электрическое оборудование, которое применяется для сборки схем различного типа. Имеет высокие технические характеристики и отвечает стандартам европейского качества;

На снимке импортный переменный резистр

В зависимости от типа и разновидности детали они могут применяться не только для создания элементарных схем, но и для того, чтобы собирать технические схемы для использования в тяжелой промышленности.

Разные виды переменных резисторов на снимке

Виды по сопротивлению

Сегодня на территории Российской Федерации реализуются электрические элементы в следующем видовом типе:

• 1 ком – это говорит о том, что электрическая деталь данного типа, используемая для сборки схемы с максимальным сопротивлением резистора в 1Ом;
• 10 ком – этот вариант имеет реальную номинальную мощность в 0, 25 Вт;
• 20 ком – его используют для создания схем и изменения величины сопротивления;
• 50 ком – это резистор, который отвечает высоким требованием и стандартам европейского качества;
• 100 ком – данный электрический элемент позволяет собирать рабочие схемы с высоким номинальным напряжением;
• 500 ком – нередко применяется в промышленности и для создания больших технических машин.

Как подключить?

Для того чтобы самостоятельно выполнить подключение электрического элемента в рабочую схему, необходимо прочесть следующую информацию:

• На первом этапе следует тщательно изучить техническую схему.
• Затем нужно будет определить, для чего именно она будет использоваться.
• После занимаются подборкой подходящего электрического оснащения. Иными словами, подбирают комплектующие. Собирают схему, прокладывают проводящие магистрали и устанавливают основные элементы.

Теперь приступают к ознакомлению с резистором и его врезанием в систему. На данный момент существует большое количество разнообразных схем для врезания резистора. Он может использоваться в качестве источника сопротивления переменного типа или потенциометра. Все будет напрямую зависеть от типа подключения вывода под номером 3. Рассмотреть стоит подключение резистора на примере.

Инструкция по подключению резистора для регулировки напряжения:

• Предварительно просматривают сопроводительную документацию, которая идет к резистору.
• Используют стандартную схему подключения переменного резистора.
• Измеряют с помощью омметра общее сопротивление цепи.
• Проводят осмотр всех контактных соединений.
• Удаляют старый элемент и врезают новый. Чтобы избежать замыкания контактов необходимо удалить остатки припайки.

Видео

Смотрите на видео все о резисторах:

Главное, что должен помнить человек при сборке схемы – это необходимость следованию правилам и соблюдение мер безопасности. Перед непосредственным включением схемы необходимо проверить все места припайки и изоляции. Только так можно будет использовать собранный прибор на протяжении длительного периода времени.

Потенциометр – это часть гитарной электроники, благодаря которой мы можем плавно регулировать тон и громкость инструмента. С технической точки зрения потенциометры представляют собой резистор с переменным сопротивлением. Например, значение сопротивления в 250 кОм в технических характеристиках обозначает, что наш резистор сможет изменять его в диапазоне 0…250 000 Ом.

При монтаже электроники потенциометры располагаются в цепи между выходом гитары и заземлением. Соответственно, выкрученная наполовину ручка громкости урезает сигнал пополам: одна половина идет на выход, а вторая – на «землю».

Аналогичным образом функционирует и ручка тона – с тем лишь отличием, что урезается сигнал высоких частот благодаря установке дополнительного конденсатора. Помимо этого, регулятор тона не устанавливается напрямую между датчиками и выходом – он, скорее, представляет собой составную часть потенциометра громкости.

Как выбрать потенциометр для гитары?

Итак, углубимся в теорию. Когда ручка громкости выкручена на максимум, сопротивление в потенциометре составляет 0 Ом. Однако чисто технически он не исчезает из схемы и непрерывно функционирует, пропуская больше частот на выходной сигнал и практически нулевое количество сигнала в землю. На практике выходит, что чем большее сопротивление имеет потенциометр, тем меньшее количество частот он урезает и тем меньше влияет на тон гитары.

Первая аксиома, которую следует знать: потенциометры с большим сопротивлением звучат ярче. Это может быть практически незаметно, но это так.

Именно по причине возникновения подобных потерь большая часть крупных производителей, например, именитые CTS, начали выпускать потенциометры «без нагрузки». Их особенность состоит в том, что потенциометр выключается из схемы при выкручивании громкости на максимум – так сигнал со звукоснимателя идет напрямую на выход.

По той же причине большинство хамбакеров на гитару устанавливаются в сочетании с потенциометрами на 500 кОм, а синглы – с 250 кОм. Хамбакеры обычно имеют менее звонкий тон, и желательно, чтобы на выход попадал более яркий сигнал, что и обеспечивает наличие резистора с большим порогом сопротивления. Интересный факт: на винтажных Fender Telecaster устанавливались потенциометры на 1000 кОм, что делало их звучание максимально ярким и резким. Это нравилось далеко не всем гитаристам, но была придумана интересная фишка: если громкость прибрать на 5-10%, то гитара начинает звучать действительно необычно!

Типы гитарных потенциометров

С сопротивлением потенциометров картина относительно ясна, теперь поговорим о типах потенциометров. Существует их очень много, но в качестве гитарных нас будут интересовать только линейные и логарифмические. При повороте ручки громкости они работают по-разному:

• Линейные изменяют ее линейно и равномерно — обозначаются B, см. график ниже;
• Логарифмические меняют громкость менее равномерно: в средних значениях, при повороте ручки, громкость изменяется меньше, чем в крайних значениях (1-2 или 9-10) — обозначаются А, см. график ниже.

По сути, большинство специалистов сходятся во мнении, что логарифмические потенциометры лучше подходят для тех гитаристов, которым нужно часто управлять динамикой звука.

Для такого же тонкого управления динамикой линейный потенциометр потребует большего хода, его нужно будет больше крутить. Аналогична ситуация и с ручками тона.

Перед началом апгрейда изучите уже установленные потенциометры. Многие музыканты говорят, что разницы между маленькими и большими потенциметрами нету, однако мы рекомендуем заменить маленькие на полноразмерные – по опыту они более плавно управляются, служат дольше. Мини-модели устанавливаются обычно на недорогих серийных гитарах – заменив потенциометры, вы сразу ощутите разницу в звуке. В крайнем случае, на маленькую деку рекомендуем устанавливать маленькие потенциометры от CTS.

Наконец, поговорим о том, какие бренды предлагают купить потенциометры и какие из них имеют наиболее высокое качество.

Качественные потенциометры с невысокой ценой – успешно конкурируют с продукцией от DiMarzio и CTS. Обычно используется в гитарном оборудовании (кабинеты, процессоры, педали эффектов и т.д.), но в последние годы стали популярны и среди гитарных мастеров и любителей апгрейда. Рекомендуем как один из бюджетных вариантов апгрейда электроники и поиска «своего звука».

Одни из признанных лидеров рынка – имеют более высокую цену, но и, соответственно, более высокое качество. Надежные, имеют плавный ход, не шуршат даже после нескольких лет активной игры. Устанавливаются на большинство серийных инструментов ценовой категории выше среднего – Fender, Gibson, Jackson и т.д.

Один из самых главных конкурентов CTS – продукция высокого качество и с высокой долговечностью. В ассортименте различные конструкции потенциометров, сама электроника быстро и комфортно устанавливается, максимально удобна для пайки.

Достаточно молодой и набирающий обороты бренд предлагающий потенциометры мини- и полноразмерные потенциометры, а также модели пуш-пул. При достаточно высокой цене предлагает истинное японское качество электроники и невероятно легкий ход. Используются во многих современных кастом-мастерских.

Выводы

Итак, основные моменты, которые следует учитывать при замене потенциометров:

Реостат.

Реостат (переменный резистор, включенный по схеме реостата) в основном используется для регулировки силы тока. Если мы включим последовательно с реостатом амперметр, то при перемещении ползунка будем видеть меняющееся значение силы тока. Резистор R_1 в этой схеме исполняет роль нагрузки, ток через которую мы и собираемся регулировать переменным резистором. Пусть максимальное сопротивление реостата равно R_ , тогда по закону Ома максимальный ток через нагрузку будет равен:

Здесь мы учли то, что ток будет максимальным при минимальном значении сопротивления в цепи, то есть когда ползунок в крайнем левом положении. Минимальный ток будет равен:

Вот и получается, что реостат выполняет роль регулировщика тока, протекающего через нагрузку. В данной схеме есть одна проблема — при потере контакта между ползунком и резистивным слоем цепь окажется разомкнутой и через нее перестанет протекать ток. Решить эту проблему можно следующим образом:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что дополнительно соединены точки 1 и 2. Что это дает в обычном режиме работы? Да ничего, никаких изменений Поскольку между ползунком резистора и точкой 1 ненулевое сопротивление, то весь ток потечет напрямую на ползунок, как и при отсутствии контакта между точками 1 и 2. А что же произойдет при потере контакта между ползунком и резистивным слоем? А эта ситуация абсолютно идентична отсутствию прямого соединения ползунка с точкой 2. Тогда ток потечет через реостат (от точки 1 к точке 3), и величина его будет равна:

То есть при потере контакта в данной схеме будет всего лишь уменьшение силы тока, а не полный разрыв цепи как в предыдущем случае.

С реостатом мы разобрались, давайте рассмотрим переменный резистор, включенный по схеме потенциометра.

Блок питания для автомагнитолы

У вас ведь по-любому завалялась старая магнитола где-нибудь в гараже?

Почему бы не сделать музыку в гараж?

Техническое задание

Да, вопрос решается с помощью небольшого автомобильного аккумулятора. Но его работа ограничена по времени, да и заряжать его каждый раз — ну уж извините. Поэтому в данной статье пойдет речь о том, как же собрать своими силами простейший высоко стабилизированный блок питания для магнитолы, работающий от сети 220 Вольт.

Итак, наша главная задача — получить из переменного напряжения 220 Вольт, которое у вас в розетке, постоянное напряжение в 14 Вольт. Думаю, задача ясна и понятна. Но есть маленькое НО: магнитола + колонки + громкость на всю катушку = очень энергопотребляемое устройство. Она у нас будет «кушать» силу тока в несколько Ампер. По моим замерам среднее значение — это 1,5-2,5 Ампера, а при глубоком басе и все 5 Ампер. Все зависит от того, как вы выставите эквалайзер на магнитоле.

Следовательно, нам надо создать такое устройство, которое бы держало напряжение в определенном диапазоне — то есть от 13 и до 14 Вольт и выдавало приемлемую силу тока.

Схема и описание

Итак, схему в студию!

Но… подождите-ка. Чем-то напоминает эта схема ту самую схему Простого блока питания. Ну да, это и есть та самая схема ;-). Просто здесь есть свои нюансы. Главным козырем в этой схемы является регулятор стабилизатор LM350 или LM338. В чем же фишка этих стабилизаторов? И почему мы заменили старую добрую LM317?

Итак, ищем даташиты (это технические описания радиодетали) на стабилизаторы LM317,LM350 и LM338. Я знаю, что вы все лентяи, так что я за вас уже постарался и нашел их главные параметры:

LM317T — может выдать силу тока в нагрузку, и при этом не колыхнуть ярким пламенем, где то 1,5 Ампера. Не… это маловато.

LM350 — может выдать в нагрузку силу тока в 3 Ампера. Ммм, уже лучше.

LM338 — может выдать в нагрузку ток порядка в 5 Ампер! Ну это уже реально мощная штука!

Но опять же есть одно но: все стабилизаторы должны устанавливаться на радиатор, иначе они сдохнут от перегрева. В даташите пишут, что они защищены от короткого замыкания и перегрева, но я что-то все равно не доверяю этим защитам. Если уж коротнет при силе тока в 5 Ампер, микросхема улетит на тот свет к горелым транзисторам.

Для мощных блоков питания потребуется мощный диодный мост. Поэтому лучше взять диодный мост КВРС5010

который можно дешево купить на Али по этой ссылке. Если все-таки душит жаба, то можно собрать из мощных диодов, которые все равно придется покупать, что обойдется дороже.

Моя сборка

Настало время проверить все это дело на практике. Думаю, вы сами понимаете, что блоки питания я собирал из подручных материалов. Первым делом я нашел будущую заготовку под плату и выдрал оттуда все лишние радиодетали.

Очень кстати оказались четыре диода, те что слева внизу, два конденсатора приличной емкости и радиатор вверху справа. Как раз, то что нам надо!

Итак диоды КД203А. Можно любые другие, лишь бы выдерживали проходящую через них силу тока. Плату я переделывать не стал и оставил эти диоды.

Два конденсатора. Один на 2000мкФ, а другой на 100мкФ. В принципе, чем больше по емкости конденсатор после диодного моста, тем лучше. 2000 мкФ, думаю, будет вполне достаточно. Смотрим, чтобы напряжение на конденсаторах не превышало напряжение, которое на них написано. В моем случае я взял конденсаторы, которые могут спокойно работать в цепях до 50 Вольт.

Следующим шагом надо подобрать МОЩНЫЙ (!) трансформатор на 220——>15-25 Вольт. Не вздумайте ставить туда трансформатор от ваших радиоприемников, китайских игрушек и прочей мелкой аппаратуры. Короче говоря, чем больше трансформатор по габаритам, тем лучше. У нас на работе куча этих трансформаторов, поэтому, вопрос с подбором нужного трансформатора сразу отошел в сторону:

Первым делом смотрим на паспортные данные трансформатора. Итак, тут все элементарно и просто. Там, где больше всего витков и есть первичная обмотка. Далее подключаем эту первичную обмотку к сети 220 Вольт и замеряем напряжение на вторичных обмотках. Смотрим, где есть напряжение, которое нас устроит (ну то есть от 15 и до 25 Вольт).

Трансформатор подобрали. Теперь осталось подобрать микросхему. Так как этот блок питания я делал на небольшие колонки, значит, магнитола будет кушать мало силы тока. Думаю, не более 3 Ампер. Поэтому, будем использовать стабилизатор LM350:

Тщательно подготовим ему место. Для этого берем мелкозернистую шкурку нулевку и зачищаем место для нашего стабилизатора.

Смазываем LM-ку теплопроводящей пастой КПТ-8

Зажимаем ее на радиатор. На этом самый трудный процесс закончен 😉

Потом берем в руки паяльник и навесным монтажом спаиваем схему. Через часик у нас плата превращается в мощный блок питания! После получения нужного напряжения на выходе схемы с помощью переменного резистора, я паял туда постоянный резистор

На выходе получилось где-то 13,7 Вольт. Думаю, этого вполне хватит, чтобы раскачать пару небольших колонок.

Давайте попробуем зажечь лампу на 12 Вольт

Подаем на нее напряжение и вуаля!

Ну все, цепляем магнитолу к блоку питания.

Для тех, кому хочется мощнее

Но что если вам захотелось сделать автопати с корешами прямо в гаражном кооперативе? Разумеется, вы уже не будете раскачивать маленькие колонки, а следовательно, нужен мощный блок питания. Для этих целей как раз потребуется стабилизатор LM338, но к нему в придачу также нужен и приличный увесистый трансформатор. Напряжение лучше все-таки выставлять в пределах 14 вольт, так как при громкой музыке оно будет проседать. Все, конечно же, зависит от трансформатора и от басовых колонок. Про то, почему проседает напряжение, можно почитать в статье работа трансформатора.

Я сделал таких 4 блока питания. Один блок питания раскачивает магнитолу с басовыми динамиками, другие раскачивают тоже приличные колонки. А не проще ли было использовать простой выпрямитель, с которым заряжают аккумуляторы? На некоторых выпрямителях, особенно на самопальных, напряжение имеет пульсации, что в конечном итоге и повлияет на качество звучания. В динамиках будет слышен фон. Фон — это посторонний звук, который мешает звучанию. А наш блок питания имеет на выходе чистое постоянное напряжение, поэтому звук у нас будет чистый и мощный 😉

Готовые модули на Алиэкспрессе

В настоящее время уже ничего не надо придумывать. Достаточно купить готовый модуль и на его базе собрать блок питания для магнитолы. Такой модуль стоит от 4$ и по качеству и энергозатратам будет даже лучше, чем вышеописанный блок питания: