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Ampli classe D 12V DC (interno PC)

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ritratto di T3STY
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Ciao a tutti!
Sono nuovo qui ed ho visitato da poco il blog ma ho trovato già grande interesse dato che gli articoli sono bellissimi e pieni di progetti molto interessanti! Passo dunque ad esporre la mia idea, sperando di trovare finalmente una soluzione.

Attualmente le mie casse sono collegate al pc tramite un amplificatore da 2x20W da macchina, con un alimentatore da 12V 5A. Ecco, vorrei sbarazzarmene, sia perché ingombra molto, sia perché non ha né un controllo volume né un interruttore (e quindi devo ogni volta staccare e riattaccare la spina).
Le casse sono due Pioneer CS-767 (di cui purtroppo non riesco a trovare una foto in rete) con potenza massima di 120W e impedenza 8Ohm.
Preciso subito che non sono nuovo nel mondo dell'elettronica, ho già realizzato qualche circuito anche abbastanza coplesso, oltre a studiare a un Liceo scientifico, quindi qualsiasi sia il termine tecnico vogliate usare, usatelo :)

Ritorno alla questione: Per sbarazzarmi dell'amplificatore esterno avevo pensato di crearne uno da mettere nel PC (case ATX), magari sfruttando lo spazio di uno/due slot PCI oppure lo spazio di un'unità ottica da 5.2" (lettore CD). Qui i due problemi che ho riscontrato:
1) i circuiti in rete sono di amplificatori in classe A o B che ingombrano con lo spazio del dissipatore; e io non ho spazio per metterne uno nel pc...
2) alimentazione duale: vorrei usare l'alimentazione dal molex dell'alimentatore del PC (ha 12V 20A) o al massimo usare l'alimentatore da 12V 5A che sto usando ora.
L'amplificatore che voglio non deve essere di potenza, 15-20W massimi su 4Ohm, quindi un 10W su 8Ohm, mi bastano e avanzano essendo che abito anche in un condominio e non posso alzare più di tanto il volume (spero di non chiedere troppo).

Quel che vi chiedo è se avete qualche circuito già pronto o se potete dirmi qualche integrato che posso utilizzare per un amplificatore simile.
Altrimenti, se potete dirmi quale via potrei percorrere vi sarei grato. Vorrei precisare che l'amplificatore dovrà essere interno al pc, non ci penso nemmeno a crearne uno esterno, altrimenti l'avrei già costruito con qualche integrato della serie TDA20xx.

Vi ringrazio in anticipo.

ritratto di lux1982
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ottimo quesito...attendo una

ottimo quesito...attendo una risposta da chi ne sa più di me! ;)

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi
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lux mannaggia a te! non

lux mannaggia a te! non pensavo ci fosse qualcuno alle due di notte che mi togliesse l'onore di postare il primo commento :| vabbè, hai fatto bene

ritratto di lux1982
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vabbè, se avevi intenzione di

vabbè, se avevi intenzione di lasciare il primo commento significa che avevi qualcosa da condividere. Fai pure, siamo tutti occhi per leggere! XD

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi
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1 anno 22 settimane fa
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ciao, per cominciare ti avrei

ciao, per cominciare ti avrei suggerito di farlo esterno, principalmente perchè puoi farlo come ti pare, e poi perchè puoi alimentarlo nel modo migliore, ma se proprio lo vuoi interno... troviamo una soluzione. Allora: Che classe di ampli usare? Il classe D sarebbe molto interessante, una buona efficienza, ecc. Ma non so se questo è il caso. Infatti il classe D deve ricevere in ingresso segnali audio in formato digitale, come pure digitale deve essere il controllo del sistema. In un computer sembrerebbe promettente, ma dovresti metterti a smanettare con interfacce, driver, circuiti logici e un sacco di altre magagne. Il classe D è più adatto quando ti trovi già a disporre dell'audio in formato digitale e vuoi sfruttare quello. Come alternativa io vedrei buono il classe AB. Il classe AB ha una efficienza massima teorica di pigreco quarti, quindi un pò meno dell'80%. Il problema, come hai avuto modo di vedere anche tu è che è necessaria una alimentazione positiva e negativa. Questa non è fornita dall'alimentatore del computer oppure è fornita ma con un amperaggio molto basso. Io farei in modo da ricavarmela dall'alimentatore tramite un circuito convertitore dc/dc
puoi dare un'occhiata al documento che ti linko che guardacaso è fatto proprio da una collaboratrice di questo sito.
http://www.docstoc.com/docs/69725609/Convertitore-da-positivo-a-negativo-Applicazioni---20...

Un problema da non trascurare è: quanto scalda? Se vuoi fornire 20Watt alle tue casse, contando l'efficienza del dispositivo, e tenendoci un certo margine di errore, diciamo che devi dissipare 50 watt. non è poco, e devi tra l'altro fare in modo da poterli prelevare senza problemi dall'alimentatore del tuo computer. Per questo una soluzione sarebbe prendere i +12V dai +12V dell'alimentatore e i -12V dai +5V dell'alimentatore, tramite il convertitore. Altro problema notevole è che utilizzare un sistema di potenza come un amplificatore audio, non sono sicuro, ma potrebbe portare dei disturbi a tutta la circuiteria del computer, soprattutto per il fatto che se non è filtrato tutto per bene, "torna" un segnale sulla linea di alimentazione, e questo potrebbe non far bene ai componenti del computer.
Io ribadisco, se vuoi un consiglio, fallo esterno. Facendolo esterno basta dimensionare un trasformatore toroidale, 4 diodi e un paio di condensatori. così puoi farlo in classe AB senza problemi di nessuna sorta.

Tornando all'idea del classe D, se hai voglia di perderci tempo, e se il tuo computer dispone di una qualche uscita audio di tipo digitale, ad esempio l'uscita ottica, puoi procurarti un circuito di interfaccia, un microcontrollore, un ampli e metti tutto insieme per gestire il suono.
Proprio di recente su questo sito si è discusso di un circuito integrato amplificatore in classe D, puoi vedere di cosa sto parlando a questa pagina:
http://it.emcelettronica.com/diagnostica-automotive-con-amplificatori-class-d-max13300-max...
In realtà comunque pare che questo circuito ancora debba uscire sul mercato, e un datasheet definitivo non è ancora pronto. puoi comunque tenerti aggiornato qua
http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/7101
oppure propendere per un altro circuito...
Nell'articolo si discutono principalmente le caratteristiche del dispositivo atte a risolvere eventuali problemi.
Facci sapere quale delle due alternative preferisci (lo so, quella interna, ma te lo chiedo lo stesso) ed eventualmente cerchiamo di trovare una soluzione definitiva

ritratto di linus
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Necessariamente

Necessariamente in classe D? Se non è obbligatorio che funzioni in classe D, puoi trovare in rete tanti progetti di audiofili sul TRIPATH che funziona in classe T, potresti scegliere il TA2020 oppure il TA2021B se riesci a fare un pcb per questo integrato e hai la necessaria capacità di saldarlo.

ritratto di T3STY
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@Giovanni: Sì ecco, quello

@Giovanni: Sì ecco, quello che scordavo di dire è che sono già stato informato del pericolo di un ritorno sull'alimentazione, e mi sono scordato di chiedere come si poteva fare per scongiurarlo.
Visto che mi chiedi lo stesso se lo voglio interno o esterno, vorrei proporre una via di mezzo, se possibile. Questo perché come dici anche tu l'alimentazione è un grosso problema; ma non tanto se uso l'alimentatore che sto usando per l'attuale amplificatore (quindi non più l'alimentazione del pc). Pensavo che per l'alimentazione si potesse risolvere in questo modo...
Ma, nonostante preferisco il tutto nel pc, se la situazione non avesse una soluzione molto valida o che potrebbe provocare problemi, allora andrò per forza per un ampli esterno.

@linus: No, non per forza in classe D. Io ho scelto questa perché da quel che ho sentito e potuto leggere in giro sembra che sia molto efficiente senza grossi consumi di corrente e basso sviluppo di calore (quest'ultimo è un fattore importante per un ampli all'interno del pc). Non ho approfondito altre classi perché pensavo questa potesse andare bene, ma giacché mi hai detto di questi integrati TRIPATH andrò a vedere di cosa si tratta.
In ogni caso, il riassunto è che sono aperto a qualunque classe purché sviluppi poco calore nel caso dell'ampli interno e anche per un ampli esterno, per risparmiare spazio.

Per creare circuiti attualmente uso ancora le millefori (le odio, non si riesce a lavorare bene) oppure il metodo "stira e ammira" anche se nei miei progetti c'è un bromografo, ma non credo di riuscire a finirlo presto perciò non ci conto. Piuttosto, so che anche pennarelli indelebili sono buoni quindi con calma e pazienza mi potrei mettere a disegnare a mano usando punte sottili, non ho mai provato ma c'è chi dice che la cosa sia fattibile. Voi cosa ne dite?

p.s. per il bromografo penso che tornerò a chiedervi consigli più in là.. :D

ritratto di linus
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si

Si, i TRIPATH sono ottimi amplificatori (utilizzati anche dagli audiofili) ed hanno un elevato rendimento rispetto agli ampli di classe A,B o AB, in versione stereo credo che ci rientri in circa 2 pacchetti di sigarette, bisogna vedere come ottimizzi il PCB.

Per le prove da me effettuate e l'esperienza sui PCB, purtroppo, ti devo deludere, sull'utilizzo dei pennarelli, del metodo 'stira e ammira', se vuoi fare un buon PCB o ti convinci a realizzare un bromografo, anche il più semplice, procurandoti un vecchio scanner, o ti rivolgi a delle ditte in rete che producono PCB.

Forse c'è qualcuno che avrà esperienze più positive che ho avuto io, o forse una maggiore manualità e/o fortuna nella realizzazione dei PCB.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi
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per il problema del ritorno

per il problema del ritorno sull'alimentazione bisognerebbe progettare un filtro fatto per bene... in commercio ci sono dei filtri per eliminare i disturbi sulle linee elettriche, ma di solito tagliano a frequenze più alte, fuori dalla banda audio.
Per collocare l'ampli nel computer potresti riciclare lo scatolotto di un masterizzatore, o di una unità ottica in generale, che non funziona più. dentro ci sono anche delle zone deformate della lamiera che aiuterebbero ad avvitare il pcb su di essa.

In ogni caso non vorrei scoraggiarti, ma se lavori con le millefori molto probabilmente sarà impossibile montare un classe D, infatti questi integrati vengono spesso venduti i package a montaggio superficiale, e devi essere proprio un mostro per riuscire a combinare qualcosa con la millefori.
Se il metodo stira e ammira funziona, ti conviene utilizzare quello.

Comunque un'altra idea carina potrebbe essere quella di creare un'unità completamente esterna che va appoggiata sopra il computer, magari anche pitturata dello stesso colore... Si potrebbe tranquillamente utilizzare un relè per fare in modo che questo si accenda insieme al computer, azzerando di fatto il consumo del dispositivo quando il computer è spento. Che ne dici? ti pare una cosa realizzabile?
Ah, mi è venuto in mente: Se l'alimentazione te la fai tu, ti conviene creare un classe AB. Tanto i trasformatori che erogano una tensione duale te li tirano dietro

ritratto di T3STY
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Cavolo ragazzi, non so come

Cavolo ragazzi, non so come ringraziarvi! Ho postato da meno di 24h e già tanti consigli! non mi è mai capitato prima d'ora, grazie!

OK, torniamo in argomento.
Sì, ho intenzione di realizzare il bromografo ma purtroppo sono al verde (per ora) e comprare lampade, inverter ect. mi costa qualche soldino (oltre che ho qualche cosa da chiedervi sugli inverter e le lampade), perciò voglio prima assicurarmi che la cosa funzioni e poi lo realizzerò :)

Sì lo so che sulle millefori non si possono usare questi integrati, infatti hanno anche il passo da 1mm (o meno) dei pin, quindi impossibile da saldare fili o saldarli sulle millefori senza fare cortocircuiti. Stira e ammira potrei anche farlo ma non credo che le piste vengano proprio bene, non voglio rischiare, quindi realizzerò il bromografo prima, e poi stamperò il circuito. Ma giacché mi hai incuriosito, quanto costerebbe far stampare il PCB da una ditta?

Adesso stavo pensando all'idea dell'unità esterna attaccata al pc, il mio case è un Thermaltake V3 Black Edition:
http://imagenes.pccomponentes.com/thermaltake_v3_black_edition_5.jpg
Potrei utilizzare lo spazio della ventola superiore più vicina al frontale (quella vicina al masterizzatore) per far passare qualche filo a un'unità esterna, appunto l'ampli. Pensavo al indicatore LED di accensione del PC, potrei utilizzare i pin della mobo di questo LED per far partire l'ampli? In questo modo, con PC acceso si accende, spento si spegne.
Inoltre, i buchi delle viti delle ventole potrei utilizzarle per tenere l'ampli fisso al PC. Riguardo il costruire l'ampli in classe AB però, sapendo che lo spazio della ventola è da 120mm (lato) un circuito del genere ci sta di sicuro, ma il dissipatore quanto verrebbe grande in altezza?

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi
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guarda, per vedere quando il

guarda, per vedere quando il computer si accende io ti avrei consigliato di controllare ad esempio se c'è tensione sulla linea dei 5V. Anche controllare il led di accensione è giusto (anzi, sarebbe ancora migliore) però per controllare il led bisogna fare qualche giunzione aggiuntiva, tagliando il filo, aggiungendo un pezzo e ricollegandolo. Se invece controlli se è accesa la linea dei +5V, riesci ad accedervi facilmente da un qualsiasi connettore che sta nel case, senza alcuna difficoltà.

Come dimensioni il circuito puoi riuscire a farlo molto piccolo. il dissipatore non so dirti quanto deve essere grande di preciso, ma se sotto c'è anche la ventola puoi permetterti di farlo abbastanza corto

ritratto di T3STY
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No, sotto non c'è una ventola

No, sotto non c'è una ventola perché gli slot della RAM ne impediscono l'installazione, non ho spazio per metterla. Sulla parte superiore non ho ventole quindi e lì vicino c'è solo la ventola posteriore in linea col dissipatore della CPU, ma dubito che possa fare un granché.
A giudicare quindi da questo, forse mi conviene comunque puntare su un ampli in classe D o T.

ritratto di T3STY
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Chiedo scusa per il doppio

Chiedo scusa per il doppio post.
Ho dato un'occhiata al datasheet del TA2020-020 e da quel che vedo mi sembra ottimo. Ho dato dunque un'occhiata alle misure pensando di poter procedere (in PCB Wizard) col posizionare delle piazzole rotonde, ma ho riscontrato un problema: non ci sono scritte le unità di misura.
Il datasheet dice che la distanza dal centro di un pin al centro del pin adiacente è di 0.5, con uno spessore del pin di 0.022 ± 0.003, considerato però che i pin stanno posizionati anche su due file. Secondo voi l'unità di misura è inch o millimetri?
Io ho provato a farla in mm e diciamo che le piste vengono talmente sottili che non mi convincono...

ritratto di linus
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100 mill

Che ricordi il passo 100 mill è in inglese che corrisponde al passo standard di 2,54 mm, quindi la distanza tra tutti i pin pari è quella, così come quella tra tutti i pin dispari, mentre tra 2 pin è la metà.

ritratto di Antonio Mangiardi
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io ho guardato il datasheet,

io ho guardato il datasheet, mancano le unità di misura, anche se chi è dal campo lo capisce che spesso sono mill e non mm... è uno scandalo che non mettano le unità di misura non credi? tutta colpa di questi britannici che non si adeguano, guidano a sinistra e hanno tutte unità di misura sbagliate è_é :)

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Dopo aver guardato in giro

Dopo aver guardato in giro sono molto incuriosito dal Tripath TA2022, (2x90W 4Ohm; 60W 8Ohm). Ho guardato varie immagini e sembra che il dissipatore sia molto ridotto pur essendo la potenza di uscita molto alta. Tenete in considerazione poi che non so neanche se lo farò arrivare a 20W, al massimo durante le prove lo faccio scaldare un po' (anche per provare le prestazioni termiche) ma poi nulla di che.
Io credo che questo integrato con un dissipatore non troppo generoso ma associato ad una ventola farebbe un gran lavoro anche dentro un PC.
L'alimentazione è duale per questo integrato, +/-45V, ma dopo un paio di chiarimenti con mio padre è venuto fuori che alla fine non è l'alimentazione il problema perché lui saprebbe aiutarmi nel costruire l'alimentazione adatta.
Quindi, a meno che qualcuno di voi non mi dica che l'integrato non va bene perché... io sarei deciso di andare su questo.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi
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È ottimo, davvero una bella

È ottimo, davvero una bella scelta! inoltre funziona anche in modalità BTL (bridge tied load), quindi a parità di tensione di alimentazione quadruplica la potenza rispetto un classe AB "classico". Ho dato un'occhiata a questo datasheet
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/Tripath/mXyzxwwu.pdf
e ho visto che c'è anche un circuito di riferimento. è una buona cosa... puoi avere in questo modo un punto di partenza sicuramente valido... comunque prima di progettarlo definitivamente, cerca di leggere quanto meglio possibile il datasheet perchè puoi capire molte cose sul circuito che stai realizzando. In questo modo ti risparmi un sacco di grattacapi che escono sempre fuori durante la progettazione di qualunque cosa. Gli americani direbbero rtfm :)

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dimenticavo: devo correggerti

dimenticavo: devo correggerti sulla tensione di alimentazione! il datasheet che ho io indica come absolute maximum rating (cioè proprio il massimo prima che lo rompi) un'alimentazione di +-40 volt. Quindi ti conviene sicuramente tenerti sotto tale tensione. In ultimo vorrei dirti che _se non sbaglio_ la potenza di uscita dell'ampli è dipendente dalla tensione di alimentazione, quindi non dovresti alzarla più di tanto se vuoi tenerti intorno ai 20W.
per qualunque problema facci sapere... noi siamo qua!

ritratto di linus
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Se hai la possibilità di saldare circuiti in SMD, vi sono alcuni integrati della Tripath che hanno la possibilità di essere alimentati a tensioni singole e non duali come il TA2021B o il più piccolo TA2024c.

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@linus: Eheheh.. io e gli SMD

@linus: Eheheh.. io e gli SMD ci conosciamo solo di vista! Preferisco usare gli integrati normali perché non ho attrezzature adatte per gli SMD.
@Giovanni: Ah sì, scusate, mi sono confuso con un altro integrato. Per il circuito ci sono alcune cose che prenderò identiche come mostrate nello schema, ma altre sto pensando di cambiarle un po'. Magari, se avete qualunque suggerimento è ben accetto. Per ora sto Leggendo Il F.. Manuale come dicono gli inglesi (o gli americani?? - bah uguale XD), più cose so meglio è :)

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi
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un inglese ti avrebbe detto

un inglese ti avrebbe detto "Shouldn't you read the manual first, Sir?" XD

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Ragazzi, volevo informarvi

Ragazzi, volevo informarvi che alla fine ho deciso di lasciar perdere...
Ho comprato il "bromografo" (lampada per le unghie) ma ogni tanto si accende, altre no. Sicuramente qualcosa sull'alimentazione ma non mi va di vedere adesso.
In ogni caso, il problema più grande è quello del PCB. Senza un PCB a doppio lato non si riesce a fare nessun circuito con i tripath; hanno i pin messi talmente casuali (per non dire "a pene di segugio") che riuscire a collegarli usando un solo lato piste è praticamente impossibile.
Quindi penso che tra qualche giorno mi dedicherò ad un semplice ampli con un classico integrato della serie TDAxxxx e vedrò di organizzarmi meglio con lo spazio dato che non andrà all'interno del pc.

Comunque, volevo ringraziare tutti quelli che mi hanno aiutato.
ciao!

 

 

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