Eletroniikka

Kirjoitetaanpas tämä nyt heti nettiin niin kukaan amerikkalainen ei ehdi tekemään järjestelmäpatenttia.

Tarvikkeet: 12V Ledinauhaa (tyyliin tämä), ATX-poweri, ATTINY2313 (tai vast.) mikrokontrolleri, RC5-kaukosäädin, muutama mosfet- tai darlington-transistori.

Mikrokontrolleri (mcu) ottaa sähkönsä ATX:n 5V standby jännitteestä ja on siten koko ajan päällä ottamassa vastaan kaukosäätimen komentoja. Mcu ohjaa ATX-powerin "power on" signaalia, jolla 12V jännitteet (ja siten ledinauhat) saa kytkettyä päälle.

Tarvittaessa mcu ohjaa myös 2 tai useampaa kytkintransistoria, joiden perään on kytketty ledinauhat. Näin saadaan useita itsenäisiä valoryhmiä. Tarvittaessa voidaan tehdä himmennys käyttäen mcu:n PWM lähtöjä jokaiselle valoryhmälle erikseen. Jokaisen valoryhmän ohjaus voidaan tehdä kaukosäätimestä. Kaikkien valojen yhtäaikainen sammutus tehdään sammuttamalla ATX-poweri "power on" signaalista. Koska MCU pidetään koko ajan päällä voi järjestelmä "muistaa" viimeksi käytössä olleet valoasetukset sammuttamisen jälkeen. Tarvittaessa tila tallennetaan EEPROM muistille.

ATX-powerin 3V ja 5V lähtöjä voidaan käyttää samaan tapaan ohjaamaan yksittäisiä teholedejä (huom. virranrajoitus ja kynnysjännitteet!).

Sokaisevan itsestäänselvää.

Pekka

Koska olen ilonen niin postaan vastekäppyrän MTM-virityksistäin:

Jako 2. astetta. Rajataajuus noin 1.6kHz. Diskantilla ensimmäinen aste on linjatasoinen ja toinen aste päättärin jälkeen suojakonkan ominaisuudessa. Dipolikorostuma on imaistu pois ja laskeva vaste korjattu noin 40Hz asti.

Diskantille piti tehdä hyllykorjain, joka söi 2500 hertsin yläpuoliselta alueelta kolmanneksen pois. Ilmeisesti etulevy boostaa ylärekisteriä. Ja itseasiassa sain samankaltaisia tuloksia aikaisemmissa mittailuissani suunnilleen saman kokoisessa etulevyssä (ks. Suuntainmittauksia).

Uudet lätyskät on tehty 18mm koivuliimalevystä. Mitat noin 300x595mm. Elementit kultaisenleikkauksen määräämillä paikoilla. Ehkä vähän turhankin epäsymmetrisen näköiset noista tuli... Pinnassa vesipetsiä ja mehiläisvahaa.

Nyt kelpaa kuunnella. Yllättävän hyvin tulee bassot ja bassarin potkaisut. Siis sitä "iskevyyttäkin" löytyy. Mun mielestä...

Pekka

Open baffle kajareiden versio numero kaksi. Pitkällisen pohdinnan ja hetken mielijohteen yhdistelmänä syntyin kahdella 8" bassolla ja suuntaimettomalla diskantilla varustettu lätkä. Työnimenä "Pöllö". Elementit laaitettu mahdollisimman lähelle toisiaan. Bassojen laipat tulee osittain diskanti päälle. Tämä ainakin teoriassa aiheuttaa mutkia diskantin vasteeseen. Materiaalina kaksi kerrosta 18mm mäntyliimapuulevyä. Mitat 100x30 cm. Yllättävän onnistunut väkästys.

Jakosuodin on sama kuin edellisissä beffeleissa mutta diskantin tasoa on nostettu vastaamaan kasvanutta bassojen herkkyytä. Myös dipolikorjausta on jatkettu alaspäin ja nyt vaste ulottuu huoneessa alle 40 hertsin. Äänenpaineet on ainakin omassa käytössä riittäneet mainiosti. Keskimääri elementit liikkuva hämmästyttävän vähän. Mitään elokuvaefektejä näistä ei irtoa mutta se ei ole tarkoituskaan. Huoneessa mitatut vasteet ovat yllättävän hyvät. Aaltoilua on mutta vaste pysyy kutakuinkin 6dB:n sisällä miltei koko kaistalla. Kuuntelupaikalle ilmestyy pari harmillista nollaa. Nämä saattavat johtua siitä että kuuntelupaikka on liian lähellä huoneen keskikohtaa.

Kajarit kuulostavat minun korvaani hyvältä. Diskattin tarkempi ja enemmän esillä kuin suuntaimellisessa versiossa. Tämä on hyvä sillä olin vähän pettynyt edellisten tukkoisuuteen. Saundi on mukavan ilmava. Erottelua löytyy ja stereokuva on sopivan leveä. Iskut tuntuvat toistuvan napakasti ja bassoja on erittäin helppo seurailla. Näitä pitää nyt kuunnella muutama viikko ja sitten pitää tehdä jonkilainen päätös jatkosta. Taka-diskanttia pitää myös kokeilla. Josko se toisi vielä lisää avaruutta ylärekisteriin.

12.7.2009

Takadiskatti asennettu. Vaikutelmat samat kui edellisellä kerralla. Ei juuri merkittävää muutosta. Ei minun korviini ainakaan. Pitäisi pystyä kytkemään päälle ja pois noita lennossa niin voisi olla helpompi huomata erot.

Subbari on myös kuviossa mukana taas. Jakotaajuus noin 42 hertsiä. vaste ulottuu nyt alle 20 hertsiin. Kovin paljoa ei varmaan painetta irtoa yhdestä suljetusta kymppituumaisesta mutta ulottuvuutta löytyy. Herbie Hancockin Mojuban patarummut kuuluvatten nyt helposti. Vasteessa kylläkin harmillinen monttu 50 - 60 Hz tienoilla. Tähän ei taida auttaa kuin kuuntelupaikan siirtäminen. Sääli vaan kun se tuskin nyt onnistuu. Ensiavuksi nostin Rhytmboxin EQ:lla tuota aluetta vähän ylemmäs.




Kuvia:

Työstin vanerista pari suuntainta ja mittailin vasteita. Ideana oli työstää suhteellisen helposti suuntaimia ja todeta toimiiko. Kaikissa mittauksissa elementtinä Seas 27TDFNC/GW. Mittaukset noin 60cm etäisyydeltä ja 0, 15, 30 ja 45 asteen kulmiin. Yli 10kHz alue vaimenee kaikissa mittauksissa rajusti johtuen mittamikistä.

EDIT: Lisätty uusia mittauskäppyröitä ja AWSM-140 suuntaimen mittaukset.

EDIT2: Lisätty uusi mittaus AWSM-140:stä. Nyt aletaan olla hehtaarilla.

Ensimmäsenä pieni suuntain, joka on jyrsitty 45asteen viisteellä 12mm vaneriin. Reunoja pyöristelty hivenen hiomalla. Noin 25*25cm baffle.



Isompi suuntain. Noin 20mm syvä. jursitty ensin 45asteeseen ja hiottu sitten reuna pyöreäksi. 30*35cm baffle.



Matala suuntain. 45asteen kulma, noin 10mm syvä, soikea levynpala:



Elementti ilman suuntainta 30 x 35cm levyssä. Toinen vaste uudella mikillä ja titaani dome elementillä.



Uusittu pieni suuntain. Reunoja hiottu reilummin, jotta kulma suuntaimen ja etylevyn välillä tasoittuisi. 25*25cm baffle. Toinen vaste titaanidomella ja uudella mikillä.




Musta hevonen. 25mm MDF-levyyn puukolla ja hiomapaperilla työstetty halkaisijaltaan noin 150mm suuntain:



AWSM-140, jonka kurkkua suurennettu sopimaan elementtiin paremmin. Suuntain kiinni aikaisemmin esitellyissä Open Baffle kajareissa. Mittauksissa näkyy titaanidomella korostuma kolemen kilohertsin yläpuolella, jota ei aikaisemmin ole näkyny ja kangasdome on sekin yhtä väkkärää. Kumpikaan mittaus ei muistuta netistä löytyviä mittauksia kyseisestä suuntaimesta. Eka kuvassa titaani toisessa kangas parilta eri etäisyydeltä.

EDIT2: Uusi hätäinen mittaus. Tälläkertaa ajoin muutaman sekunnin kohinaa kohtuullisella amplitudilla elementtiin jotta ferrofluidit lämpenisivät. Taas tuli erinäköinen käppyrä. nyt ollaan lähempänä "oikeaan" jo...



Mittauksista voidaan havaita useampi asia joka jo oikeastaan olikin tiedossa. Suuaukon koko vaikuttaa suoraan suuntaimen alarajataajuuteen. Noi 70mm 90asteen kulmaan avautuva näyttäisi toimivan noin kolmeen kilohertsiin ihan mukavasti. Varmaan oikein passeli pieneen 2-tie kajariin.

Mitä pyöreämpi on suuntaimen ja etulevyn reuna sitä siistimpi vaste. Suuntain myös tuntuu vähentävän etulevyn vaikutusta vasteeseen.

Iso MDF suuntain toimi hämmentävän hyvin. Harmi kun näitä on niin hankala työstää useampia samanlaisia.

Ilman suuntainta mitattu vaste oli suuri yllätys. Ilmeisesti etulevy vaikutti asiaan reilusti. Tuo kun ei ole edes lähellä datalehden käppyröitä.

Vertailun vuoksi SEASin sivuilta lainattu käppyrä diskantin vasteesta 60*80cm bafflessa.

EDIT: Uusien mittausten jälkeen ole yhä ymmälläni. Vasteet eivät ole ihan sitä mitä odotin ja vaihtelua on harmillisen paljon. Mittasetuppi ei sekään ole kaikkein paras mahdollinen mutta uskoin sen kuitenkin antavan parempia tuloksia. Höh.

Pekka

Doddi. Tämä se on sitä todellista High-Endiä: VS1000 USB DAC riittävän isossa kotelossa. Tämä nyt on taas tämmöttinen vähän väliaikainen ratkaisu mutta menkööt. Kotelo on vanhan päätevahvistinprojetin peruja josta sittemin melkein tuli kuulokevahvistin... Kuvat puhukoot puolestani

Vihdoin on valmistunut pari aktiivisia Open-Baffle kajareita. Ideoita on kopioitu Linkwitz Labin sivuilta Phoenix projektista. Kyseessä on siis eräänlainen "koteloton" kaiutin, jossa on etuseinä ja vähän kylkeä mutta ei takaseinää. Tämä saa aikaan sen että bassokeskari säteilee miltei yhtä paljon ääntä eteen ja taakse. Kaiuttimen sivuilla etu ja takasäteily kumoavat toisiaan ja suuntakuvioksi muodostuu dipoli. Miinuksena bassovaste laskee 6dB/octaavilla paneelin rajataajuuden alapuolella. Tämä on kuitenkin helppo korjata elektronisesti.


Diskanttielementtinä on Seasin 27ttfn/gw (?) HifiTalon suuntaimella. Bassona on Seasin CA22RNX. Paneelin leveys noin 35 korkeus 40 ja syvyys 15 senttiä. Kotelo on 25mm MDF:ää ja pinnassa on harvinaisen epäonnistunut maalikerros joka on vielä harvinaisen väärää väriä. Sen piti olla tummanharmaa. Ei armeijan harmaa... Jakosuodin ja vasteenkorjaus on toteutettu aktiivisesti ja joka elementillä on oma päätevahvistin (LM3886). Jakosuodin diskantille on 1. astetta (+ suojakonkka) ja bassolle 2. astetta. Kuuntelutilanteessa kajarit vedetään noin 50cm kauemmas seinästä kuin mitä tuossa kuvassa. Tosin yllättävän hyvin toimivat noinkin lähellä seinää. Johtuneekohan siitä että takaseinä on vinossa kajareihin nähden?

Kajarin vaste on kaukana tasaisesta mutta ääni on yllättävän hyvä. Dipoli ei herätä huoneresonansseja läheskään niin pahasti kuin perinteinen pönttökajari ja bassot ovatkin todella tarkan kuuloiset. Vaimo kehui ääntä "ilmavaksi" ja huomattavasti miellyttävämmäksi kuin vanhojen OR:n lattiakajarien. Stereokuva on todella tarkka eikä näitä ainakaan rasittavaksi voi haukkua. Ensimmäisen illan kuunteluilla vanhoista levyistä paljastui taas uusia piirteitä. Pitänee siis kuunnella koko levyhylly ajan kanssa uudestaan...

Jatkosunnitelmiin kuuluu mahdollisesti subbariosaston muuttaminen myös dipoliksi. Nyt kuunnellaan ilman subia. Ajattelin myös jossain vaiheessa tehdä kajareista ns. lattiamallit. Ideana olisi käyttää kahta noin 60mm halkaisijan 1 metrin mittaista rautaputkea. Putket noin 40cm etäisyydelle toisistaan johonkin alustaan kiinni ja kajarin etulevy putkiin kiinni. Myös jakosuodinosasto pitäisi tehdä uudestaan kunnolla. Jaot pitäisi muutta ainakin toisen-, mielellään neljännenasteen Linkwitz-Riley -suotimiksi nykyisten RC-kikkailujen sijaan.

Lisää juttua elektroniikasta myöhemmin.

Lisäys 23.10.2008: Kajareita on nyt jonkinaikaa kuunneltu. Myös subbari on kytketty systeemiin jakotaajuudella 88Hz. Olen edelleen tyytyväinen kajarien ääneen. Parannus vanhoihin on todellakin huomattava vaikka petrattavaa kyllä vielä löytyy. Diskantin tasoa nostin parilla dB:llä. En ole varma huomasinko eroa mutta mittaus näytti paremmalta... Ilmeisesti "kotelot" ovat liian syvät ja sivuseinien väliin syntyy ikäviä resonansseja jotka näkyvät ainakin mittauksissa piikkeinä 300 .. 1000 hertsin alueella. Pitää kehittää jostain kiilamaiset levynpalat kotelon sisäseiniin. josko vaikka resonanssit vaimenisivat kun suoraan vastakkaisia seiniä ei ole. Toinen vaihtoehto olisi tehdä reilusti vaikka 20mm reikiä toiseen tai molempiin sivuseiniin. Tämä kuitenkin on sen verra lopullinen toimenpide että yritän välttää sitä ainakin vielä.

Myös subbarin kanssa tuli harmillisia ongelmia. Vaikka se olisi sijoittanut minne niin 40 .. 60 hertsin alueella oli likemmäs 15dB kuoppa. Äh. Mihin lie menee. Löysin kuitenkin kompromissisijoituksen jolla monttu sijoittui vähän alemmaksi ja oli kapeampi. Pahoja resonansseja ei jostain syystä tälläkertaa lötytynt. Jatketaan tutkimuksia.

(26.10.2008) Lisätty kuvia kajareista jalustoilla. Jalat ovat 60mm rautaputkea. Pinnassa tietysti mastonin mattamusta. Pohjalätkät ovat 19mm MDF:levyä joita liimattu kaksi päällekkäin. Paketti kasassa 12mm kierretangoilla. Jalat on pultattu suoraan kajarikoteloiden pohjiin.

Pekka

Tulipa taas innostuttua. Nimittäin siirtolinjakaiuttimista. Tai oikeastaan nyt aluksi vaan subbarista. Yksinkertaisimmillaan kyse on neljännesallon mittaisesta putkesta, jonka toiseen päähän kiinnitetään kaiutin. Etuina suljettuun koteloon nähden on että kotelon ilmajousi puuttuu lähes kokonaan. Tämä parantaa transienttivastetta ja pienentää säröä. Refleksikoteloon verrattuna bonuksena on että ei tarvitse odotella refleksiputken resonanssia vaan toisto on hifihörhöjen termeillä "nopea" . Miinuksena on pakko nainita että siirtolinjasta tulee väkisinkin aika iso jos meinaa saada viritystaajuuden tarpeeksi alas. 30Hz taajuudelle linjan pituudeksi tulee noin kaksi metriä... Onneksi linjan voi taittaa, täyttää vanulla ja tehdä kartiomaiseksi. Tämä lyhentää fyysistä pituutta jonkin verran.

Lisää informaatiota aiheesta:
http://www.t-linespeakers.org/
http://quarter-wave.com/
Seas THOR kaiutin

Saattapi olla että 8 tuuman elementillä varustettu subbanen valmistuu vielä ennen ensi vuosikymmentä...

Luvatut skemat ja piirilevykuvat DIY vahvarin jakosuotimesta. Kyseessä on 12dB/oct L-R jakosuodin. Käytännössä siis toisenasteen Sallen-Key suotimet Q arvolla 0.5. Lisäksi subbarikanavan summaus ja Linkwitz-korjaus. LT-piiri on erillisellä pienellä piirilevyllä, joka tökätään jakarilevyn päälle piikki- ja holkkiriman avulla. Erilaisten korjausten testaaminen on näinollen hivenen helpompaa. Sopivia arvoja voi laskea www.linkwitzlab.com sivuilla olevien Exel-sheettien avulla. Kotelon parametrit saa joko simuloimalla WinIsd PROlla tai mittaamalla ja laskemalla.

In English: An L-R 12dB/oct xover w/ mono-subwoofer output and Linkwitz Transform circuit.

Skemat:
Xover: xover_w_sub.pdf
LT-circuit: xover_w_sub_lt.pdf
Power: xover_w_sub_psu.pdf
PCB: xover_w_sub_pcb.pdf
Layout: xover_w_sub_mnt.pdf

Kauan kaavailtu subbariprojekti on valmistunut. Pohjana LinkwitzLabin sivuilla olevan Pluto-subbasen konsepti. Elementtinä Peerless SLS10 ja kotelona suljettu 31 litrainen.

Kotelo on 25mm MDF levyä ja kasattu liimalla. Tukia on kaksi: yksi kotelon keskellä ja yksi elementin takana poikittain. Täytteenä Biltman vanua silleen "sopivasti". Pinnassa Marimekon "Ananaksenkukka" pellavakangas kiinnittetty ja viimeistelty Tikkurilan Kaluste Kivalla. Pintamateriaali paransi subbarin hellasäröä desibelitolkulla. Vaimo jopa oli hyvillään kun kotelo tuli olohuoneen uudelleenjärjestelyn seurauksena näkyvälle paikalle...

31 litrainen purkki on virallisesti laskien SLS10:lle aivan liian pieni ja kotelon Q-arvoksi tulee noin 0.98 ideaalisen 0.5:n sijaan. Resonanssitaajuudelle tulee myös noin 3dB:n korostuma. Subbarin taajuusvaste on oikaistu "Linkwitz Transform"-piirin avulla ja ainakin teoriassa toistovaste ulottuu noin 25 hertsiin Q arvolla 0.5. Mittaillaan jahka keritään. (Päivitys 9.2.2007) Pikainen mittaus elementin kalvon vierestä pienillä paineilla todisti teorian. noin -6dB @ 20Hz. Ei paha...

Vahvistimena toimii LM3886-piiri, josta irtoaa noin 40 wattia 8 ohmin kuormaan. Linkwitz-korjaimen suhteellisen rajusta vahvistuksesta huolimatta tehoa tuntuu olevan ihan riittävästi. Tulevaisuudessa on tarkoitus käyttää kahta LM3886-piiriä sillattuna ja saada kuormalle miltei nelinkertainen jännite. Luulisi riittävän. (Päivitys 9.2.2007) Tulipa tuossa testattua että jo tuo nykyinen vahvistin jaksaa ajaa elementin ns. laitaan melko helposti eli taidan jättää siltauskokeilut tekemättä...

Samaan koteloon subipäätteen kanssa on rakennettu myös 90Hz 12dB/oct L-R jakosuodin ja LM3886-vahvarit myös pääkanaville. Tarkempaa tietoa, skemat, piirilevykuvat sun muut myöhemmin...

Subbari paransi musiikinkuuntelukokemusta merkittävästi. Pääkajareina toimivat OR:n MTM:ät eivät jaksa toistaa kuin jonnekin 60 hertsiin joten subbari paikkaa mukavasti puuttuvan aukon alarekisterissä. Basari jytisee ja tömisee melko vakuttavasti. Jakosuodin tuntui auttavan myös pääkaiuttimia joiden ääni jotenkin selkeytyi kun liiat bassot leikattiin pois.

Kustannukset: 18e levyt, 20e kangas, 15e lakka, 70e elementti, 15 vanu yms. Vahvistin yhteensä noin 300 euroa (tähän mennessä...).

Seuraavaksi "HiFi"-projekti jatkuu uusilla pääkaiuttimilla. Mitään en ole vielä päättäny mutta dipoli tai "open baffle" ratkaisuja olen miettinyt.

Tuli sitten v�k�stetty� pieni mittamikrofooni. T�ll� olisi tarkoitus mitata poppikoneiden toistovastetta kotisohvalla. Skema ollos tarjolla PDF formaatissa: measmic.pdf.

"Suunnittelin" sitten tuollaisen. Rakentaakin kai pitäisi. Skema: simpleheadphoneamp.pdf

Germanium tuo maanmainio alkuaine, josta aikanaan kyhättiin ensimmäinen transistori on vieläkin voimissaan. Vanhat transistorit suoraan 50 luvulta tuottavat edelleen makeimmat säröt ja parhaat pörinät mitä kitaraefekteissä on kuunaan kuultu. Pii kalpenee isoveljensä rinnalla kun matala kynnysjännite, ennalta-arvaamaton vuotovirta ja käsittämätön lämpöryömintä näyttävät notta mistä kana rakkonsa tyhjää.

Eli siis. Ostin (kun halvalla sain) 18 kappaletta OC140 transistoreja. Mitä ilmeisimmin kytkintransistoriksi aikoinaan tarkoitettuja NPN laitoksia, joiden vuotovirrat ovat suunnilleen kohtuullisia ja virtavahvistus miltei sama kollektorille ja emitterille (Eli ns. reverse gain on miltei sama kuin hfe. Eipä ole väliä miten päin trankun kytkee kunhan muistaa että kanta on keskellä ). Näistä olisi sitten tarkoitus rakentaa säristin jos toinenkin. Ensimmäinen "Rangemaster" on jo kasattu ja hyvältähän tuo kuulostaa. Tarkoituksena olisi vielä rakentaa ainakin kopio Fuzz Facesta ja Tone Bender tai pari. Mahdollisesti jopa myyntiin. Katsotaan miten lähtee sujumaan.

Tähän tuli törmättyä ihan töiden puolesta: EAGLE-piirlilevyeditorin ja PovRayn kaunis liitto. Systeemi, jolla voi generoida piirilevykuvista 3D malleja ja sitten renderöidä nämä mallit varsin näyttäviksi kuviksi melkein valmiista aplikaatiosta.

Oli melko hämmentävää huomata kuinka paljon tuo renderöity 3D kuva helpotti kokonaisuuden hahmottamista. Kohdat, jotka levyeditorissa näyttivät aivan täyteenahdetuilta näyttivät mallinnettuna jopa paikoin tyhjiltä. Samalla löytyi uusi paikkoja komponenttien sijoitteluun.

Eagle3D:ssä on yllättävän laaja kirjasto komponettimalleja, jotka kytkeytyvät automaattisesti tavallisimpiin EAGLE:n kirjastokomponentteihin. Kaikkea ei tietenkään löydy mutta se ei juuri elämystä pahenna.

Jos on EAGLE käytössä niin suosittelen kokeilemaan! Ohjeet ja muut osoitteesta: http://www.matwei.de/doku.php?id=en:eagle3d:eagle3d