Навеяно обычной упаковкой жвачки
Идея этого проекта основана на двух основных моментах. Мне нужно сделать простой, портативный гитарный усилитель, который работал бы как с электрической бас-гитарой, так и с акустической шестистрункой, на которой поставлен звукосниматель, а звук должен выводиться на колонку или наушники. У меня уже были все детали, чтобы собрать усилитель на «LM386», но вторая часть вдохновения настигла меня, когда я взглянул на упаковку жевательной резинки Eclipse. Отверстие наверху равно 2¼ дюйма (60 мм) — точный размер, используемый во многих стандартными компьютерах для внутренних колонок. Цель теперь проста — уместить весь усилитель на одной микросхеме в контейнер под колонкой, а крышкой, прижать динамик и всё содержимое.
Что нам понадобится:
У Вас должно быть за плечами хотя бы небольшое знакомство с азами электроники — сборка простых схем, пайка. Инструменты, необходимые для сборки электроники, являются обычными подручными инструментами — кусачки, острогубцы, паяльник низкой мощности и некоторый запас припоя и канифоли. Не помешали бы столярные тиски. Здесь не нужно особых навыков, просто нужно немного посверлить и аккуратно всё спаять. Нам понадобятся дрель и пара свёрел (до 6мм), также, конусный расширитель — прекрасный инструмент для подгонки отверстий для гнезд и переключателей в пластмассовом контейнере.
Стоимость нужных компонентов весьма невелика, вы можете купить все, не затратив и 500 рублей.
Шаг 1: Детали и схема
Список деталей:
B1 — 9-вольтовый разъём для батарейки и сама батарейка
C1 – Конденсатор 4.7мФ 16В
C2 — Конденсатор 100 мФ 16В
C3 — Конденсатор 470 мФ 16В
C4 — Конденсатор 10 мФ 16В
D1 — зеленый светодиод (любого цвета/типа подойдет),
J1 — ¼» (6.5-миллиметровый) моно гитарный вход (типа джек)
J2 — 1⁄8″ (3.5-миллиметровое) гнездо стереонаушника (выход с наушника)
R1 – 1кОм-ный ¼- Ваттовый резистор
R2 – 10 кОм-ный потенциометр на ½ Вт
SP1 – 8 Ом-ная колонка на ½ Вт (диаметра 2¼», от старого компьютера)
SW1 – переключатель типа DPDT(«вкл. – выкл. – вкл.»)
U1 — Усилитель мощности звука низкого напряжения LM386N-1 IC
Разное — беспаечная макетная плата и провода (для проверки и настройки), маленькая макетная плата с контактными отверстиями (для пайки), припой, движок для потенциометра R2.
Действительно важны – диаметр динамика SP1 и переключатель SW1 из-за специальной функции («вкл. – выкл. – вкл.»)
В качестве SP1 Вам просто нужно взять колонку на 8 Ом — приблизительно ½ Вт, и ровно 60 мм в диаметре. В этом плане подходят колонки от старого ПК, они наверняка будут стандартных размеров.
Схема:
В основе схемы усилитель LM386, который даёт достойный звук, имея всего несколько внешних компонентов. Этот усилитель способен выдать 250-325мВт на выходе, чего нам будет более чем достаточно.
Согласно схеме, входной сигнал поступает с гитары на разъем J1, далее, через конденсатор C1 в неинвертирующий вход LM386 на ножке 3. Инвертирующий вход на клемме 2 соединён с общим проводом, как и ножка 4. Выходной сигнал идет через конденсатор C3 в DPDT — переключатель SW1, который просто направляет усиленный звуковой сигнал или на колонку SP1, или на наушники, подсоединенные к моно выходу J2. Другая сторона SW1 действует, как выключатель питания, соединяя положительный выход 9-вольтовой батареи B1 с ножкой 6 микросхемы, и светодиодным индикатором работы усилителя, подключенным через сопротивление R1 для ограничения тока. Конденсатор C2 подключается параллельно источнику тока и служит для фильтрации помех в цепи питания. Наконец, емкостно — резистивная последовательная схема (RC — цепь) из конденсатора C4 и потенциометра R2 обеспечивает управление усилением сигнала. Перемещая движок переменного сопротивления, можно получить диапазон сигнала от очень чистого в наушниках до приятного овердрайва (перегрузки) в колонке. Возможно, для получения более приятного звука вам придётся подкрутить громкость на вашей гитаре и лишь потом на усилителе.
Шаг 2: Подготовка корпусных деталей
Вам придётся припаять несколько проводов к компонентам, расположенным не на плате (J1 и J2, D1, R2, SP1 и SW1), чтобы опробовать схему на беспаечной макетной плате, и Вы будете в применять те же провода, когда Вы построите постоянную схему на макетной плате. Стоит использовать переплетенный провод малого сечения, поскольку он будет намного более гибким, когда Вы будете заполнять пластмассовый контейнер. Если использовать толстые провода, они будут постоянно ломаться, и Вы будете тратить время на их перепайку.
Удостоверьтесь, что оставили достаточно длины провода на SP1, так как это будет важно на заключительном этапе, чтобы менять батарею. Обратите особое внимание на SW1 — Вы фактически соедините клеммы на обоих концах переключателя так, что схема остается запитанной, неважно, подключаете ли Вы колонку или гнездо для наушников. Также обратите внимание на то, что для J2 Вы должны будете спаять два канала стерео вместе, иначе Вы будете слышать усилитель только в одном ухе. Наконец, удостоверьтесь, что припаяли провода к центральной и правой клеммам потенциометра R2, чтобы звук нарастал при вращении ручки по часовой стрелке. Смотрите подробные картинки ниже.
Шаг 3: Сборка на макетной плате
Собираем схему:
Даже для простой схемы вначале всегда стоит сделать макет. Это даст Вам возможность проверить все от начала до конца и затем легко поменять некоторые составляющие по мере необходимости. Это тот момент, когда происходят неожиданные » проколы», которые могут от Вас ускользнуть, если Вы паяете сразу же.
Нет ничего действительно сложного в этой схеме. Проверьте ориентацию и цоколевку LM386, когда собираете схему, и конечно сохраняйте правильную полярность всех четырех электролитических конденсаторов и светодиода. Если Вы уже подсоединили все корпусные части проводами, просто скрутите свободные кончики накрепко и облудите, чтобы легко вставить их в макетную плату.
Как только Вы собрали рабочую схему, включайте гитару и смотрите, как потенциометр (R2) и регулировка громкости гитары работают вместе, чтобы получить тот звук, который Вы хотите услышать в наушниках и колонке. Не переборщите с громкостью, особенно в первый раз, когда Вы соединяете свои наушники – выходной сигнал может быть немного более сильным, чем Вы ожидаете.
Шаг 4: Пайка усилителя
Маленького куска макетной платы (приблизительно 1 на 1¾ дюйма) более чем достаточно, чтобы собрать схему и уместить ее в корпус. Как и с беспаечной макетной платой, в ее сборке тоже нет ничего особо сложного. Попытайтесь установить конденсаторы C1, C3 и C4 по возможности максимально близко к U1. Единственная корректировка — установить четыре конденсатора горизонтально на плате, чтобы оставить немного больше места в контейнере. Они могут быть установлены вертикально, и даже если они не очень высоки, каждый миллиметр в контейнере важен. Вы можете использовать разъем DIP — 8 для усилителя U1, но если Вы паяете быстро и маломощным паяльником, проблем возникнуть не должно. Возможно, придётся добавить пару отрезков провода для соединения деталей, но большая часть соединений может быть выполнена навесным монтажом на свободных ножках деталей. Как и с макетной сборкой, проверьте правильность подключения U1 и полярность всех четырех конденсаторов и светодиода.
Как только Вы собрали рабочую схему, включайте гитару и смотрите, как потенциометр (R2) и регулировка громкости гитары работают вместе, чтобы получить тот звук, который Вы хотите услышать в наушниках и колонке. Не переборщите с громкостью, особенно в первый раз, когда Вы соединяете свои наушники – выходной сигнал может быть немного более сильным, чем Вы ожидаете. Удостоверьтесь, что светодиод зажигается в обоих положениях выключателя, и переходите к финальному шагу.
Шаг 5: Окончательная сборка
Прежде чем заполнять контейнер, вырежьте кусок тонкого картона того же размера, как макетная плата и закрепите его на нижней стороне платы термоклеем. Это должно препятствовать возникновению коротких замыканий между платой и корпусными деталями, особенно с гитарным входом J1.
Затем на внешней стороне контейнера пометьте места вывода J1 и J2, SW1, R1 и D1. В принципе их расположение не так важно, разве что им стоит быть как можно ближе к основанию контейнера и нужно удостовериться, что детали не мешают друг другу. Имеет смысл разместить их под углом 90 градусов относительно друг друга. Можно поместить светодиод прямо над переключателем, а гнездо для наушников сбоку от переключателя, который подает сигнал на наушники. Остается гнездо входа усилителя и регулятор усиления. Как только выберете место, просверлите маленькое отверстие для каждого. Ваши размеры следует подобрать исходя из Ваших деталей. Если вы в сомнении, просверлите отверстия поменьше и расширьте их конусным расширителем, если он у Вас есть. Это отличный инструмент не только для получения отверстий точного размера, но и сохранения их краев гладкими и круглыми. Также он отлично подходит для листовых металлических панелей и кожухов. Если у Вас есть регулируемая втулка для светодиода, то Вы можете просто просунуть светодиод через крепежное отверстие и закрепить его небольшим количеством клея с внутренней стороны.
Как только отверстия готовы и обработаны, просуньте каждую деталь через них, добавьте шайбу с внешней стороны и затем завинтите гайку. Задействуйте острогубцы, чтобы удостовериться, что гайка посажена накрепко, так как поверхность контейнера немного изогнута. Есть много мест, где можно найти ручку для потенциометра, если Вы таковой не имеете под рукой. Фактически, на eBay есть магазины, полностью посвященные замене деталей и старинным ручкам от гитарных усилителей, так что весело проведите время, выбирайте!
Затем, поместите плату в контейнер, расположите её как можно ближе к одной из стенок, чтобы оставить место для батареи рядом и для колонки над ней. Можно расположить ее почти вертикально между переключателем и гнездом для наушников. Затем поставьте батарею. Лучше всего положить ее горизонтально прямо перед монтажной платой. В зависимости от глубины колонки Вам, вероятно, придется повернуть батарею, чтобы оставить зазор наверху побольше. Наконец, поместите колонку наверх, удостоверившись в том, что снизу контакты не нарушены. Вы можете слегка придавить колонку по краям, чтобы она села прямо под ободок контейнера. Будет намного проще посадить крышку на резьбу. Если Вы используете другой контейнер (Dentyne, например), Вам, возможно, стоит оставить колонку сверху ободка, и просто медленно завинчивать крышку вниз настолько, насколько Вы можете — просто чтобы колонка держалась на месте, когда крышка открыта и так, чтобы она не поворачивалась, когда Вы поворачиваете крышку.
Ура – вот и готов небольшой портативный гитарный усилитель, пора играть!
Шаг 6: Что еще можно придумать
Можно развить этот проект сразу в нескольких направлениях.
Вы можете подключить любой источник звука, который захотите (к примеру, iPod) — Вам просто будет нужен адаптер, чтобы преобразовать Ваш коннектор на ¼» в моно-вход.
Вы можете, конечно, использовать другие схемы — есть много хороших усилителей на 1 микросхеме с описанной комплектацией и инструкцией по сборке. Или разберите пару компьютерных колонок и используйте усилитель из них.
Соберите стереоусилитель и добавьте вторую колонку.
Подсоедините еще один аудиовход и микшируйте сигналы с гитары и с iPod или MP3-плеера.
Сделайте более интересные проекты из этих контейнеров из-под жевательной резинки, с ними довольно легко работать, в отличие от жестяных коробок от момпансье.
ДОПОЛНИТЕЛЬНО: вариант только для наушников (Ред. 2.0):
В такой схеме возникает пот понизить коэффициэнт усиления, чтобы сделать ее более подходящей для использования с наушниками. Ведь если у гитары нет регулятора громкости, сигнал может быть слишком сильным для удобного прослушивания музыки в наушниках. Поэтому можно объединить несколько идей в схему, описанную ниже, и проверить ее гитарой с простым пьезо–звукоснимателем (без регулятора громкости). Это больше подойдет для наушников. Вот главные модификации:
Новые детали:
R3 – резистор 18- кОм ¼-Вт
R4 — резистор 100кОм ¼-Вт
C4 — конденсатор 10мФ 16В
Схему управления усилением состоящая из C4 и R2 между ножками 1 и 8 LM386, снимаем. Оригинальный вариант позволял варьировать усиление от 20 до 200, но 20 уже и так слишком много для некоторых гитар. Без этих деталей мы снижаем усиление до 20. Таким образом, в новом варианте C4 и 18кОм-ный резистор R3 (новая деталь) помещаем в схему между ножками 1 и 5. Это дает допонительное сопротивление, подключенное параллельно с внутренним 15к-Омным резистором внутри микросхемы, эффективно понижая усиление с 20 до 11.
10кОм-ный потенциометр R2 вставляется в другом месте в схеме, чтобы обеспечить регулировку громкости на входе усилителя. Также добавляется 100 кОм-ный резистор R4, который работает с R2 как часть входной схемы. Отметим также, что конденсатор C5 на 10мФ добавляется между ножкой 7 и общим проводом, чтобы контролировать низкочастотную обратную связь, которая возникает из – за других изменений в схеме. Наконец, переключатель SW1 заменяется простым SPST (однополюсный, однонаправленный) переключателем, так как нам не нужно переключаться между наушниками и колонкой в этой схеме усилителя.