EK038 Audio-förstärkare 1W mono
Art.nr: 41036664
Byggsats med en 1W audio-förstärkare med en kanal (mono). Byggsatsen innehåller allt som krävs för att bygga en enkel förstärkare och bygger på förstärkarchippet LM4861. Flera olika kontakter medföljer, som kan kombineras på olika sätt. Ljudsignalen kan anslutas via en 3.5mm-kontakt (minitele), direktlödd kabel, stiftlist eller skruvplint. Högtalare och spänningsmatning kan även den lödas direkt, anslutas via stiftlist eller skruvplint. Stiftlisten kan monteras uppåt, för att t.ex. användas ihop med Arduino Uno (med labbsladd hane-hona) eller nedåt för bruk med kopplingsdäck eller experimentkort. Fyra skruvhål för maskinskruv (M2.5) kan användas för att skruva fast förstärkaren i t.ex. chassie eller andra mönsterkort.
Komponentlista
| Referens | Komponent | Antal | Artikelnummer | Kommentar | |
|---|---|---|---|---|---|
| - | EK038 1W mono amp | 1 | - | ||
| U1 | LM4861, förstärkarkrets | 1 | 41035600 | Observera orientering | |
| - (U1) | Sockel, DIP8 | 1 | 40410008 | Orientera som U1 | |
| R1 | Motstånd 10kohm | 1 | 40811410 | ||
| R2, R3 | Motstånd 220kohm | 2 | 40811522 | ||
| C1-C3 | Kondensator, 100nF (märkt 104) | 3 | 41003038 | ||
| C5 | Kondensator, 220pF (märkt 221) | 1 | 40500022 | ||
| C4, C6 | Kondensator, 100uF | 2 | 40520017 | Polariserad (+/-) | |
| RV1 | Potentiometer, 100kohm linjär (märkt 104) | 1 | 41017263 | ||
| J4 | Audio-jack | 1 | 41001189 | Brytare i jacket, se rubriken Anslutningar | |
| J1-J3 | Stiftlist, 2.54mm 1x8 | 1 | 41036643 | Valfri, se rubriken Anslutningar | |
| J1-J3 | Skruvplint 3.5mm 2-pol | 3 | 41016487 | Valfri, se rubriken Anslutningar | -- |
Monteringsanvisningar
Läs igenom byggbeskrivningen före montering.
Interaktiv monteringaanvisning↗
Verktyg
För att montera byggsatsen räcker det med enkla lödverktyg.
Följande verktyg krävs:
- Lödstation eller lödpenna (minst 30W)
- Blyfritt lödtenn
- Avbitartång (för att klippa komponentben)
Rekommenderade extra verktyg:
- Kabelskalare (för att skala sladdar till högtalare och från nätdel)
- Plattång (för att böja komponentben)
- Tennsug (för att löda av komponenter efter misstag)
- Multimeter (för felsökning och komponentidentifiering)
Förutom verktygen kommer det behövas en plan arbetsyta och bra belysning. En lödröksutsug och/eller god ventilation rekommenderas – lödrök innehåller ångor som är hälsovådliga vid upprepad exponering.
Innan du påbörjar monteringen, kontrollera att mönsterkortet är fritt från skador och repor. Kontrollera också att du har fått alla komponenter, jämför med komponentlistan! Alla komponenter ska monteras på kortets ovansida, som är den som har komponentbeteckningarna tryckta (R1, U1, C1 osv). Komponenterna kan lödas fast från valfri sida.
Placera en komponent i taget. Innan nästa komponent placeras, böj båda benen lite ut från varandra för att hindra dem att falla ut. Man kan välja mellan att löda en komponent i taget, eller placera alla (som kan hållas kvar av böjda komponentben) innan de löds fast. Om man placerar alla och sedan löder kan det vara lättare att upptäcka (och åtgärda) misstag.
Motstånden och de keramiska kondensatorerna är inte polariserade, så de kan monteras på valfritt håll. Elektrolytkondensatorerna måste däremot monteras åt rätt håll. Det långa benet ska placeras i hålet närmast plustecknet (+), och det korta benet (minuspolen) går i det andra. En pil med minustecken på kondensatorns kropp pekar mot minuspolens ben.
Steg för steg
Lättast är att börja med att montera de lägsta komponenterna först – motstånden. Benen för motstånden måste böjas vinkelrätt för att passa i kortet. Byggsatsen innehåller två olika motståndsvärden, 10kohm och 220kohm. Se komponentlistan ovan för att identifiera motstånden.
När motstånden är monterade, löd fast sockeln för förstärkaren. Sockeln är bara en hållare för förstärkaren och har ingen polaritet, men det är bäst att montera den åt rätt håll. Annars är risken stor att man råkar montera förstärkaren åt fel håll. Det halvcirkelformade märket på sockeln ska vara orienterat åt samma håll som det i symbolen på kretskortet (mot texten U1). Om man inte vill använda sockeln kan man istället löda fast förstärkarkretsen i detta steg. Den ska monteras med halvcirkeln åt samma håll som sockeln, mot U1.
Efter detta kan komponenterna monteras i valfri ordning – enklast knappen och motstånden är fastlödda kan resterande komponenter monteras i valfri följd – fortsätt med de som sticker upp minst, t.ex. de keramiska kondensatorerna. Det finns två olika värden på keramiska kondensatorer, med 100nF och 220pF kapacitans. De är olika stora, och har olika märkning. Se komponentlistan ovan för identifiering.
Stiftlist och skruvplintar
Man kan inte böja benen på stiftlisten och skruvplintarna för att hålla dem på plats. Man kan t.ex. använda kaptontejp, målartejp eller häftmassa för att göra detta, eller placera kortet ovanpå något så att komponenterna inte åker ur. Löd först ett ben och kontrollera att kontakten ligger an mot mönsterkortet. Löd därefter resterande ben.
För att använda stiftlisten behöver två av stiften tas bort (se bilderna). Man kan trycka ut dem med t.ex. en sidavbitare eller plattång. Klipp inte av stiften, då det kan skada stiftlisten eller sidavbitaren.
Om du vill använda skruvplintar bredvid varandra, sätt ihop dem först innan du monterar dem på kortet.
Potentiometer
Montera potentiometern sist. Den medföljande potentiometern (100K linjär) kan om så önskas ersättas med en vanlig 16mm potentiometer (ingår ej).
Allmänna tips och instruktioner
Gör en sista inspektion när alla komponenterna är monterade, kontrollera så de är på rätt plats och vända åt rätt håll. Om så är fallet är det dags att löda fast dem. Klipp av benen på komponenterna verteftersom du löder fast dem (eller alla på en gång). Klipp så nära kortet som möjligt utan att klippa i själva lödpunkten. Akta så att inte komponentbenen flyger iväg och träffar dina ögon. Om man håller ett finger lätt på benet när man klipper av det hålls det kvar.
Se till att inte använda för mycket lödtenn. Värm både komponentben och cirkeln på mönsterkortet, och fortsätt till dess att tennet smälter och flyternut ut fint mot både ben och kort.
Det är lätt hänt att man råkar brygga två anslutningar när man löder. Det är viktigt att rätta till det innan monteringen fortsätter. För att fixa kortslutningar smälter man tennet som utgör bryggan och drar snabbt med spetsen rakt genom den. Detta kan behöva upprepas flera gånger tills bryggan är borta. Om tennet är kletigt och inte går att dra loss kan man lägga till lite färskt tenn, eller tillsätta separat flussmedel. Det går också bra att ta bort överflödigt tenn med tennsugen och göra om lödningen.
När alla komponenter är fastlödda är det dags att sätta i förstärkaren i sockeln. För att göra det behöver benen böjas till lite så de är vinkelräta mot kroppen. Det enklaste sättet är att lägga kretsens ben platt mot bordet och försiktigt trycka ner hela kretsen så att alla benen böjs samtidigt. Gör detta på båda raderna ben. Det är viktigt att förstärkaren monteras åt rätt håll, med halvcirkeln åt samma håll som på mönsterkortet (U1). Om en monteras åt fel håll kommer den förstöras när den spänningssätts.
Anslutningar
EK038 kan sättas ihop på flera olika sätt. Man kan använda mini-tele-kontakten, stiftlist eller skruvplintar, eller olika kombinationer av dessa. Det går också bra att löda sladd direkt till kontakterna. Om man använder den som testförstärkare kanske man t.ex. vill ha direktlödda sladdar till strömförsörjning och högtalare, men använda skruvplint för signalingången.
Kretsen har sex olika anslutningar: signal in, spänningsmatning och jord samt högtalare (negativ och positiv).
| Namn | Funktion | Kommentar |
|---|---|---|
| IN | signalingång | jordas av brytare i 3.5mm-hona |
| GND | jord för signalingång | |
| V+ | ingång för drivspänning | +2.5 till 55V DC |
| GND | jord för spänningsmatning | |
| spkr - | negativ högtalarutgång | ej gemensam med GND |
| spkr + | positiv högtalarutgång |
Anslutningen för signal in går både till stiftlist/skruvplint och minitele-kontakten. Observera att minitele-kontakten har en brytare, som jordar signalingången om ingen kontakt är ikopplad. Om man monterar den kommer den andra anslutningen (för stiftlist/skruvplint/kabel) bara fungera när en miniteleplugg är ikopplad. Kontakten kan då användas för att t.ex. skicka signal vidare till något annat kort (eller vice versa). Om man inte monterar minitele-jacket fungerar den andra signalingången som vanligt.
Högtalarutgången är differentiell, vilket gör att ingen stor utgångskondensator behövs. Det betyder också att den negativa högtalarutgången inte är gemensam med förstärkarens jord, som annars är vanligt för ljudförstärkare med enkel spänningsmatning.
Strömförsörjning
Förstärkaren kan drivas på +2.5 till +5V likspänning (DC), 500mA eller mer rekommenderas. Lämpliga strömförsörjningar är t.ex. tre AA eller AAA-batterier (vilket ger 4.5V), power banks (med en klippt och skalad USB-kabel – röd är +, svart är jord) eller en 5V batterieliminator. Kretsen har inget skydd mot omvänd polaritet, så dubbelkolla innan du ansluter matningsspänningen. Det finns inte heller något skydd mot överspänning, så man bör alltid provmäta spänningen om man är osäker. Om förstärkaren får mer än 6V (som inte rekommenderas) eller omvänd matas med omvänd polaritet så kan den förstöras.
Felsökning
Om något mot förmodan inte fungerar när allt är monterat, följ felsökningsguiden nedan.
- Kontrollera att alla komponenter sitter på rätt plats.
- Kontrollera att elektrolytkondensatorer och förstärkarkretsen sitter monterade på rätt håll. Jämför med bilderna i monteringsguiden.
- Kontrollera att alla komponenter är ordentligt fastlödda och att det inte saknas lödtenn någonstans.
- Kontrollera att det inte finns några kortslutningar (lödtenn mellan komponentben).
- Kontrollera att spänningsmatningen, signal och högtalare både är anslutna och fungerar korrekt.
- Kontrollera att inget ben på förstärkaren har böjts in under kroppen. Alla benen behöver sitta fast i sockeln.
Förstärkaren fungerar, men pulserar när jag höjer volymen.
- Förmodligen är spänningsmatningen för klen, och behöver kunna leverera mer ström. Eller så behöver du sänka volymen.
Mer information
Kopplingsschema
Måttritning
Modifikationer
Om man inte vill använda potentiometern och alltid ha maximal volym (eller styra volymen på annat sätt) kan man bygla den med ett komponentben. Anslut potentiometerns högra hål (det närmast märkningen RV1) med det mittersta hålet.
För att ansluta en elgitarr, kontaktmikrofon eller annan signalkälla med hög utgångsimpedans behöver några komponentvärden bytas:
- Potentiometern byts till en 1M linjär pot (eller logaritmisk, i så fall kan man hoppa över R3)
- R1 och R3 byts till motstånd med ungefär 470kohm till 1Mohm resistans
- R2 byts till ett motsånd med hög resistans – ju högre desto mer förstärkning. 10Mohm ger mycket förstärkning. För maximal distor kan R3 lämnas öppen (inget motstånd).
Om kretsen
EK038 bygger på förstärkaren LM4861. Kretsens förstärkning ställs in på samma sätt som man gör med inverterande förstärkare med op-förstärkare: förstärkningsgraden = Rfb/Rin. Rin (ingångsmotståndet) är R1, medan Rfb (återkopplingsmotståndet) är R2. Med värdena 220Kohm och 10Kohm blir förstärkningen alltså 220/10 = 22x, eller ungefär 26dB. Om du vill ha mer förstärkning kan du alltså byta ut något av motstånden, eller ansluta ett motstånd parallellt med R1 (för att få lägre resistans).
Errata
Det pläterade monteringshålet (och potentiometerns två större monteringshål) är inte anslutet till jord i version 1 av kortet (märkt batch 93960). Detta påverkar inte funktionaliteten, men kan vara förvirrande om man försöker använda med den som jordreferens. Det går bra att löda fast ett komponentben från skruvhålet till lämplig jordpunkt, förslagsvis det yttersta avlånga hålet på 3.5mm-kontakten.