13. Aug, 2020.
Hasan Helja

Hasan Helja


Čovek je biće prakse!

Svaka ozbiljnija konstrukcija i gradnja NF stereo pojačavača, pored planski pripremljenog pristupa, kvalitetne stručne opservacije i dobrog poznavanja njegovih osnovnih funkcija, traži posebnu predostrožnost pri određivanju najboljeg položaja ulaza, izlaza i ispravljačkog stepena, kao i kod uzemljivanja i pravilnog oklapanja delova uređaja. Na ulazu pojačavača osetljivost je velika, a zbog toga i pojačanje ima veliku vrednost. Primaran zadatak gradnje je kako pravilno oklopiti predviđene ulaze i sprečiti njihov negativan uticaj na izlazni stepen.

Kod NF pojačavača velike snage od ispravljača teku struje od nekoliko ampera. Provodnici kroz koje teku tako jake struje ne smeju biti povezani nekim povratnim vezama sa ostalim stepenima kola. U suprotnom možemo očekivati pojavu oscilacija, bruma, ili nestabilnost u radu pojačavača. Ove pojave se javljaju zbog malog, ali ipak, konačnog otpora provodnika kroz koje teku tako jake struje.

Uzemljivanje stereo pojačavača još je kompleksnije pitanje, jer se nipošto ne sme dozvoliti da između bilo koje dve tačke na potencijalu mase postoje dva provodna puta ( tzv. „petlja bruma“ ). Najbolje je sve uzemljiti na jednom čvorištu minus pola elektrolitičkih kondenzatora ispravljačkog stepena koji su, po pravilu, velikog kapaciteta, odnosno vrednosti od nekoliko hiljada µF. Uzemljenje za izlazne tranzistore i zvučnike se, takođe, vezuje u zajedničku tačku na ispravljaču. Vodovi za napajanje izvode se odgovarajućim provodnicima, a spajaju u jednoj tački u ispravljaču. Vodovi za napajanje predpojačavača mogu se međusobno vezati, ali što kraćim vezama, pa se jedan od pretpojačavača poveže sa ispravljačem.

Provodnici izlaznog stepena treba da budu što kraći, a dobro bi bilo da se vode zajedno provodnici koji idu na emiter, odnosno kolektor ( na taj način se smanjuje magnento polje ). Posebno treba naglasiti da se mase koaksijalnih kablova vezuju samo na jednom kraju i da su svi vodovi simetrično postavljeni. Ispravljački stepen treba da je ožičen debelim provodnicima i na taj način ćemo sprečiti pojavu ometajućih polja i samooscilacija koje se teško otklanjaju. Izlazna otpornost ispravljača trebala bi da bude što manja, što zavisi od vrste i klase. U suprotnom stabilizacija će biti loša, a napon će varirati u istom ritmu kao i ulazni signal što dovodi do nestabilnog rada pojačavača. Poželjno je, takođe, pravilno oklopiti mrežni transformator, ispravljač i predpojačavač sa priključcima. Ovo je najbolje izvesti čeličnim limom, s obzirom na njegove magnetne osobine.

Posebna dilema među konstruktorima je, da li uzemljiti, ili ne uzemljiti pojačavač. Neki su za, a neki protiv takve radnje. Ako bolje pogledamo, sva kvalitetnija fabrička pojačala su uzemljena, posebno ako imaju metalnu kutiju. Neki pojačavači bruje ukoliko nisu uzemljeni, posebno za električnu gitaru, ako nisu uzemljerni svi njeni metalni delovi. Svaki uređaj je priča za sebe, nekim prosto ne treba uzemljenje! Ako to radimo, onda treba proveriti da li imamo ispravnu mrežnu instalaciju kod koje napon između nule i uzemljenja ne bi trebalo da prelazi 10 V, a najbolje je da bude 0 V. Napon između faznog voda i uzemljenja trebao bi da bude oko 230 V i, naravno, između faze i nule 230 V. Ukoliko pojačalo koristi mikrofon, a nije uzemljeno, može se desiti proboj napona na masu pojačala, a time i na telo mikrofona, što krije opasnost od udara struje. Ako su metalna kutija i masa pojačala uzemljeni, neće doći do takve neprijatne i po život opasne pojave. Uzemljenje pojačala podrazumeva vezivanje kutije i minus pola čvora izvora napajanja na provodnik koji služi kao uzemljenje. Kod nekih pojačavača, kao što je ovo sa priloženih slika, nikako ne smemo minus pol napajanja vezati na masu, već samo minus pol odvojenog izvora napajanja predpojačala koji je provodno, preko širma, vezan za telo mikrofona i za kutiju. Interesantno je iskustvo da se kod ovog pojačavača minus pol izvora napajanja i minus pol napajanja predpojačavača moraju vezati preko blok-kondenzatora čija se vrednost određuje eksperimentalno. Odabraćemo kapacitet blok-kondenzatora koji eliminiše i najmanji šum na izlazu. O ovom interesantnom problemu, koji može stvoriti glavobolju svakom konstruktoru, pisao sam nedavno na ovom portalu ( „Pojačalo sa izlazom bez spoja sa masom“, objavljeno, 18.01.2020. ), upravo prilikom gradnje uređaja koji je prikazan na slikama.

Na kraju, moj savet je da se ne treba nikako upuštati u konstrukciju i gradnju ako nismo dobri poznavaoci principa rada pojačavača i opisanih problema na koje možemo naići, te ako nemamo izgrađenu naviku preciznosti, pravilnog čitanja šema po kojima radimo i jaku volju da planiranu konstrukciju dovedemo do kraja. Pre početka rada treba odabrati odgovarajuću kutiju, odrediti raspored podsklopova, nabaviti sve delove i obezbediti potreban pribor i alat za rad. Mnogi se opravdano pitaju, da li je uopšte isplativija gradnja, ili kupovina fabričkog uređaja. Moje dugogodišnje konstruktorsko iskustvo kaže da današnji fabrički uređaji služe veoma kratko, a uređaji koje sam temeljito gradio besprekorno me služe  godinama. Ako gledamo na cenu, daleko skuplje je ono što sami pravimo, problem je odgovarajuća šema, izrada štampanih pločica, nabavka komponenti, adekvatna kutija, ali zadovoljstvo nakon uspešne gradnje ima nemerljivu cenu i potvrdu znanja u praksi.

Literatura:
1. „Audio amplifier systems“ - Philips, naučna publikacija iz 1972. godine,
2.  M. Kričković: „Predostrožnosti pri gradnji NF pojačala“.

Nedavno sam pisao na ovom portalu o korišćenju LED štapa koji se pri nestanku struje u mreži napaja sa 12 V. Pošto takav izvor svetlosti može poslužiti kao prigušeno noćno svetlo kada je potpuni mrak, postavlja se praktično pitanje, kako smanjiti jačinu svetlosti do željene mere. Kupovina regulatora napona ( „dimera“ ) za LED svetlo nešto je veći izdatak, tako da sam došao do jednostavne šeme regulatora jednosmernog napona pomoću LM317, jednog otpornika, potenciometra i dva elektrolita. Njihovom kombinacijom dobijen je sklop za finu regulaciju napona.

Regulator je najbolje smestiti u neku plastičnu kutiju u koju dovodimo jednosmerni napon maksimalne vrednosti do 28 V. Plus pol izlaza ispravljača, ili akumulatora, spaja se na pinu 3. dok se minus pol izvora vezuje na jedan kraj potenciometra od 5 K, a srednji izvod i drugi kraj potenciometra spajaju se na pinu 1. Od te nožice spaja se otpornik od 240 oma sa pinom 2. koji ujedno služi kao izvor promenljivog napona od 0 V – 28 V. Sa regulatorom napona LM317 možemo dobiti struju maksimalne vrednosti do 1,5 A, što je sasvim dovoljno za napajanje LED štapa.

Ukoliko koristimo struju preko 1 A preporučuje se montaža IC LM317 na odgovarajući aluminijski hladnjak koji ne sme da direktno naleže na uzemljeno metalno kućište, jer je telo IC ( vidi sliku ) u spoju sa pinom 2. na kome se nalazi plus pol izlaza regulatora napona. Vrednosti otpornika ( R2 ) i potenciometra ( R1 ) nisu kritične, tako da se može koristiti potenciometar i od 10 K, a otpornik nešto veće vrednosti, što spada u domen eksperimentalnog rada pri podešavanju struje za LED svetlo koje imamo pri raspolaganju. Regulator je namenjen za svetlo maksimalne potrošnje do 1,5 A ( snage potrošača do 18 W ),  napona 12 V, a potenciometrom se podešava intenzitet svetlosti do željene vrednosti – jačine.

 Životna poruka Nikole Tesle:
„Najveće čovekovo  zadovoljstvo je posvetiti se nečemu što mu ni u snu ne da mira!“

( Članak posvećen Teslinom i mom rođendanu, 10. juli )

Donedavno smo rezervno napajanje svetiljki manje snage, u ambijentu bez gradske mreže, koristili upotrebom konvertora napona ( 12 V = /230 V ≈  ), što se pojavom LED svetla ( 12 V, 24 V = ) pokazalo suvišnim i neracionalnim rešenjem. Ovo se ne odnosi na korišćenje visokog napona za uređaje koji se napajaju sa 230 V, 50 Hz naizmeničnog napona ( pogledati sliku konvertora napona za računar i svetlo ). Za takav konvertor treba kao izvor struje koristiti akumulator minimalnog kapaciteta od 45 Ah. Nedavni nestanak struje u gradu, koji je trajao preko sat vremena, naveo me na ideju kako da u takvoj situaciji imam sigurno rezervno napajanje LED niza koji je mali potrošač struje, svega 500 mA, što će sa minijaturnim akumulatorom kapaciteta od 1300 mAh obezbediti do dva časa spasa od neprijatnog mraka.

Uređaj koji predstavljam vredan je pažnje zbog malih dimenzija i manje snage sa namenski pravljenom kutijom u kombinaciji aluminijski lim, drvo i plastika, ali sa automatskim preklapanjem mreža-baterija i sa zaštitom od prepunjavanja i kratkog spoja akumulatora. Primarna vrednost ovog uređaja je automatsko prebacivanje na rezervno napajanje, što pri nestanku struje u mreži spašava od tumaranja po mraku. Može biti stalno uključen na mrežu, služeći kao večernje pozadinsko svetlo, pri čemu se baterija polako prazni, ali i kontinuirano dopunjava do maksimalnog projektovanog napona od 14,8 V sa strujom punjenja, Ipunj. = (Uizl. – Ubat.)/Rx. Pored minijaturnog akumulatora ( 12 V, 1300 mAh ) urađen je ispravljački stepen složenijeg tipa sa dva odvojena Grecova spoja, stabilizatorom napona i kontrolom struje punjenja zbog nekih složenih procesa upravljanja relejnim sklopom koji reaguje pri nestanku struje u mreži. Tada se automatski pali svetlo, odnosno kotva releja prebacuje se na rezervni izvor napajanja. Preko releja, koji ima dva radna položaja, obezbeđen je potreban napon od 12 V za stabilno svetlo LED štapa koji fantastično osvetljava prostor u kome se nalazimo. Uređaj nije strogo fiksiran na jednom mestu, možemo ga po potrebi prenositi iz prostorije u prostoriju, ili mu odrediti neku ustaljenu radnu poziciju gde najviše boravimo.

Pored ekonomičnosti, po pitanju utroška struje i malih gubitaka na Džulovoj toploti  ovakav uređaj dokazano je koristan za svako domaćinstvo, sa izvesnim prednostima u odnosu na fabričko rezervno napajanje. Primetio sam, ispitujući i pažljivo testirajući brojna praktična rešenja, da je kod većine fabričkih uređaja rešenje stabilnog rezervnog napajanja prateća boljka, ili namerno izveden tehnički nedostatak, nepravilno punjenje baterije koja brzo strada, a u slučaju kratih spojeva u njenim ćelijama dolazi do težih kvarova na elektronici napajanja. Sa strogo kontrolisanim naponom i prilagođenom strujom punjenja ( Ipunj. ) moj prvenac za rezervno napajanje služio je, sa NiCd akumulatorom od 7 Ah, punih deset godina.

Što se tiče troškova za gradnju ovog minijaturnog uređaja, najveća stavka je akumulator, dok se cena komponenti ispravljačkog stepena može ublažiti, ili potpuno izbeći nekim raspoloživim rezervama delova koje poseduje svaki napredniji konstruktor. Relej je minijaturnog tipa ( 12 V, 10 A na kotvi ) za automatsko preklapanje mreža-baterija. Ukoliko kupujemo odgovarajuću metalnu kutiju, njena cena nije zanemarljiva, tako da je najbolje da je sami pravimo, ili se snađemo na neki drugi način. Možemo koristiti odgovarajuću metalnu, ili plastičnu kutiju sa svim potrebnim merama zaštite od visokog napona. Veličina kutije zavisi od odabranog kapaciteta akumulatora od koga zavisi vreme rezervnog napajanja koje se može precizno izračunati pomoću formule: q = I*t, odnosno, t = q/I. Kapacitet akumulatora označen je na bateriji ( mAh, ili Ah ), tako da je dovoljno  instrumentom izmeriti jačinu struje potrošača ( LED niza ). Delenjem te dve fizičke veličine ( kapacitet akumulatora i jačinu struje ) dobijemo vreme u časovima. Na kraju recimo da nije preporučljivo potpuno pražnjenje akumulatora, što se  zbog ugrađene elektronske zaštite od potpunog pražnjenja i kratkog spoja Acu baterije nikako ne može desiti, što bi mu ubrzano smanjilo vek trajanja.

PokloniIOtpadSkloni