Faites votre premier amplificateur sérieux

Je l'ai fait! J'ai toujours voulu construire mon propre amplificateur, et maintenant, enfin, j'en ai fait un. C'est mon premier projet "audio sérieux".

Le démarrage de ce projet était intimidant pour moi. Il y avait un écart entre l'achat des pièces et la fabrication de l'amplificateur ... un écart de deux ans, en fait. Je connais une chose ou deux sur l'électronique analogique et je peux lire et comprendre des schémas électroniques, mais je n'ai jamais créé quelque chose à partir de zéro qui se connecte directement à une prise murale. Et je fais habituellement des trucs avec de l'électronique pour les enfants ou comme une "preuve de concept", où la précision et les détails importent peu. En d'autres termes, je n'étais pas sûr de moi en tant que fabricant de Serious Amplifiers.

Ce qui m'a aidé à démarrer, c'est que j'avais juste besoin d'un amplificateur. J'adore jouer de la musique et le meilleur système de son que j'avais était mon iMac. Et cela ne m'a pas suffi. J'ai donc eu le choix entre acheter un récepteur bon marché tout en sachant que j'avais toutes les pièces d'un ampli bien meilleur ou tout simplement commencer à le construire. Oh mon garçon, je suis tellement content d'avoir fait ça!

Si vous rêvez de construire un amplificateur de temps en temps, mais que vous ne savez pas comment le faire: lisez la suite! J'ai décrit la fabrication de mon Serious Amp aussi bien que possible, y compris les erreurs et les succès. Le résultat n'est pas un ampli parfait, mais c'est sûrement un grave qui n'est pas si difficile à construire même si vous n'en avez jamais construit auparavant.

Cet amplificateur est le meilleur que j'aie jamais possédé (cette affirmation ne vaut pas beaucoup) et je suis vraiment très content. Même avec mes haut-parleurs d'occasion (€ 10, -) ça sonne plutôt bien. Dans la vidéo, le son est enregistré avec le micro de l'appareil photo. Ce que vous entendez est loin, très loin de l'expérience de la vie réelle.

L'ampli est un soi-disant Gainclone, utilisant un ampli-op LM3886 par canal. L'alimentation est basée sur un (trop grand) transformateur toroïdal 230VA. Il m'a fallu environ 32 heures pour construire l'ampli et l'alimentation.

Dans cet Instructable, je vais décrire comment j'ai fait l'alimentation et l'amplificateur. Plus important encore, je décrirai également ce que je ferais différemment si je devais refaire le projet.

Étape 1: Liens: maîtrisez l'univers Gainclone

Je ne suis pas non plus un audiophile et un expert en amplificateurs. Alors quand j'ai commencé à regarder autour de "comment construire un Serious Amp", je suis entré dans l'univers des amplificateurs Gainclone. En regardant les designs parfois magnifiques, j'ai réalisé que je voulais construire moi-même un de ces bébés. Il existe de nombreuses façons de les créer, alors parcourez le site et familiarisez-vous avec le monde des gainclones ...

  • Site Web de Mark Hennesy: très, très beaux amplis et d'excellentes informations sur les gainclones et les alimentations. De superbes photos et commentaires sur la façon dont il l'a construit. La ressource la plus inspirante que j'ai trouvée.
  • Article Wikipédia sur les amplis Gainclone et leur provenance.
  • The Chill Amp: site bien documenté, y compris les schémas et la liste des pièces.
  • Chipamp.com: J'ai utilisé leur schéma de circuit pour l'amplificateur (le pdf est disponible sur leur site. Livré avec de bons conseils pour construire des amplis). Ils vendent également des kits et des pièces.
  • DIY Chip Amps: Belle liste de plusieurs amplificateurs DIY gainclone.
  • Audiosector.com: amplis gainclone incroyablement beaux.
  • Decibel Dungeon (c'est un nom audacieux :-)): Schémas d'un ampli gainclone et d'une alimentation.
  • Decibel Dungeon Gainclone Gallery: Belle collection d'amplis DIY gainclone.
Sur Instructables ne sont que quelques projets de gainclone. L'amplificateur de puissance DIY HiFi Gainclone d'ASCAS en est un exemple.

Vous avez peut-être remarqué qu'il existe de nombreux schémas et types d'amplificateurs opérationnels légèrement différents qui peuvent être utilisés. N'étant pas un expert, j'ai eu du mal à faire un choix. Je me suis tourné vers un ami que je considère comme un expert pour des conseils. Il m'a convaincu juste de choisir quelque chose de simple et de fiable. Les différences dans les circuits concernent les détails, qui ne sont guère pertinents lors de la construction de votre premier ampli. Des erreurs pour les novices seront commises et celles-ci auront beaucoup plus d'impact pour le pire que les détails raffinés pour le mieux.

Ce que j'aime vraiment dans le Gainclone, c'est l'approche minimaliste. La règle générale avec les Gainclones est que moins il y a de composants, meilleur est l'ampli. Cela a un prix, bien sûr: la qualité des composants et leurs spécifications deviennent plus importantes, car il y a si peu de composants pour créer le son.

Étape 2: Pièces

Selon la configuration de votre choix, vous avez besoin des pièces. Voici ce que j'ai utilisé:

Source de courant:
  • 1 transformateur toroïdal avec doubles enroulements secondaires: sortie 120 VA max., 2x 12-18 Volt. J'ai utilisé un modèle 230 VA 2x 18 V, qui est vraiment trop gros pour cet ampli (plus de 300VA est considéré comme exagéré pour n'importe quel ampli, donc je suis assez proche de cela :-))
  • 2x 10 000 uF / 35 V condensateurs électrolytiques
  • 1x module redresseur KBU1005
  • 1x Filtre anti-parasitage pour alimentation secteur: Kemo nr. M41 (Je ne l'ai utilisé que parce que je l'avais traîné. Je l'aurais omis sinon)
  • 1x interrupteur. J'avais déjà un très joli vieux modèle.
  • 1x prise d'alimentation mâle, modèle Euro. Ces fiches sont également vendues avec un interrupteur d'alimentation intégré, comme celui-ci.
  • 1x fusible 3 ampères avec prise
  • 1x LED rouge 10 mm
  • 1x résistance de 100 kOhm pour atténuer la LED
  • environ deux mètres de câble d'alimentation robuste. J'ai utilisé un câble de haut-parleur pour le cordon d'alimentation de l'amplificateur et un cordon d'alimentation régulier pour le câblage interne

Amplificateur:
Électronique:
  • 2x amplificateurs opérationnels LM3886
  • 1x potentiomètre 22kOhm, échelle logarithmique.
  • Résistances: 2x 2.7 (2 Watt), 2x 680, 2x 1k, 2x 10k, 4x 22k
  • Condensateurs électrolytiques: 2x 47 uF, 4x 100 uF
  • Film de condensateurs (type MKP): 4x 0, 1 uF
  • Quelque chose qui peut servir de dissipateur thermique pour les amplis opérationnels. J'ai utilisé un morceau de tube en aluminium (profil carré, 30x30 mm)

Connecteurs:
  • 1 jeu de connecteurs RCA "entrée audio". En néerlandais, ils sont appelés "bouchons de tulipes". Je ne plaisante pas.
  • 2 jeux de connecteurs de laboratoire pour connecter les haut-parleurs
  • 1 jeu de fiches XLR 3 voies (mâle et femelle) pour connecter l'alimentation à l'ampli.
  • Un morceau d'aluminium pour monter les connecteurs. J'ai récupéré un morceau de feuille d'aluminium de 150 x 60 x 2 mm à partir d'un PC mis au rebut.

Enveloppe:
Tout ce que vous aimez, bien sûr. J'ai utilisé du contreplaqué de bouleau, 9 mm d'épaisseur et un vernis transparent à base d'alkyde utilisé pour les planchers et les escaliers.

Frais:
Dans l'ensemble, j'ai dépensé environ 100 € pour l'ensemble du projet. Le transformateur toroïdal est de loin la pièce la plus chère: € 50, -. Les amplificateurs opérationnels coûtent environ € 9, - chacun, les gros condensateurs à électrolyte sont autour de € 4, -. Veuillez acheter un potentiomètre décent. J'en ai jeté deux parce qu'ils faisaient du bruit. Celui que j'utilise maintenant est moyen, pour 6 €, - (ce qui est des ARACHIDES pour un potentiomètre en audio, mais je suis sur un petit budget).

Étape 3: taille, encombrement et conception de l'ampli

J'ai décidé de faire des boîtiers séparés pour l'alimentation et l'ampli. Ainsi, je peux choisir d'empiler les boîtiers ou de les placer côte à côte.

J'ai fabriqué les boîtiers en bois, car je suis plus à l'aise avec le travail du bois qu'avec le métal. En plus de cela, j'ai une chose avec du contreplaqué de bouleau laqué clair. J'en ai une bibliothèque et un dressoir et ma fille dort dans un lit de contreplaqué de bouleau ubercool.

Le bois n'est pas un choix très judicieux pour fabriquer des enveloppes d'équipement audio. La plupart des pièces traversant le boîtier (connecteurs, interrupteur, voyant lumineux, etc.) sont conçues pour être montées dans des boîtiers métalliques. Le bois de 9 mm est tout simplement trop épais pour que la plupart des pièces dépassent. Donc, pour les connecteurs à l'arrière du boîtier de l'amplificateur, j'ai décidé de les monter dans une plaque séparée en aluminium et de visser la plaque à l'intérieur de l'arrière du boîtier.

Pour avoir une idée de la taille du boîtier, la taille de l'alimentation est en tête (le PS a de loin les plus gros composants). J'ai disposé les composants sur une feuille de papier et j'ai découvert que le tout pouvait tenir dans un rectangle de 148, 5 x 210 mm (c'est la taille de la moitié du format A4, le document standard en Europe).

Le haut des boîtiers est une feuille d'aluminium perforé. La feuille que j'ai utilisée a une épaisseur de 0, 8 mm, ce qui est un peu trop mince: les feuilles ont tendance à s'affaisser un peu. Je suis à la recherche de feuilles d'aluminium perforées d'au moins 1, 5 mm.

Pièces jointes

  • Lay-out-schematics-amp-v2.pdf Télécharger

Étape 4: Schémas de circuits

Ce sont les schémas de circuits que j'ai utilisés. Je les ai construits sans PCB, tous les composants de l'ampli sont soudés point à point sur les fils de la puce. Pour l'alimentation, j'ai utilisé un câble de haut-parleur et un cordon d'alimentation ordinaire pour connecter les composants.

Les bobines secondaires du transformateur doivent être connectées. Pour ce faire correctement, vous devez savoir quels fils connecter. La connexion des mauvais fils entraînera une sortie 0 Volt. Une fois connecté correctement, vous devez lire 40 à 50 Volts AC. J'ai utilisé un oscilloscope pour trouver la bonne configuration, mais cela peut aussi être fait avec un multimètre, réglé sur la tension alternative.

Le pont redresseur (KBU1005) a besoin d'un refroidissement. Je l'ai monté sur un morceau d'aluminium.

Pour plus d'informations sur le circuit: j'ai ajouté quelques commentaires avec les photos. Regarde.

Étape 5: Prototype de l'alimentation

Pas très difficile, cette étape. L'alimentation a seulement quelques composants et est facile à prototyper. J'ai connecté les pièces avec des connecteurs et des pinces crocodiles et je l'ai connecté à un oscilloscope. Cela a fonctionné tout de suite pour moi.

Étape 6: Prototype de l'amplificateur

J'ai trouvé le prototypage de l'ampli difficile. Cela pourrait avoir quelque chose à voir avec mon choix pour la soudure point à point. Bien que le soudage p2p ne soit pas très difficile, il rend le câblage beaucoup plus compliqué. J'ai presque dû créer une chaîne entière pour pouvoir la tester. Si vous lisez ceci: j'adorerais avoir quelques conseils à ce sujet ...

Voici à quoi ressemble l'ampli op avec les parties soudées:


Si je devais refaire un amplificateur, j'utiliserais des PCB au lieu de la soudure point à point. Mais je n'ai jamais fait de PCB personnalisés auparavant, et les broches de l'ampli op ne tiennent pas dans le veroboard que j'utilise normalement.
  • Coupez les fils 2, 6 et 11 de l'ampli-op (image 1)
  • J'ai utilisé une troisième main et de l'argile non durcissante pour fixer les pièces à souder.
  • Commencez à souder les pièces directement sur les broches:
  • Souder la résistance 22k de la broche 3 à la broche 9 dans les images 2 et 3 (c'est le chemin de rétroaction. La connexion doit être aussi courte que possible). Coupez entièrement les fils saillants.
  • Soudez la résistance 10k entre les broches 4 et 8 (image 4). Cette fois, laissez la résistance dépasser du châssis des amplificateurs opérationnels. Vous avez besoin de la longueur des fils de la résistance pour monter d'autres pièces. Les broches 4 et 8 sont assez encombrées.
  • Soudez le côté négatif du capuchon 100uF sur la broche 8 et la résistance 10k (image 5). Essayez de réduire le temps de soudure au minimum. En chauffant la résistance, elle a tendance à se détacher de la broche 8.
  • Connectez la broche 7 sur le côté positif du capuchon de 100 uF avec un morceau de fil solide nu (j'ai utilisé un cavalier d'une planche à pain) (image 6).
  • Souder la résistance 680 Ohm à la broche 9. Veillez à ne pas souder la résistance 22k sur la broche 9 (fig 7).
  • Soudez le moins du chapeau de 47uF au côté positif du chapeau de 100uF. Connectez le câble positif du capuchon 47 uF à la résistance 680 Ohm (fig 8).
  • Souder un morceau de fil de cuivre kern solide aux broches 1 et 5 (photo 9). J'ai plié les broches en un petit arc pour que le fil de cuivre ne s'enroule pas trop facilement. Laissez le fil dépasser.
  • Enfin, souder les fils à + V, -V et la masse à resp. broches 1 et 5, broche 4 et broche le côté positif du capuchon 100uF (photos 9 et 10).

Répétez cette opération pour le deuxième ampli op. Mais encore une fois, mon conseil est de le faire sur un PCB si vous savez comment le faire. Je voudrais cependant souder la résistance 22k directement entre les broches 3 et 9 de l'ampli-op. PCB ou non.



Étape 7: Contrôle du volume, connecteurs et câblage

Maintenant que vous avez les amplis, il est temps de connecter l'alimentation, la terre et le signal sur la plaque. J'ai trouvé que c'était la partie la plus difficile du projet. Cela pourrait avoir quelque chose à voir avec mon choix de souder point à point au lieu d'utiliser des PCB. C'est la sagesse qui vient avec le recul, mais si je crée un autre amplificateur, j'utiliserai des PCB à coup sûr. Le dessin de l'image 1 est une tentative de montrer comment je l'ai configuré.

Je ne suis pas très content du résultat. Je suis convaincu que les fils et les connexions ne causeront pas de courts-circuits, mais mon garçon, quel gâchis! Si jamais je fais un autre ampli, c'est la partie que je voudrai faire mieux.

Voici comment j'ai organisé le câblage:
Voir photos 1 et 5. Mise à la terre: Au début, je voulais mettre tous les composants à la terre au même endroit. J'ai lu à propos de la "configuration des étoiles au sol" ici, et cela avait du sens pour moi. Mais il y a un prix à payer: les nombreux fils à la masse centrale provoquent un véritable incident de spaghetti dans le câblage. Donc après un ou deux échecs, j'ai décidé de relier les pièces à deux endroits différents mais proches.

Contrôle du volume:
Commencez facilement. Voir l'image 2. Le fil central va aux amplis via une résistance 1k. Un autre fil passe à la terre, le fil restant doit être connecté à l'entrée. Il s'agit de faire attention et de souder deux résistances par canal sur le potentiomètre.

Connecteurs:
J'ai monté les connecteurs sur une plaque arrière en aluminium. Le problème avec le câblage commence ici: Tous les connecteurs doivent être mis à la terre, ce qui entraîne 6 fils vers le boulon M4 de "mise à la terre" dans la plaque arrière. Essayez de couper les fils de mise à la terre le plus court possible. Les fils bouclés prennent de la place. Voir photo 3. Commencez par choisir l'une des broches de la fiche XLR comme masse et connectez-la à la masse en étoile. Reliez également le sol en étoile dans la plaque arrière avec le sol en étoile 2 sur le "sol".

V + et V-:
Voir photo 5: J'ai fait des fils pour les connexions V + et V- avec un fil électrique à crénage solide. Les fils sont montés dans des connecteurs de 16 ampères qui sont vissés sur le plancher en bois. Soudez les fils de la fiche XLR aux connecteurs V + et V-.

Notez les numéros de broches du XLR qui sont maintenant connectés à la masse, V + et V-. Vous en aurez besoin lorsque vous connectez l'autre côté de la fiche XLR au cordon d'alimentation du bloc d'alimentation!

Dissipateur de chaleur:
J'ai collé un morceau de tube alu (30x30 mm) sur la largeur du sol avec de l'époxy. J'ai fait des coupes à mi-chemin pour améliorer la ventilation et ajouter de la place. L'inconvénient de cette configuration est que les fils d'entrée de ligne et un fil de terre doivent passer par le dissipateur thermique. J'ai recouvert les fils avec un tube thermorétractable pour les protéger contre la chaleur. Mieux vaut prévenir que guérir.

Connectez-le:
Tout est prêt à être connecté maintenant. Connectez le potentiomètre aux entrées et à la terre via le dissipateur de chaleur. Montez ensuite les deux amplis sur le dissipateur de chaleur. Commencez à connecter les fils un par un, en les coupant le plus court possible. Utilisez une pellicule rétractable pour isoler les connexions soudées lorsque cela est possible. L'incident de spaghetti se passe sous vos mains! Avec un peu de patience et un fer à souder convenable, vous y arriverez.

Étape 8: Créez les boîtiers

Les caisses en bois sont assez faciles à réaliser. Cependant, il est facile de tout gâcher.
J'ai fait les caisses en contreplaqué de bouleau de 9 mm. Ils avaient trois couches de laque transparente.
J'ai ajouté de nombreuses photos de la fabrication des boîtiers. Je pense que les photos sont assez explicites ...

Voici quelques conseils. J'en ai appris certains à la dure ...
  • Utilisez des outils décents: scie et forets pointus, tournevis qui s'insèrent réellement dans les vis, etc.
  • Ne vous précipitez pas! Cela ne vous fera pas gagner du temps à la fin.
  • Je me suis souvenu juste à temps d'étiqueter les panneaux avant de les scier. Avec les étiquettes sur les panneaux, je pouvais faire en sorte que le grain des panneaux continue d'un panneau à l'autre lorsque l'alimentation et l'ampli sont empilés.
  • Percez tous les trous avant de coller les panneaux ensemble.
  • Je n'ai pas de cutter. J'ai utilisé la scie circulaire à table pour faire la rainure dans les panneaux pour les feuilles d'aluminium. Cela fonctionne bien, mais la rainure est un peu large (2, 5 mm).
  • Le serrage des panneaux tout en maintenant les angles droits est toujours difficile pour moi. Cette fois, j'ai fait un panneau supplémentaire de la même taille que le bas et l'ai utilisé comme espace réservé pour les panneaux serrés. Cela a plutôt bien fonctionné.
  • Appliquer le revêtement en plein jour! Surtout avec les deuxième et troisième couches, il est parfois difficile de voir si des pièces sont manquantes.
  • Ma première couche de laque était trop épaisse. Il a commencé à couler après que j'aie fini. Il m'a fallu un ponçage soigneux pour me débarrasser des gouttes.


Étape 9: Installation de l'alimentation dans son boîtier

Par rapport à l'amplificateur, le câblage de l'alimentation est un jeu d'enfant! J'ai monté les pièces sur un plancher en bois séparé. La fiche secteur, le fusible, l'interrupteur et le voyant LED sont montés dans le boîtier lui-même.
Parcourez les photos pour voir ce que j'ai fait. Ce n'est pas un travail difficile.

Le transformateur toroïdal est monté au sol avec un boulon de 60 mm. J'ai percé un trou de 20 mm au fond du boîtier, afin que le sol puisse reposer à plat sur le fond du boîtier.

Dans le sol, j'ai percé deux trous de 35 mm pour s'adapter aux gros condensateurs et j'ai découpé un rectangle pour s'adapter au filtre secteur.

J'ai utilisé un serre-tête autour du cordon d'alimentation à l'intérieur de la boîte pour soulager la tension. Juste au cas où quelqu'un déciderait de soulever l'alimentation par le cordon d'alimentation ...

Étape 10: Jouez fort!

C'est ça! Comme je l'ai dit, mon premier Serious Amp est le meilleur ampli que j'ai jamais possédé et je suis très content du résultat. Ce n'est pas parfait, cependant. Lorsque le volume est augmenté sans lecture de musique, un léger bruit se fait entendre. C'est inaudible quand on joue de la musique, mais c'est là. Je pense que cela vient de mon potentiomètre bon marché, mais un petit capuchon dans la ligne peut également le réparer. Je vais y jeter un œil quand j'aurai du temps. Pour l'instant, j'aime vraiment jouer de la musique. Bruyant!

Projet suivant: Fabriquer une paire d'enceintes décentes :-)

Pour les personnes qui lisent ceci et qui n'ont jamais construit d'ampli mais qui ont toujours voulu: Faites-le! J'espère que cela vous donnera la motivation et la confiance que vous pouvez. Si vous avez des questions, notez-les dans les commentaires. Je vais essayer de leur répondre aussi bien que possible.

Pour les personnes qui ont déjà réalisé Serious Amps: Veuillez laisser vos commentaires et conseils aux autres. Il sera apprécié par moi et j'espère que beaucoup de futurs constructeurs d'amplis.

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