Barevná hudba
Snad každý, kdo se někdy jen trochu zajímal o audio zesilovače, narazil na pojem barevná hudba. A vzhledem k tomu, že tato zařízení jsou v základu velmi jednoduchá, tak snad každý, kdo na to narazil, to zkusil i postavit 🙂 Já nejsem výjimkou.
Svou první barevnou hudbu jsem postavil hned v začátcích zájmu o elektroniku a zmiňované audio zesilovače. Po několika letech úspěšného provozu první verze barevné hudby, jsem se rozhodl pro upgrade. Součástky sletované ve vzduchu nebo na starých DPS jsem rozebral, upravil schéma zapojení, nakreslil nové DPS, ty nechal vyrobit v Číně a celé to vestavěl do lepší krabičky. A právě tuto upgradovanou verzi své staré barevné hudby zde budu popisovat 🙂
Návrh barevné hudby
Řídící část barevné hudby
Vstup z obou kanálů je sloučen do jednoho přes rezistory R8 a R28, následuje oddělovací kondenzátor C3 a ochranný diodový omezovač napětí – D1, D2, D3, D4. Dále prochází signál přes zesilovač s nastavitelným zesílením cca 2 – 8. Tím se jednoduše vyrovnají rozdíly ve výstupní hlasitosti jednotlivých skladeb. Zesílený signál pokračuje na trojici filtrů druhého řádu, typu Sallen-Key. Na výpočty těchto, ale i jiných filtrů existuje naprosto dokonalý web http://sim.okawa-denshi.jp/
Dolní propust je naladěna na mezní frekvenci 80 Hz. Pásmová propust propouští frekvence mezi 150 Hz a 3,4 kHz. A horní propust propouští frekvence od 4 kHz. Filtrované signály přicházejí na komparátory s hysterezí (které lze také vypočítat na výše uvedeném webu). Rozhodovací úroveň komparátorů je okolo 0,5 V. Je-li úroveň signálu na vstupu komparátorů vyšší než 0,6 V, dochází k překlápění výstupů komparátorů do nízké úrovně a tím i ke spínání příslušných žárovek. Děliče, nastavující rozhodovací úrovně komparátorů jsou napájeny z referenčního napětí 8 V. Děliče by jistě bylo možné napájet z napájecího napětí pro operační zesilovače, ale já chtěl dodatečnou stabilizaci referenčního napětí. No, úplný TOP by bylo použití nějakého přesného stabilizátoru nebo reference, např. TL431, namísto obyčejného 78L08, ale je to přeci jen barevná hudba 🙂 Trimry R31, R32, R33 slouží k přesnému doladění úrovní komparátorů. Takto upravený signál pokračuje do výkonového stupně, kde jsou dle něho spínány žárovky.
Řídící část barevné hudby (operační zesilovače) je napájena stabilizovaným, symetrickým napětím ±12 V, referenční napětí je dále stabilizováno z +12 V na +8 V. Záporné napětí je vytvářeno z kladného, pomocí nábojové pumpy, jejíž základ tvoří integrovaný obvod NE555.
Výkonová část barevné hudby - spínače žárovek
Ke spínání žárovek jsem použil tranzistory (MOSFETy) a usměrněné síťové napětí. Možná je to nelogické, ale já triaky ani tyristory nemám moc rád, a kde nemusím, tam je nepoužívám 🙂 Tyto tranzistory spínám přes optrony OK1 – OK3. Diody D7, D9, D11 slouží jako ochrana, aby náhodou nedošlo k překročení povoleného napětí tranzistorů v optronech. Jelikož pro spínání FETů není potřeba téměř žádný proud (nepožadujeme-li rychlé spínání), je ovládací napětí pro tranzistory vytvářeno lineární stabilizací usměrněného síťového napětí. Tento stabilizátor je tvořen prvky Q2, D6, R37, R38, R30, R31 a kondenzátory kolem. Jelikož bylo na DPS místo, navrhl jsem k tranzistorům, které spínají žárovky, snubbery pro možné ladění, ale nakonec jsem je neosadil.
Původně jsem chtěl zapínat a vypínat celou barevnou hudbu přímo vypínačem, což by stačilo, ale tehdy jsem se rozhodl, že ovládání rozdělím. Takže vypínačem na čelním panelu ovládám pouze napájení řídící elektroniky a po náběhu napětí +12 V následně spínám 6 A relé, teprve které přivádí napětí na žárovky.
Barevnou hudbu jistím dvěma pojistkami – 160 mA pro řídící část a 4 A pro výkonovou část.
Krabička pro barevnou hudbu
Barevnou hudbu jsem vestavěl do staré univerzální krabičky, kterou jsem lehce obrousil, natřel načerno a vyrobil nový čelní a zadní panel.
K připojení napájení barevné hudby jsem použil starý konektor REMOS 5913. Pro vstup signálu a i pro výstupy na jednotlivé žárovky jsem použil konektory DIN 5. U pětikolíků na žárovky využívám vždy čtyři kontakty – na každé straně jsou dva od kraje (čísly 1 a 4, 3 a 5) spojené paralelně pro vyšší zatížitelnost a spolehlivost. LED diody v čelním panelu jsem umístil do svých oblíbených, kovových držáků z Aliexpressu.
Krabičky žárovek barevné hudby
Krabičky žárovek se žárovkami je to jediné, co jsem beze změn použil z první verze barevné hudby. Do každé krabičky jsem použil dvě 60 W reflektorové žárovky. Červené na basy, žluté na středy, zelené na výšky. Koho by zajímalo, podařilo se mi nalézt původní plány krabiček 😀
V reálu. Asi se to nechalo udělat lépe, ale funguje to 🙂
Ovládání barevné hudby
Do čelního panelu barevné hudby jsem nainstaloval i tři LED diody, které mohou také blikat v rytmu hudby namísto velkých žárovek. Myšlenka byla taková, aby bylo možné tu malou krabičku s barevnou hudbou někam přenést a provozovat samostatně bez připojených žárovek nebo za pomocí těchto malých LED diod nastavit vhodnou citlivost a poté přepnout barevnou hudbu na žárovky. Je pravda, že jsem tuto možnost zatím nevyužil, ale je tam připravená 🙂 K tomu slouží přepínač INDIKACE – externí/interní. Dále se na předním panelu nachází potenciometr k nastavení citlivosti barevné hudby.
Shrnutí projektu barevné hudby
Barevná hudba patří mezi bastlíři a vůbec lidmi, kteří mají zájem o elektroniku, mezi populární a často vyráběná zařízení. Zařízení je to jednoduché, vděčné a samozřejmě je to i zajímavý doplněk k poslechu hudby. Nesmím zapomenout na to, jaký dojem je to schopno vytvořit všem návštěvám 😉
Má koncepce je pouze jednou z mnoha možných koncepcí a konstrukcí barevné hudby. Zhruba za 3 roky provozu jsem nenarazil na žádný problém ani výrazný nedostatek, maximálně na to, že interní indikace je zbytečná 😀 Nicméně, kdyby chtěl někdo doladit barevnou hudbu k dokonalosti, tak možné zlepšení vlastností vidím ve spínání žárovek v nule napětí v síti, aby se minimalizovala možnost rušení. Ale i ten, kdo by měl zájem o stavbu barevné hudby dle tohoto návrhu, nemusí se vůbec bát 🙂