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Stereoverstärker mit LM386

Ergänzung vom 15. 12. 2017:

Ein passendes Batteriefach gibt es bei Reichelt:

Externer Link Reichelt Webshop

Ein Beitrag vom März 2017 (work in progress)

Ein einfacher kleiner Stereoverstärker lässt sich unter Verwendung von zwei Chips LM386 bauen.

Es sollen insgesamt 10 Geräte mit Schülern der 9. Klasse gebaut werden.

Wir wollen eine "Verstärkerbox" bauen, die zwei Lautsprecher und ein Bluetooth/Radio/MP3-Modul enthält. Dann kann man z.B. Musik vom Smartphone via Bluetooth auf die Box übertragen.

Die Frontplatte der Box fertigen wir aus einem Kunststoff-Material, das es im Baumarkt gibt -> PRPOTEX LIGHT. in der Farbe "Grau". Eine Platte 500 x 250 x 3 mm kostet ca. 3,50 € und reicht somit für jeweils zwei Frontplatten der Größe 250 x 190 mm:

Frontplatte

Das Frontplatten-Design wird mit dem Laserdrucker auf A-4-Etiketten gedruckt, ausgeschnitten und direkt auf die PROFEX-Platte geklebt. De Bohrungen werden dann mit dem Holz- oder-Metallbohrer (Akkuschrauber) gebohrt und die größeren Durchbrüche werden mit Stahllineal und Cutter geschnitten. Das ist recht mühsam und ziemlich anstrengend... aber auf diese Weise kann man ziemlich professionelle Frontplatten selbst herstellen.
-> Bestellt man eine derartige Frontplatte bei einem Dienstleister, so bezahlt man pro Stück schnell mal 50 bis 70 Euro.

PDF PDF-Datei: Frontplatte im Maßstab 1:1

Frontplatte

Foto: Frontplatte mit herausgeschnittenen Aussparungen -> Cutter-Messer

Die Frontplatte wird dann auf einen selbst gefertigten Holzrahmen geschraubt.

Prototyp

Foto: Das ist schon einmal der Prototyp. Die Kissenverzerrung kommt durch die Weitwinkeleinstellung der Kamera.

Dieser besteht aus Vierkanthölzern 17 x 78 mm. Der Hersteller behauptet, es handele sich um Material von 18 x 80 mm; ein Schummeltrend, der sich in der Holzbranche immer mehr durchsetzt...

Es lohnt sich also, das Vierkantholz erst einmal zu messen nach dem Kauf - ansonsten passt die Frontplatte nicht exakt auf den Rahmen...

Holzrahmen

Sharp-Lautsprecher TV-Lautsprecher SHARP VSP1206PB406E, 6 W, 1,75 €

Bluetooth-Modul

Dieses Bluetooth/Radio/MP3-Modul gibt es bei Ebay für ca. 9 € bei "anglestore". Die Lieferzeit beträgt nur ca. 10 Tage. Es gibt auch diverse Lieferanten aus China - hier dauert es aber meist 8 Wochen, bevor das Päckchen da ist. Frown

Die benötigten Kabel werden glücklicherweise gleich mitgeliefert.

Leider wurden bei dem Bluetooth/Radio/MP3-Modul wichtige Grundregeln zur Entstörung der Betriebsspannung vernachlässigt.

Siehe auch:

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=14148

Aber dazu werden weiter unten noch Lösungsvorschläge angeboten...

Grundsätzlich funktioniert das Bluetooth/Radio/MP3-Modul mit einer eigenen 9-V-Batterie so, wie man es sich vorstellt. Nur die Selektivität des Radioempfangs ( 1 Meter Drahtantenne) könnte etwas besser sein. Hier in Rostock-Warnemünde sind praktisch nur die drei UKW-Ortssender Ostseewelle, NDR2 und NDR Info zu empafngen. Die schwächeren Sender werden von den Ortssendern "überlagert".

Ergänzung: Ich habe die Antenne jetzt mal auf ca. 30 cm gekürzt. Nun werden beim Suchlauf ca. 15 Radiosender gefunden, die ziemlich "stabil" und in hoher Qualität wiedergegeben werden.

Von der ziemlich erstaunlichen Qualität des Moduls kann man sich hier im Video überzeugen:

Wenn der Stereoverstärker und das Bluetooth/Radio/MP3-Modul mit je einer 9-V-Blockbatterie versorgt werden, so ist die Musikwiedergabe exzellent und störungsfrei. Sobald man aber versucht, alles aus einer 12-V-Spannungsquelle (Steckernetzteil) zu versorgen, so gibt es unerträgliche Störgeräusche - selbst wenn das Bluetooth/Radio/MP3-Modul mit Hilfe der Fernbedienung ausgeschaltet wurde.

Übrigens: Eine einzelne 9-V-Blockbatterie ist vermutlich zu schwach, um den Gesamt-Stromverbrauch von ca. 320 mA (Bluetooth/Radio/MP3-Modul + Stereoverstärker) zu bewältigen.

Korrektur vom 10.04.2017: Es geht durchaus mit einer 9-V-Blockbatterie. Der Stromverbrauch beträgt komplett (Verstärker und Bluetooth) nur etwa 80 mA (Ruhestrom bei abgedrehtem Verstärker).

Unterdrücken der digitalen Störspannungen des Bluetooth/Radio/MP3-Moduls:

1. Lösung: Einen Netztransformator mit 2 x 12-V-Wicklungen beschaffen und zwei galvanisch getrennte Netzteile aufbauen.-> akzeptabel (Ich habe jedoch bereits 10 Stück ungeregelte 12-V-Steckernetzteile eingekauft für das Projekt)

2. Lösung: Immer zwei 9-V-Blockbatterien verwenden. Nachteil: Die sind sehr schnell "leer".

3. Lösung: Einen DC-DC-Wandler 12 V auf 12 V mit galvanischer Trennung verwenden:

Externer Link https://www.elv.de/tsc-spannungsregler-am2d-1212sz.html

Das kostet wieder mindestens 5 bis 6 € nur für den zusätzlichen DC-DC-Wandler. Außerdem könnte auch hier ein Problem mit weiteren digitalen Störimpulsen auftreten... Das habe ich also gar nicht erst ausprobiert.

4. Eine Filterung mit "Stromkompensierter Gleichtaktdrossel" aufbauen:

Externer Link http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=14148

Ich habe zum Test "einfach mal" eine entsprechende Drossel aus einem alten PC-Netzteil ausgabaut und die folgende Filterschaltung aufgebaut.

Netzteil mit Drossel

Achtung Fehler: Es muss im Schaltplan natürlich Gleichtakt-Drossel heißen!

Ich hatte ja befürchtet, dass das vielleicht nichtsDrossel bringen würde...
Jedoch - die Störungen sind fast "weg".

Dieses Modell von Würth (siehe Foto) besitzt z.B. eine Induktivität von 3,3 mH bei 25 mOhm und 6 A Belastbarkeit und ist ziemlich groß (ca. 25 mm Durchmesser). Für unser Projekt würde auch 1 A Belastbarkeit voll ausreichen.

Also habe ich eine "amtliche" Drossel bei Ebay bestellt. Diese vertägt 1 A und hat ebenfalls 3,3 mH. Alle Störungen sind nun komplett "verschwunden" und ich bin sehr, sehr zufrieden. Um auch noch ein leises Netzbrummen des Verstärkers heraus zu filtern benutze ich noch je 2 "namenlose" Motordrosseln, die meine Kollegin vor Jahren vor der Verschrottung gerettet hat sowie "ganz viele" große Elkos:

Versuchsaufbau

Okay - es sieht noch etwas "wüst" aus, aber es funktioniert. Der nächste Schritt ist dann eine Platine für diese Filter-Schaltung. Die Gleichtaktdrossel hat einen Durchmesser von ca. 12 mm. Das ist akzeptabel, da im Gehäuse genügend Platz ist. Auch die vier Elektrolytkondensatoren passen noch gut mit hinein in das Gehäuse bzw. auf die Zusatzplatine.

Stromlaufplan Netzteilplatine

Stromlaufplan Netzteilplatine - R1 ist 1kΩ -> 5 mA Strom für die ON/OFF-LED

Bestückung

Bestückung der Netzteilplatine

Stückliste:

1 Stück Hohlbuchse 5,5/2,1 mm, Pollin-Bestellnummer 452316

C1: Kondensator 100 nF oder 68 nF

C2 - C5: Elektrolytkondensator 6800 uF / 35 V

R1: Widerstand 1 kΩ, RM 10 -> besser 10 kΩ

Ergänzung: Ich nehme jetzt immer einen 10-kΩ-Widerstand als Vorwiderstand für die blaue Betriebs-LED - sonst blendet es abends im Dunkeln.

Dr1: Stromkompensierte Gleichtaktdrossel 2 * 3,3 mH (Ebay)

Dr2, Dr3: Kleine Motordrosseln RM15 (Altbestand)

Ergänzung: Es können "beliebige" ungeregelte Steckernetzteile von 9 bis 12 Volt (1 - 2 A) verwendet werden. Dann ist jedoch ein ganz, ganz leises Brummen im Lautsprecher zu hören.
Besser also Schaltnetzteile verwenden - alles von 9 bis 15 Volt und 1 - 2 A ist geeignet.


Zip-Ordner Platinen-Layout (Sprint-Layout)
PDF PDF-Vorlage A4 - 8 Platinen 80x50 mm


Weitere Informationen zum Verstärkerchip LM386 gibt es hier:

Interner Link Endstufen

Die LM386-Endstufe wird doppelt auf einer Platine ca. 80 x 40 mm aufgebaut.

Stromlaufplan:
Stromlaufplan

Zur Funktion:

P5 und P1 sind die NF-Eingänge (links und rechts); P6 und P3 sind die Lautsprecherausgänge (links und rechts). Dafür können auf der Platine Leiterplattenklemmen bestückt werden. Es können aber auch einfach "Drähte" angelötet werden.

Die Betriebsspannung stammt wahlweise aus einer 9-V-Batterie oder aus einem Stecker-Schaltnetzteil 12 V / 1 A. Für die Umschaltung sorgt eine Hohlbuchse 5,5 / 2,3 mm mit Schalter.
Der Kondensator C2 sorgt für eine Pufferung der Batterie bzw. des Steckernetzteils. Das ist für eine gute Basswiedergabe erforderlich. Hier reichen bei so einem "kleinen" Verstärker auch 1000 uF - anstatt 4700 uF wie im Schaltplan.

Die Kondensatoren C1 und C7 sorgen dafür, dass die Grundverstärkung des NF-Verstärkers 200fach beträgt. Lässt man sie weg, so beträgt die Grundverstärkung nur 20fach (siehe Datenblatt). Das reicht dann meist nicht, um von einem Smartphone-Kopfhörerausgang genügend Lautstärke in den Lautsprechern zu "produzieren".
Der Verstärker würde meist auch ohne die Kombination R2/C11 bzw. R1/C5 zufriedenstellend laufen. Dieses Externer Link Boucherot-Glied (engl. snubber) sorgt aber für die Unterdrückung parasitärer (wilder) Schwingungen und sollte daher nicht weggelassen werden!
C4 und C10 können jedoch meist weggelassen werden, wenn die Spannungsquelle ausreichend stabilisiert ist und kaum schädliches Netzbrummen oder Störimpulse "liefert". Man sollte sie also zuerst nicht bestücken und dann mal ein "Probehören" veranstalten. Wenn es dann aber brummt oder stört in den Lautsprechern, kann man C4 und C10 bestücken und hoffen, dass es eine Verbesserung gibt. Laughing

Die meisten Bauteile des Verstärkers sind übrigens ziemlich unkritisch in der Dimensionierung.
Im Stromlaufplan (siehe oben) wurden die Werte aus dem Datenblatt zugrunde gelegt.

Der Kondensator C2 wird für die Siebung und Brummunterdrückung der Betriebsspannung benötigt. Das verwendete Steckernetzteil (12 V, 1 A) ist nämlich unstabilisiert. Ursprünglich war ich davon ausgegangen, dass 1500 uF ausreichen würden.
Mit 1500 uF ist aber ein deutliches Brummen in den Lautsprechern zu hören.

Materialliste:
Die Dimensionierung im Schaltplan entspricht den Empfehlungen des Datenblatts.
Je nach Verfügbarkeit und Preis kann man aber auch die folgenden Bauteile verwenden:

U1, U2 -> 2 Stück LM386

C2 -> Elektrolytkondensator 4700 uF
C1, C4, C7, C10 -> Elektrolytkondensator 22 uF (statt 10 uF)
C6, C12 -> Elektrolytkondensator 220 uF (470 uF geht auch)
C3, C9, C8, C11 -> Folienkondensator 150 nF (100 nF geht auch)
C5, C11 -> Folienkondensator 47 nF
R1, R2 -> Kohleschichtwiderstand 10 Ω
P1, P3, P4, P5, P6 -> Leiterplattenklemme RM5 (bei Bedarf)

Zusätzlich zu den Bauteilen auf der Platine werden benötigt:

1 Stück Stereo-Potentiometer A50K (50 kΩ logarithmisch, geriffelte 6-mm-Achse)
1 Stück Drehknopf für geriffelte 6-mm-Achse
2 Stück Cinch-Buchse für NF-Eingang links und rechts
1 Stück Lautsprecher-Terminal für den Anschluss von Lautsprecherboxen
1 Stück Kippschalter 2-polig EIN-EIN
2 Stück Kippschalter 1-polig für Batterie 9 V

1 Stück Steckerschaltnetzteil 15 V, 1,66 A, Pollin-Bestellnummer 351843

Ergänzung: Es können "beliebige" ungeregelte Steckernetzteile von 9 bis 12 Volt (1 - 2 A) verwendet werden. Dann ist jedoch ein ganz, ganz leises Brummen im Lautsprecher zu hören.
Besser also Schaltnetzteile verwenden - alles von 9 bis 15 Volt und 1 - 2 A ist geeignet.


1 Stück Hohlbuchse 5,5 / 2,1 mm mit Schalter -> passt zum Schaltnetzteil 15 V (siehe oben)
1 Stück Druckknopfanschluss für 9-V-Batterie
1 Stück Lautsprecher-Anschluss-Terminal

Die Platine wurde mit Hilfe des Online-Portals easyEda.com entwickelt. Die Projektdaten kann man sich auch downloaden - sie sind jedoch mit keiner anderen PCB-Software kompatibel.

Zip-Ordner Projektdaten (easyEda.com)

PDF PDF-Vorlage 1:1,  A4, mit 1 Platinen zum Ausdrucken auf Laserdrucker
Siehe auch Interner Link Tonertransfermethode für die Herstellung von eigenen Platinen!

PCB Copper gespiegelt / 200 %

PCB copper mirror

Bestückung:

C4 und C10 müssen (meist) nicht bestückt werden!

Bestückung

 

Bestellung bei www.pollin.de:

Änderung: Statt der Kondensatoren 1500 uF sollte man 6800 uF bestellen und verwenden!

Hier finden Sie fast alle verwendeten Bauteile:

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Letzte Änderung:
June 01. 2018 12:54:00
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