Autocostruzione

 

Gainclone finale a 6 canali di Arturo

 

 

 Di cosa si tratta

Finale  6 canali  a transistor

Chi lo ha costruito

Arturo   artdale@tiscali.it

Caratteristiche particolari

Un progetto veramente interessante

Mia presentazione

Bello e spiegato bene , oltre che semplice e ben eseguito .. complimenti

 

Gainclone a 6 canali per HTPC

 

Premetto che non sono un audiofilo né un autocostruttore. Mi diverto smanettando con l’hardware ed il software dei Personal Computer e quasi trent’anni fa ho fatto qualche corso della scuola Radio Elettra, niente di più.

Già da qualche anno mi sono man mano autocostruito un HTPC che ho collegato al televisore del salotto di casa. Sono partito da un “barebone” Asus e ci ho aggiunto la skystar2 per il satellite, una terratec cinergy per radio-tv ed acquisizione video, una scheda audio terratec firewire, un lettore/ masterizzatore DVD e il collegamento ad internet per lo streaming, mi manca solo il digitale terrestre.

Per l’audio usavo un vecchio amplificatore 5.1 per pc che volevo/dovevo cambiare ma ho avuto qualche difficoltà. Infatti, a differenza dei sistemi Home Theater classici, l’HTPC non ha bisogno di alcuna preamplificazione né di regolazione dei toni né di alcuna decodifica digitale né di alcuna espansione dell’audio su più canali in quanto tutto questo viene realizzato dal computer stesso con dei software specifici.

Unica cosa piuttosto importante è, ovviamente, nella catena audio, la qualità della scheda di conversione del suono da digitale ad analogico.

Per un buon ampli multicanale per HTPC sembra che o decidi di acquistarne uno commerciale 5.1 che ti costa almeno 4-500 Euro ma ti da poca qualità ed un sacco di funzioni che non ti servono a niente o decidi di acquistare un finale/integrato 5.1 o anche più finali/integrati stereo ma che ti costano una barca di soldi.

Mentre cercavo sul web una soluzione mi imbatto nell’ormai famoso Gainclone di Danilo.

Ovviamente il progetto doveva essere adattato per tenere conto dei sei (con opzione per otto) canali, ma era certamente la soluzione ideale e rispondeva anche a quella impostazione minimalista che avevo sempre dato anche al divertimento col PC, per cui ….

DIAMOCI DA FARE

Innanzitutto, mi sono reso conto quasi subito che costruire un 6 (8) canali non è come costruire tre o quattro ampli stereo.

Per razionalizzare, i problemi principali da risolvere sono:

1   -   Riduzione pesi ed ingombro. Si tratta pur sempre di un ampli da inserire in un salotto di casa, per cui non può essere molto grande (è impensabile costruire semplicemente 3 finali stereo) né molto pesante;

2  -   Potenza. 300 W rms in salotto sono veramente tanti per cui la potenza di uscita deve comunque essere controllata;

3  -  Differenza tra canali. Non tutti i canali necessitano della stessa sensibilità di circuito né della stessa qualità di alimentazione (si pensi al centrale, ai surround ed alla differenza tra questi e le necessità di pilotare un subwoofer);

4  -  Rapporto qualità/spesa. Alcuni componenti devono necessariamente essere contenuti nel costo proprio perché vanno moltiplicati. D’altra parte, alcuni componenti servono piuttosto poco. Ad esempio, non si possono utilizzare potenziometri costosi perché ne servono almeno 4 di cui 2 doppi (centrale, sub, front e surround). I potenziometri servono poco perché anche la regolazione del volume avviene via PC ma, ovviamente, potendo, dei buoni potenziometri sono comunque importanti. Stesso ragionamento vale per le boccole (ne servono 12 per cui non puoi usare quelle da 10 E. l’una) e, in fondo, già la scheda audio del PC, in genere, non monta connettori dorati;

5   -   Interferenze. L’ampli è molto sensibile alle interferenze elettriche ed il layout va studiato molto bene perché comunque occorre gestire 6 (8) moduli d’amplificazione e le relative alimentazioni, segnali, potenziometri, etc..

6   -   Valori di corrente. Sei moduli, nei picchi, possono arrivare in teoria ad assorbire fino a 20 Ampere a 30V, il che non è poco.

Per cui il progetto finale ne risulta leggermente diverso rispetto ad un progetto di tre ampli stereo.

Innanzitutto, la prima scelta è stata quella di dotare l’ampli di due sole linee di alimentazione, una ogni tre moduli di amplificazione, e ciò allo scopo di ridurre i costi, gli ingombri ed i pesi dei toroidali ripartendo, in qualche modo, il carico di corrente.

Il progetto della linea di alimentazione è quello del solito Carlos (Carlosfm) da Decibel Dungeon.

Ho maggiorato alcuni componenti ed una delle linee monta ponti raddrizzatori sovradimensionati. Questo in vista anche di un futuro upgrade a 7.1 canali.

Per quanto riguarda i moduli amplificatori veri e propri avevo qualche difficoltà per i kit più diffusi in quanto avrei comunque dovuto modificare la parte di alimentazione. Sono stato piuttosto fortunato perché i soli moduli di amplificazione li ho acquistati già assemblati da Mario di Audiokomp su Ebay a 19,00 Euro l’uno. Devo dire che Mario è stato davvero molto disponibile anche a darmi un buon consiglio in diverse occasioni e, comunque, anche spendendo qualcosa in più, non mi sono avventurato nell’assemblaggio di ben 6 moduli di potenza dato che ero (e sono) molto arrugginito col saldatore (e si vede).

Anche i condensatori per l’alimentazione li ho acquistati su Ebay (sono condensatori della Marcon da 10000 uF, un po’ vecchiotti, non un gran che, ma più che sufficienti allo scopo) mentre altri due condensatori della stessa capacità me li ha forniti lo stesso Mario come anche due dei  4 ponti raddrizzatori.

Tutto il resto della componentistica è stato acquistato sempre su internet, toroidali compresi. In questo caso ho utilizzato due toroidali da 300VA l’uno con secondari da 22V.

Per i cases anche questi sono acquistati su Ebay e si tratta di materiali da surplus industriale. Sono solidi contenitori di metallo da rack da oltre 1mm di spessore e da 8 Euro l’uno.

Lista della spesa:

- n. 6 moduli amplificatori, 2 condensatori, 2 ponti raddrizzatori nonché un saldatore ed un

   tester E. 160,00 circa

- i due toroidali e praticamente tutta l’altra componentistica necessaria, boccole, potenziometri

   e cavi compresi E. 150,00 circa

- n. 2 contenitori in metallo E. 25,00 circa (uno in più me l’ha regalato)

- n. 6 condensatori audio E. 30,00 circa

- altro materiale vario acquistato sottocasa (cavi, cavetti, stagno, resistenze ed altro) E. 30

  circa.

Totale più o meno 400,00 Euro, tutto compreso, contenitore e perfino il saldatore nuovo. E, alla fine, per inesperienza, mi sono avanzati anche diversi componenti che ho acquistato in più.

 

DESCRIZIONE  E  LAYOUT

 

Per quanto riguarda il layout, è stato necessario separare fisicamente la parte di alimentazione dall’amplificazione, soprattutto per problemi di spazio ma anche di peso (i due toroidali, da soli, pesano sugli 8 kili), assemblando il tutto in due contenitori separati. Per il collegamento elettrico tra i due ho utilizzato dei cavi per monitor interlacciati per computer (sono tripolari, costano pochissimo e reggono 10A su 110V).

La parte di alimentazione è stata assemblata su 2 stampati millefori. Del circuito utilizzato mi sembravano interessanti alcune caratteristiche:

1  -  Tre+tre condensatori di filtro (e riserva di potenza) per ogni linea di alimentazione. In effetti, il filtro è composto da un parallelo di due condensatori da 10.000 uF + un condensatore da 4.700uF.

   -   Una resistenza di scarico dei condensatori, molto utile per la loro vita e la mia salute durante l’assemblaggio e le prove;

3 -  Una resistenza da 1Ohm in serie ai condensatori per ritardarne la carica. (All’accensione un “cortocircuito” di 12 condensatori comporta uno bello “spunto” di corrente)

La maggior parte delle resistenze è da 10W. Per i collegamenti (importante) ho utilizzato filo elettrico da 1mm in parallelo ad un altro da 0,4, e questo un po’ per l’effetto “guaina”, un po’ per essere sicuro della portata (e molto perché inizialmente avevo valutato male i carichi di corrente).

Le foto sono state scattate ad ampli non del tutto completato (e, anche completato, esteticamente si poteva fare molto ma molto meglio). Come si vede dalla foto  la massa a stella dell’alimentazione non è ancora collegata allo chassis ed i fili sono ancora da sistemare.

 

L'alimentazione

 

Per quanto riguarda gli altri elementi, devo dire che, prima di capire che mi occorreva un fusibile da almeno 5 ampere ne ho bruciati prima 10 da 3,15 e poi altri 10 da 4A. Con quello da 5A che ho montato ora non ho avuto problemi, mentre l’interruttore è un normale interruttore a leva (con foro da pannello rotondo) in quanto per montare quello quadrato, molto più bello e luminoso che avevo comprato avrei dovuto fare un foro quadrato in una lamiera da oltre 1mm di spessore e non ne avevo tanta voglia.

 

Così come assemblato l’alimentatore mi dà una tensione duale di 28-29V continui, in dipendenza credo dalla tensione d’ingresso dell’Enel (di giorno pare scenda un po’ mentre è più alta di notte).

 

L’assemblaggio dell’amplificatore vero è proprio è stato molto più semplice perché avevo i moduli già preassemblati.

In ogni caso, è stato piuttosto complicato studiarne il layout in quanto:

1   -  non era pensabile prolungare ben 4 potenziometri per ridurre il percorso del segnale;

2 -  non sono stato capace di trovare un layout tale da tenere assolutamente separate l’alimentazione di sei moduli dai cavi di segnale (salvo disporre i moduli in circolo con l’alimentazione entrante dal centro ma non era praticabile)

Per risolvere il problema ho pensato di utilizzare cavetto schermato per il segnale ed il layout, come si vede, è fatto in modo tale da cercare di separare il più possibile l’alimentazione dai cavi audio.

Ho lasciato lo spazio sulla sinistra per la collocazione eventuale di altri due moduli per completare l’8 canali e per le zobel che però, successivamente, mi sono reso conto erano già presenti sui moduli che ho comprato da Mario.

Ho anche lasciato un po’ di spazio tra i due toroidali di alimentazione in modo da potevi alloggiare un eventuale altro toroidale ovviamente più piccolo.

Nel caso in cui decidessi di realizzare anche gli altri due canali credo che potrei lasciare l’alimentazione con due linee. La prima, a cui collegherei il terzo toroidale (da almeno 100VA) potrebbe alimentare i 5 moduli “minori” e cioè i 4 surround ed il centrale, i quali “riceverebbero” almeno 80W l’uno (a mò di Danilo) mentre lascerei 100W di alimentazione a modulo per i frontali ed il sub.

Devo comunque dire che l’alimentazione così com’è è davvero ultrasufficiente in quanto, anche nelle migliori condizioni, finora non sono mai riuscito a portare il volume dell’ampli oltre la metà salvo danni permanenti all’udito.

 

Anche dalla foto dell’ampli si vede che manca ancora il collegamento a massa e soprattutto la massa a stella. In verità per la massa a stella ho seguito il consiglio di Mario e non ho problemi di ronzii o ritorni di massa.

 

 

PROVA

L’ampli non è andato subito bene. Appena collegato al PC avevo seri problemi di qualità dell’audio soprattutto con i bassi e poi ronzii e fruscii vari. Questi ultimi li ho risolti quasi del tutto subito, ma la qualità del suono rimaneva pessima con acuti metallici e bassi che sembravano provenire da coni di cartone.

Solo dopo molte frustranti prove, solo collegando un vecchio lettore DVD da 30 euro all’ampli mi rendo conto che il problema non era il gainclone (che ha funzionato immediatamente in maniera splendida) ma il PC.

L’ampli funzionava benissimo anche a dispetto dei diffusori, dei commercialissimi Kenwood da HT, qualcosa che fa rabbrividire anche i principianti.

Ho collegato all’ampli (a mò di sub) un woofer da 25cm del vecchio stereo di casa e ho anche potuto iniziare ad immaginare che con diffusori appena appena seri sarebbe quasi impossibile non diventare “audiofili”.

La sostanza non cambiava e la domanda cui occorreva rispondere era: Il Gainclone può funzionare bene collegato ad un PC?. E, per funzionare bene, intendo avere una resa almeno paragonabile a quella di un ottimo ampli commerciale.

Dal web non ho potuto avere molto aiuto. In effetti, già l’HTPC non è ancora diffusissimo, gli HTPC con finale hi end credo siano davvero pochi e, per di più, ogni HTPC ha caratteristiche peculiari legate alle schede ed ai componenti utilizzati.

Dopo un numero davvero grande di prove e diverse notti in bianco sono riuscito a far andare il tutto in modo apparentemente molto buono e credo superiore a praticamente tutti gli ampli commerciali che ho sentito finora.

 

Relativamente all’hardware e software, che credo meriterebbe seriamente dei forum e siti appositi dedicati all’hi end (e non di quelli che ti dicono: “collega un buon sintoamplificatore all’uscita spdif”, per capirci), sarebbe lungo ed esulerebbe dagli scopi del sito approfondirli. Unica cosa importante sono le solite e (apparentemente) trite raccomandazioni su una configurazione semplice e sull’impiego dei soli software necessari per i quali faccio un rimando a delle guide davvero molto belle presenti sul sito della Terratec.

 

Per quanto riguarda all’ampli vero e proprio ho fatto delle prove per arrivare ad una buona taratura.

Ho verificato le caratteristiche di diverse schede audio di buona qualità e tutte hanno l’uscita a 2Vrms che mi risulta dovrebbe essere quella standard per i lettori cd e dvd.

Nel mio caso, quindi, dopo diverse prove, ho ripristinato la sensibilità standard (resistenza da 22KOhm tra il pin 9 ed il 3). Non so se questa sensibilità va bene per schede con voltaggi di uscita inferiori (tipo m-audio).

Per quanto riguarda le Zobel, uno dei pregi dei moduli preassemblati di Mario è che sono montate direttamente sulle PCB e credo siano anche piuttosto fatte bene perché non solo ci sono le canoniche RC (2,7 Ohm + 0,1 uF) ma  anche una induttanza in serie.

Ecco, infine, le foto dell’ampli (quasi) finito.

 

 

Dove trovare i componenti:

 

Grazie per i complimenti. Spero effettivamente che possa essere utile ad altri interessati allo stesso tip  di progetti.
Ho sentito Mario, che mi ha fornito i moduli preassemblati,  e ti  invio i dati del suo sito e la sua mail:
www.audiokomp.com
 info@audiokomp.com
 Saluti   Arturo

 

 

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