Можно считать, что эта публикация является логичным продолжением предшествующей статьи "Пассивный релейный аттенюатор Регулятор громкости", только здесь будет больше "мяса" и внутренностей.
Будет новый дизайн внешнего оформления и подробное описание сборки!
Ниже представлен внешний вид релейного регулятора громкости первой версии сборки.
При разработке релейного регулятора первой версии сборки я до конца сам не представлял, каким я вижу облик конечного продукта, и просто экспериментировал с различными вариантами внешнего оформления.
Мне хотелось попробовать самому и показать читателям различные возможные способы отображения уровня громкости.
Именно поэтому у устройства первой версии сборки уровень громкости отображался одновременно тремя различными способами:
- ЖК-индикатор отображал уровень громкости графически и в числовом виде;
- круговая светодиодная шкала могла отображать уровень громкости как в виде точки, так и в виде наполняющейся шкалы.
На мой вкус прослеживается явный перебор с выводимой на обозрение пользователя информацией и мне захотелось сделать подобное устройство более сдержанным во внешнем оформлении.
В новой версии сборки я решил отказаться от ЖК-индикатора, а круговую светодиодную шкалу спрятать за декоративной деревянной фальшпанелью, выполненной из массива дуба.
Что из этого получилось, а что нет, я и расскажу в этой публикации.
Часть 1. Подготовка корпуса.
Я использовал ранее разработанный корпус, но, в связи с тем, что все предугадать сразу не получается, некоторые части корпуса пришлось аккуратно дорабатывать вручную. С этим у меня нет проблем. Я очень аккуратен при выполнении механических работ.
Для установки разъемов RCA ("тюльпаны") сделал соответствующий аккуратный вырез на задней панели корпуса.
Разъемы RCA в этом конструктиве монтируются на специальную технологическую печатную плату, которая в свою очередь выполняет роль своеобразного переходника для удобного крепления к корпусу.
Технологическая плата крепится на задней панели корпуса с помощью четырех красивых винтиков с причудливой звездочкой внутри.
Зачищается от порошковой краски зона подключения клеммы защитного заземления.
Для обеспечения надежного электрического контакта с металлом обязательно ставится стопорная зубчатая шайба соответствующего диаметра!
С обратной стороны сборка задней панели выглядит следующим образом.
На этом можно считать, что с задней панелью мы разобрались!
Передняя панель также требует некоторых доработок.
Я решил, что будет использоваться декоративная накладка из массива дуба и светодиодный индикатор должен "пробивать" своим свечением сквозь структуру дерева. Поэтому, отверстия под светодиодный индикатор я рассверлил до большего диаметра, чтобы минимизировать потери светового потока, который будет пробиваться изнутри наружу.
В качестве светодиодного индикатора я использовал модуль индикации и управления энкодером.
Внешний вид установленного модуля индикации и управления энкодером в корпусе устройства представлен на фото.
Для передней панели была выфрезерована декоративная накладка на ЧПУ-станке сначала из ламинированной фанеры, а потом из натурального дерева.
Сначала я тренировался на ламинированной фанере.
После нескольких итераций все великолепно получилось и с благородным дубом. Я использовал шлифованную доску категории "А" из массива кавказского дуба в качестве заготовки.
Логотип был нанесен с помощью лазерной гравировки. Следовало сделать гравировку более глубокой, так как в процессе шлифовки после лакировки логотип слегка потерся. Учту это на будущее... Хотя, возможно, что даже в таком виде есть определенный шик "под старину"...
С обратной стороны декоративная накладка из дуба выглядит следующим образом.
Кольцевая выборка сделана фрезой для того, чтобы в максимальной степени обеспечить светопроницаемость деревянных волокон для RGB-светодиодного индикатора.
Дереву был придан тон с помощью морилки, а потом многократное покрытие лаком, шлифовка, опять лаком, потом опять шлифовка и так до тех пор, пока не станет понятно, что вот он тот результат, который меня устраивает!
Часть 2. Установка модуля релейного аттенюатора и защитного электростатического экрана.
По модулю релейного аттенюатора есть отдельная публикация "Модуль стереофонического регулятора громкости на базе релейного аттенюатора", там подробно все описано. Здесь я расскажу об особенностях монтажа и подключения этого модуля.
Первое, на что следует обратить внимание, - формирование сигнальной земли!
В одной точке медной перемычкой объединяются земли левого и правого каналов. Больше никаких других сигнальных земель!
Только одна точка подключения сигнальной земли!
Для передачи звукового сигнала я использовал серебряные провода с серебряной экранной оплеткой!
Эти провода великолепно зарекомендовали себя в цепях аудио сигнала!
В проводах тонкая жила, которая может быть легко повреждена, если провод не зафиксирован и может свободно перемещаться, поэтому все ответственные соединения фиксируются нейлоновой стяжкой и специализированным силиконовым герметиком.
Для защиты чувствительных аналоговых цепей от возможных внешних помех и наводок - модуль релейного аттенюатора сверху закрывается электростатическим экраном.
На поверхности экрана размещен изолятор заземления, о работе которого подробно написано в цикле статей "Заземление и подключение компонентов для аудио".
Сигнальную и защитную земли можно соединить напрямую, но я руководствуюсь принципами "изолятора заземления" и подключаю точку общего потенциала модуля аттенюатора GND_PROTECTIVE к клемме защитного заземления через "изолятор заземления", который размещается на печатной плате, выполняющей роль электростатического экрана для чувствительных аналоговых цепей.
Поверхность защитного экрана заземляется на корпус прибора в четырех винтовых точках соединения с корпусом прибора.
Внешний вид смонтированного защитного экрана, закрывающего собой модуль релейного регулятора громкости, представлен на фотографиях ниже.
Зона подключений RCA-разъемов представлена на фотографии ниже.
Монтаж выполнен серебряным проводом!
Часть 3. Модуль управления.
Тут следует сказать, что под этот проект никогда не было специально разработанного модуля управления.
Я использовал плату-донор от ранее разработанного проекта!
Мне было важным, чтобы на этой плате-доноре был хороший блок питания, контроллер управления и, пожалуй, все.
В этом проекте подключения энкодера, модуля аттенюатора выполняются непосредственно к пинам контроллера, именно поэтому он может быть любым (Arduino, ESP, PIC, AVR, STM, Raspberry Pi и тому подобное).
Внешний вид используемого модуля управления представлен на фото ниже.
Схема сборки модуля управления релейным аттенюатором представлена на фото ниже.
Модуль управления релейным аттенюатором-регулятором громкости устанавливаем в корпус прибора, после чего аккуратно подключаем сетевое питание и соединяем все модули между собой межмодульными кабелями.
Сделал много фотографий с разных ракурсов, чтобы можно было рассмотреть все цепи подключений в процессе сборки.
Подключение цепей питания.
Подключение цепей контроллера и фиксация соединений с помощью специализированного силиконового герметика.
Подключение сигнальных цепей.
Общий вид сборки с разных ракурсов.
Часть 4. Доработка деревянной накладки из массива дуба.
Моя идея просвечивать светодиодным индикатором сквозь волокна дерева с треском провалилась, несмотря на тот факт, что толщина древесины в зоне просвета не превышала 0,5 мм!!!
Ожидаемый эффект достигнут не был! К сожалению...
Похоже, что я выбрал неправильную породу дерева. У дуба структура дерева неоднородная, видно волокна, некоторые места имеют более плотную структуру и просвечиваются хуже, чем остальные.
В настройках программы я выкрутил яркость индикатора на максимум и вот, как это выглядело в работе.
Вот так светит индикатор в режиме "на максимум яркости".
А вот так это выглядит на просвет через деревянную накладку.
Еще раз для сравнения, полная шкала индикатора.
А вот так это выглядит на просвет через деревянную накладку.
Я был крайне разочарован полученным результатом, но отступать от намеченной цели мне не хотелось и отказываться от светодиодного индикатора тоже.
Без светодиодного индикатора устройство получилось бы совсем аскетичным и лишенным ярко выраженного дизайна, создаваемого светодиодной круговой шкалой.
Можно было бы попробовать другое дерево, с другой структурой волокон, например, бук, но силы, материалы и время уже были потрачены на дуб и я хотел его добить.
Специалисты по работе с деревом мне даже прислали вот такую фотографию, по которой видно структуру волокон дерева и можно выбрать подходящее с прогнозируемым результатом.
Я подумал и решил, что какое бы дерево я не применил для этой цели, скорее всего результатом я останусь недоволен.
Любое дерево имеет волокна и свечение однородным не получится!
Поэтому я решил сделать аккуратную сверловку деревянной накладки в местах расположения светодиодных индикаторов. Прямо точно напротив светодиодных индикаторов!
Задачка со звездочкой должен я вам сказать...
Чтобы убить сразу несколько зайцев одновременно, я решил изготовить пластиковую световодную вставку (напечатать на 3D-принтере), которая выполнит сразу несколько важных функций:
- выступит в роли кондуктора для сверления и все отверстия разместятся там, где это требуется;
- усилит переднюю стенку, так как сверлить стенку толщиной 0,5 мм и не повредить волокна - задача непростая;
- исключит засветку близлежащих индикаторов, которые могут засвечивать друг друга из-за близкого расположения.
Ниже фотография проекта световодной вставки.
Вот так выглядит деревянная накладка с установленной световодной вставкой.
Сверловку деревянной накладки я выполним вручную сверлом диаметром 1.5 мм. Световодная вставка в этом случае использовалась в роли кондуктора.
Вот, что у меня получилось.
Идея со вставкой была отличной! Без нее ожидать, что все получится ровно и аккуратно было бы слишком опрометчиво.
Немного волшебства, проведенного в мастерской на выходных, и вот так выглядит готовый вариант накладки из дерева.
Вид "на просвет", если смотреть на лампочку через панель.
Если источника света нет, то световодных каналов почти не видно.
А так выглядит подсветка индикатора в различных режимах его работы.
Крепление деревянной накладки к металлическому корпусу устройства я сделал с помощью шести неодимовых магнитов 8 х 1 мм.
Сразу эта идея не пришла мне в голову, поэтому магниты были аккуратно приклеены с помощью эпоксидного компаунда.
В следующих разработках я предусмотрю ниши для установки магнитов заподлицо.
Часть 5. Заключительная. Итоговый результат.
Напомню, что устройство разработано в первую очередь для схем включения, где не предусмотрен встроенный регулятор громкости (например, CD-проигрыватель, выход которого подключен на ламповые моноблоки). Аттенюатор имеет высокую точность согласования каналов, обеспечивает нейтральность звучания за счет применения высококачественных резисторов и сигнальных реле.
Внешний вид завершенного устройства представлен на фото ниже.
Управление устройством осуществляется с помощью многофункциональной ручки-регулятора (энкодера).
Ручка-регулятор цельнометаллическая алюминиевая с черным анодированным покрытием. Без метки, так как это противоречит концепции отображения регулируемого параметра с помощью индикаторной точки или круговой светодиодной шкалы.
Функции управления устройством:
• вращение ручки-регулятора влево/вправо – уменьшение/увеличение уровня громкости соответственно.
Благодаря применению высококачественного энкодера ручка-регулятор вращается легко и не имеет явно выраженных люфтов на валу.
В процессе вращения ручки-регулятора слышен характерный легкий "цокот" переключения сигнальных поляризованных реле внутри корпуса устройства.
Индикаторная точка или круговая светодиодная шкала (в зависимости от запрограммированного способа отображения параметра) отображают уровень громкости пропорционально установленному уровню аттенюации.
• короткое нажатие ручки-регулятора – включение режима «MUTE», аттенюатор переходит в режим ослабления уровня громкости до установленного значения «-69 дБ», если требуется другой уровень ослабления – параметр может быть изменен по желанию Заказчика, повторное короткое нажатие ручки-регулятора возвращает прежний уровень громкости.
Если пользователем выбран режим отображения уровня громкости с помощью круговой светодиодной шкалы - режим "MUTE" отображается красной светодиодной шкалой, пропорциональной уровню ослабления сигнала "-69 дБ".
Режим "MUTE" всегда отображается красным цветом!
Если пользователем выбран режим отображения уровня громкости с помощью индикаторной точки - режим "MUTE" отображается красной индикаторной точкой.
• двойное короткое нажатие ручки-регулятора – изменение типа отображения круговой светодиодной шкалы (индикаторная точка или заполняющаяся шкала).
Я решил временно отказаться от этой функции. Она существует, она запрограммирована, но работает не всегда стабильно.
Двойное короткое нажатие - понятие растяжимое... Как показала практика, не все пользователи могут одинаково стабильно нажимать кнопку двумя последовательными короткими нажатиями. Если не выдержаны временные интервалы в процессе нажатия кнопки - контроллер может путать двойное короткое нажатие с одинарным и вместо изменения режима отображения шкалы включать функцию "MUTE". Это напрягает и снижает надежность управления устройством. Я пока отложил эту функцию до лучших времен, поэтому тип отображения круговой светодиодной шкалы жестко прописывается в прошивке контроллера. По умолчанию - заполняющаяся шкала.
• длительное нажатие ручки-регулятора - изменение цвета свечения индикаторной точки или круговой светодиодной шкалы. Цвет свечения меняется произвольным образом. Выбор необходимого цвета осуществляется путем последовательного перебора цветов. Обычно для этого достаточно сделать до 10 итераций. Случайно создаваемые оттенки цвета бывают очень интересными в плане внешнего дизайна и сочетания с внешним интерьером.
Ниже представлены фотографии различных интересных цветовых решений.
Зеленая подсветка круговой светодиодной шкалы.
Красная подсветка круговой светодиодной шкалы.
Синяя подсветка круговой светодиодной шкалы.
Малиновая подсветка круговой светодиодной шкалы.
Янтарная/золотая подсветка круговой светодиодной шкалы.
Небесная подсветка круговой светодиодной шкалы.
Желто-зеленая подсветка круговой светодиодной шкалы.
Сиреневая подсветка круговой светодиодной шкалы.
Сохранение выбранных параметров в памяти устройства осуществляется автоматически спустя 10 секунд после последней активности пользователя. После выключения питания и последующего включения устройство включится с ранее сохраненными параметрами (уровень громкости, тип выбранной шкалы, цвет подсветки).
Технические характеристики релейного аттенюатора:
- аттенюатор стереофонический для небалансного сигнала;
- входное сопротивление – 50 кОм;
- степень ослабления от 0 до 99 дБ с шагом 1 дБ;
- максимальное рассогласование каналов не превышает 1 мВ относительно уровня входного сигнала 3 В (0,03%);
- закон регулирования – логарифмический;
- поляризованные сигнальные реле Fujitsu Components (серебряно-никелевые позолоченные контакты, Япония, оригинал);
- количество входов/выходов – 1/1;
- монтаж входных и выходных сигнальных цепей выполнен серебряным проводом;
- индикация реализована на 16-ти битном адресном кольце WS2812, позволяющем отображать более 16 млн. цветов и оттенков, до 255 градаций яркости;
- все сигнальные цепи экранированы электростатическим экраном, на котором реализована схема развязки сигнального и защитного заземления.
Внешний вид и дизайн.
Цветовая палитра круговой шкалы может быть изменена по желанию Заказчика, цвет может быть выбран на постоянной основе без возможности дальнейшего изменения, также шкалу можно отключить совсем по вашему техническому заданию.
Габаритные размеры и вес.
Размеры указаны с учетом разъемов, ручки, ножек и всех выпирающих элементов.
- Длина - 265 мм.
- Ширина - 135 мм.
- Высота - 110 мм.
- Вес - 1.35 кг.
В качестве заключения.
Разрабатываемые устройства изготавливаются в штучном количестве и редко когда тиражируются партией более 10 шт., поэтому я в максимальной степени ориентирован под персональные пожелания Заказчиков. Продукция постоянно совершенствуется, в связи с чем я оставляю за собой право вносить любые изменения в продукции, не влияющие на основные технические характеристики и не ухудшающие их без предварительного уведомления.
