Блок управления устройством

Модератор: Алаев Ян

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3280
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 15 раз

Блок управления устройством

#1

Сообщение poty » 25 окт 2018, 23:09

Предлагаю начать обсуждение конструктивных особенностей лестничного регулятора громкости. Начнём с версии для предварительного усилителя.
Предполагаю использовать идею.
Данные, известные на данный момент:
По аттенюатору:
1. Балансный вариант (возможно, стоит подумать о возможности трансформации в стерео небалансный вариант).
2. Склоняюсь к SMD, включая реле. Обсуждаемо.
3. Реле бистабильные.
4. Микроконтроллер непосредственно на плате для автоматической реализации всех функций. Обсуждаемо.
5. Управление реле? Непосредственно микроконтроллер/сдвиговый регистр с защелкой/без защелки/адресуемый?
6. Регулировка баланса?
7. Разрядность?
8. Размеры/компоновка?
По селектору входов:
9. Универсальная плата баланс/небаланс. Как переключаться? Активная цепь, пассивная цепь, трансформатор? (моё мнение - активная цепь - балансный входной каскад, но это - усложнение конструкции, возможно, не всем близко)
10. Разъёмы впаиваются в плату. Можно впаять XLR или RCA, но не оба сразу.
11. Количество входов? Предполагаю 5.
12. Управление: автономное (микропроцессор на плате)/внешнее (допустим, от микропроцессора аттенюатора)?
По общей компоновке:
13. Разные платы аттенюатора и селектора. (на обсуждении)
За это сообщение автора poty поблагодарили (всего 2):
Алаев Ян, Роман Мирошниченко
Рейтинг: 66.7%
 
Владислав

Аватара пользователя
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Сообщения: 2639
Зарегистрирован: 22 май 2015, 11:52
Откуда: Республика Коми, Ухта
Поблагодарили: 1 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#2

Сообщение Евгений Михеев » 26 окт 2018, 08:36

Вот, тут я с радостью пообщаюсь:)
Я за балансный вариант, как уже обсуждалось - все форумчане за это высказались, с добавлением 1-2 не балансных входов.
При сборке контроллера Волобуева были небольшие неудобства при подключении проводов и так далее при размещении этаже, таким образом хотелось бы видеть не универсальную плату, а конкретно заточенную под свои задачи с продуманной разводкой соединений.
Разъемы. Тут можно рассмотреть вариант разъемы впаяны в плату - на мой взгляд это удобно и проводов меньше.
Я постараюсь прогрузить банзай и посмотреть размеры доступных XLR, чтобы состыковать их с RCA. Ведь если крепление в плату то они должны быть в единой плоскости относительно задней панели.
Касаемо резисторов - не возражаю насчёт смд, тем более задумался о недорогом фене.
Контроллеры и прочее на плате - да, чтобы к фронтальной панели вывести только шлейфы под энкодеры и дисплей.
Можно сразу задуматься о плате дежурного блока питания для управления микроконтроллером. С миниатюрным трансформатором на самой плате.
Из моих соображений пока все, дальше по ходу
Дорогу осилит идущий

Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Конструкция лестничного аттенюатора

#3

Сообщение seurf » 26 окт 2018, 09:56

1. Балансный/не балансный- тогда это будет универсальное изделие, которое, не отвергнет адептов того или иного варианта подключений.
2. SMD на тонкопленке. Или по другому можно сказать: то что связано со звуком, должно реализовываться на самой качественной элементной базе, для достижения максимально возможного результата по звуку. А если звук на сдачу, то смысл от всей затеи?
3. Ок.
4. При соблюдении топологии ( отсутствие влияния контроллера на звук), конечно так возможно. Хотя, если контроллер с питанием разместится на отдельной плате, в удалении от звука и соединение по шлейфу? Меньше сомнений и вредных тараканов в голове: "А вот если бы ещё оттянуть контроллер от звука? Будет ещё лучше?"
5. Не моя компетенция.
6. Для меня лично баланс не нужен. Сдвинулся на 20 см в сторону или чуток динамик СЧ/ВЧ повернул и всего то делов. Но в то же время на плате может остаться пустым место под баланс, если он не востребован, ради универсальности.
7. См П. 5
8. Ради реализации максимально качественного звука, размеры вторичны или совсем не важны. Вот качество платы, в части звуковой реализации, должно соответствовать максимальным требованиям, вплоть до покрытия инверсным золотом. Наверное, для лучшего звукового результата, присоединюсь к мнению Евгения, о размещении звуковых разъёмов на плате. Хотя разброс цен и распальцовки в данном вопросе, так же безграничен, что косвенно влияет, до определенной степени, на результат. 50/50%

Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Конструкция лестничного аттенюатора

#4

Сообщение seurf » 26 окт 2018, 10:03


Аватара пользователя
seurf
Опытный
Опытный
Сообщения: 579
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 3 раза

Конструкция лестничного аттенюатора

#5

Сообщение seurf » 26 окт 2018, 10:04

То есть мысль об использовании мини разъёмов.

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3280
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 15 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#6

Сообщение poty » 26 окт 2018, 12:33

Ситуация разогревается! :-)
Идеи, высказанные Евгением, больше относятся к "центральному управлению" устройством, чем к простому аттенюатору. Но, тем не менее, я согласен расширить тему до такого варианта, однако, я бы не стал делать это на одной плате. Первоначальный "план" выглядел таким образом:
- Параллельно задней панели устанавливается плата селектора входов/выходов, в которую впаяны входные/выходные разъёмы, а также - реле и системы управления (микропроцессор или регистры...).
- Перпендикулярно плате селектора входов располагаются 4 платы: 2 платы усиления (для стерео) + 2 платы аттенюатора (также для стерео). Платы усиления я планировал расположить около правого и левого края платы селектора входов, платы аттенюаторов, в зависимости от их размера, либо друг над другом по центру платы селектора входов в одной плоскости, либо рядом. Со стороны передней панели будет установлена общая плата управления. Т.о., образуется следующая конструкция из плат:
____
|.|.|
____
По пунктам:
1. Балансный/небалансный - я имел в виду аттенюатор. Сделать его универсальным - не проблема, будет просто чуть больше.
Что касается входов, то у меня есть идея, правда, не знаю, насколько она всем понравится. Можно сделать плату, которую можно собрать в варианте, допустим, 5 входов (это, число, кстати, добавляет ещё один пункт в первое сообщение :-) ), любой из которых можно сделать либо балансным, либо небалансным.
2. Естественно, все компоненты будут выбираться с точки зрения качества для звука.
4. Контроллер будет всегда "спать". Для этого выбираются бистабильные реле, которые сохраняют своё положение независимо от того, подведено к ним питание или нет. Т.е., после переключения вся управляющая нагрузка с платы будет уходить.
6. Баланс предполагается решить "программным способом", т.е., в аттенюаторе обеспечить раздельное управление каналами. Никаких физических дополнений не будет.

По разъёмам: я не против минимизации (тем более, что без неё уместиться в корпусе 2U будет нереально), вопрос, как правильно сказал Евгений, в том, чтобы найти разъёмы XLR и RCA с одинаковой высотой. Тогда при впайке в плату они будут в одной плоскости подключения.
Владислав

Аватара пользователя
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Сообщения: 2639
Зарегистрирован: 22 май 2015, 11:52
Откуда: Республика Коми, Ухта
Поблагодарили: 1 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#7

Сообщение Евгений Михеев » 27 окт 2018, 10:03

Мне кажется, можно развить идею в такой вариант, если это опять же позволит экономить место: 3 входа переделываемые баланс/не баланс и 2 входа небаланс.
Касаемо того, как я вижу платы:
Я представлял себе плату размерами (условно) 60*120 мм.
Это первая плата к задней панели на которой размещены входы выходы. При этом разъемы расположены друг над другом для каждого входа (экономим на длине платы).
Плата крепиться к корпусу за счёт разъемов.
Пирогом к ней крепим плату аттенюации. Я не против пирога, даже за, но с учётом, что провода не надо будет паять к плате селектора.
Тоесть чтобы со стороны внутреннего пространства корпуса провода заходили на плату аттенюации, что будет огромным плюсом при сборке.
Между собой платы могут крепится перемычками из проводов/жёстких штырьков и так далее, главное делать это на этапе предварительного монтажа а не в процессе компания в корпусе.
Далее с этого пирога стереокабель для каждого канала унес сигнал на основную плату (utap например) и точно так же принес сигнал на выходные разъемы.
Я стал убежденным сторонником разделять корпус на левую и правую части, в левой части питание, в правой - сигнальные дела.

Аватара пользователя
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Сообщения: 2639
Зарегистрирован: 22 май 2015, 11:52
Откуда: Республика Коми, Ухта
Поблагодарили: 1 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#8

Сообщение Евгений Михеев » 27 окт 2018, 10:23

Насчёт отдельной платы ДБП - я просто подумал, что в любом случае надо сразу этим вопросом озадачиться, так как раз мы делаем что-то дистанционно управляемое, то сразу надо думать об алгоритме включения прибора и управления накалом и высоким (вспомните наши закавыки с моим балансным предом).
Резюмируя мои словоблудства:
Если использовать конструкцию Волобуева как некую основу рассуждений (просто потому что я с ней знаком), то ее надо усовершенствовать.

Что нам надо?
1 Дежурный блок питания ( я бы сразу ориентировался на трансформаторы Hahn - компактны), способный включать выключать устройство и питать селектор/аттенюатор/дисплей
2 дисплей
3 плата селекторов/входных выходных разъемов.
По высоте ориентираваться на 2 разьёма XLR установленных друг над другом
4 плата аттенюаторов соединяющаяся с платой селекторов пирогом.
Это позволило бы установить ДБП слева в корпусе сразу у входа сетевого разъема и с ДБП раздавать DC на управление и АС на высокое и накал (два отдельных Тора), дисплей по центру, пирог в правой части к тыльной панели.
Я не говорю что иначе компоновать нельзя, это готовое видение реализации.
Дорогу осилит идущий

Аватара пользователя
goldmen8
Новичок
Новичок
Сообщения: 26
Зарегистрирован: 25 май 2018, 10:02
Откуда: г. Киров (на р. Вятка)
Благодарил (а): 6 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#9

Сообщение goldmen8 » 31 окт 2018, 18:48

poty писал(а):
25 окт 2018, 23:09
3. Реле бистабильные.
5. Управление реле? Непосредственно микроконтроллер/сдвиговый регистр с защелкой/без защелки/адресуемый?
Владислав, не могу дождаться. ... умру от любопытства...
Очень интересует управление бистабильным реле. Где можно подсмотреть?

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

Конструкция лестничного аттенюатора

#10

Сообщение Алаев Ян » 31 окт 2018, 19:25

goldmen8 писал(а):
31 окт 2018, 18:48
Очень интересует управление бистабильным реле. Где можно подсмотреть?
Думаю, Владислав не обидится, если отвечу за него. Бистабильное (поляризованное) реле управляется импульсом, который формируется схемотехнически, обычно с помощью микроконтроллера. Длительность импульса на переключение реле обычно от нескольких мс до 10-20 (зависит от реле). Сами реле обычно имеют два типа управления. Либо одна обмотка и переключение осуществляется за счет смены полярности. Либо две управляющие обмотки, одна на включение, другая на смену состояния.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
goldmen8
Новичок
Новичок
Сообщения: 26
Зарегистрирован: 25 май 2018, 10:02
Откуда: г. Киров (на р. Вятка)
Благодарил (а): 6 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#11

Сообщение goldmen8 » 31 окт 2018, 19:42

Ян, я представляю как работает и как устроено биполярное реле.
Получается, что в любом случае нужно два импульса, одним включаем - другим выключаем.
От обычного реле (не биполярного):
Выигрыш только в отсутствии напряжения на катушке во время когда не нужно переключать реле.
Проигрыш в усложнении схемы.
:think: Или я чего не понимаю?

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

Конструкция лестничного аттенюатора

#12

Сообщение Алаев Ян » 31 окт 2018, 20:03

goldmen8 писал(а):
31 окт 2018, 19:42
Выигрыш только в отсутствии напряжения на катушке во время когда не нужно переключать реле.
я бы сказал чуточку иначе - выигрыш в отсутствии тока через катушку. Напряжение как таковое не является источником шума и помех, а вот ток, протекаемый через нагрузку, является. С точки зрения наведенных шумов на сигнальные цепи, которые эти реле коммутируют - бистабильным реле, наверное, равных нет. Обычные реле, которые вынуждены держать обмотку в запитанном состоянии, этим похвастаться не могут. Но это не единственное их преимущество. Я бы добавил еще минимальное потребление и тепловыделение. К примеру, реле в ТермоМониторе и трансформатор дежурного БП нагреваются в режиме непрерывной работы, если бы там стояли поляризованные реле, то такой потери мощности на удержание реле и нагрев трансформатора не было бы.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3280
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 15 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#13

Сообщение poty » 31 окт 2018, 22:47

goldmen8 писал(а):
31 окт 2018, 19:42
Получается, что в любом случае нужно два импульса, одним включаем - другим выключаем.
От обычного реле (не биполярного):
Выигрыш только в отсутствии напряжения на катушке во время когда не нужно переключать реле.
Проигрыш в усложнении схемы.
По большей части я с Вами согласен. Ян правильно объяснил принцип управления реле. Теперь давайте попробуем создать типичную конструкцию: реле включения, 6 уровней стерео аттенюатора (12 реле), реле селектора. Я воспользуюсь выбором Яна для его селектора, он проделал гигантскую работу и мне не хотелось бы её терять (кстати, честно, с моей точки зрения, Ян заслуживает там класса!).
Используем реле Fujitsu FTR-B4CB4.5Z (100мВт, 4,5В в бистабильном варианте - ток 22мА; 140мВт, 4,5В в моностабильном - ток 31мА)
Используем сдвиговые резисторы MC74HC595AN (можно заменить на более простой вариант, но этот применён был, насколько я помню, и у Вас).
Нужно рассчитывать на то, что будут включены по-максимуму 1+12+1=14 реле. 595-ый регистр имеет 8 выходов, т.о., с т.з. количества выходов мы легко можем обойтись для всего устройства двумя 595-ыми (пусть - тремя, так как селектор всё же не на один вход). Однако, общий ток по шине питания у 595-го - лишь 75мА. Т.е. при применении моностабильных реле мы сможем управлять только 2 реле одновременно. Прямое управление процессором - тоже не вариант. Например, при применении ATMEGA 328, предельный ток через шину питания - 200мА (6 реле, если управлять только реле) и я сильно сомневаюсь, что при таких токах можно будет обеспечить стабильную работу микропроцессора. Т.о., нам придётся использовать минимум 7 регистров или некую комбинацию микропроцессора и внешних ключей/регистров.
С другой стороны, мы можем управлять бистабильными реле ровно тем количеством выходов, сколько нужно. Для этого нужно лишь учитывать смещение (разброс) одновременного включения/выключения.
С точки зрения блока питания: для моностабильных реле нужно резервировать 14*31=434мА; для бистабильных реле достаточно 25мА + хороший электролит в качестве буфера.
Я выше писал, что управление будет микропроцессорным. Но, откровенно говоря, это далеко не единственный вариант управления бистабильными реле, как бы ни было трудно в это поверить в век микропроцессоров. Давайте последовательно с обмоткой включим конденсатор. Обмотка имеет сопротивление 200Ом. Чтобы получить зарядный импульс 10мс нужен будет конденсатор (t=RC; C=t/R=0,01/200) 50мкФ. Тогда управление таким реле можно осуществлять ровно так же, как моностабильным. Положительный фронт будет заряжать конденсатор, ток заряда, проходящий через обмотку, перебросит реле импульсом 10мс в положение 1. Как только напряжение на входе пропадёт (сигнал к выключению) конденсатор будет разряжаться через обмотку (направление тока будет обратное) и перебросит реле в положение 2. Такое управление работает у меня уже больше 10 лет в моём фонокорректоре (реле на 12В, конденсатор 33мкФ). Единственное неудобство - возможный переброс реле из-за механических ударов при выключенном устройстве - нужно предусматривать хитрости на такой случай.
За это сообщение автора poty поблагодарили (всего 2):
Алаев Ян, goldmen8
Рейтинг: 66.7%
 
Владислав

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2291
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

Конструкция лестничного аттенюатора

#14

Сообщение Алаев Ян » 01 ноя 2018, 07:39

poty писал(а):
31 окт 2018, 22:47
Я воспользуюсь выбором Яна для его селектора, он проделал гигантскую работу и мне не хотелось бы её терять (кстати, честно, с моей точки зрения, Ян заслуживает там класса!).
Спасибо, Владислав!
poty писал(а):
31 окт 2018, 22:47
Единственное неудобство - возможный переброс реле из-за механических ударов при выключенном устройстве - нужно предусматривать хитрости на такой случай.
Я помню, что для блока управления фонокорректором Романа мы сделали там защиту на этот случай, чтобы состояние реле "подправлялось" при каждом включении, на случай, если реле от механических ударов перешло в другое состояние. Но я на практике ни разу не встречал такой ситуации, наверное, мои механические воздействия на прибор были недостаточными, чтобы реле перебросило свои контакты. Я ради любопытства тряс реле в надежде, что контакты переключатся. Эффекта не было. Ронять не пробовал, не хочется погнуть тонкие выводы. За Ваше наблюдение спасибо. Надо брать этот возможный эффект в расчет.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
goldmen8
Новичок
Новичок
Сообщения: 26
Зарегистрирован: 25 май 2018, 10:02
Откуда: г. Киров (на р. Вятка)
Благодарил (а): 6 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#15

Сообщение goldmen8 » 01 ноя 2018, 10:48

poty писал(а):
31 окт 2018, 22:47
Такое управление работает у меня уже больше 10 лет в моём фонокорректоре...
Владислав, вот это я и хотел... посмотреть на схему, как это работает. сейчас понятно стало. :clap:
Я совсем не против применения бистабильного реле. Имею опыт "общения" с ними! ... но такого простого решения в голову не приходило, век живи и два учись!!!
Спасибо за ответ!

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3280
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 15 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#16

Сообщение poty » 01 ноя 2018, 11:37

Да я схему и не скрываю. Делал в 2007 году, тогда нужно было сделать хоть что-то, поэтому делал всё "по мотивам".
За это сообщение автора poty поблагодарил:
goldmen8
Рейтинг: 33.3%
 
Владислав

Аватара пользователя
goldmen8
Новичок
Новичок
Сообщения: 26
Зарегистрирован: 25 май 2018, 10:02
Откуда: г. Киров (на р. Вятка)
Благодарил (а): 6 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#17

Сообщение goldmen8 » 01 ноя 2018, 16:29

Посмотрел вашу схему
poty писал(а):
01 ноя 2018, 11:37
скрываю.
В глазах конечно рябит от количества "чёрточек"... и наверное что-то не углядел, или... :think:
для упрощения немножко убрал "чёрточек"
Показать
Poty_1.jpg
Poty_1.jpg (36.6 КБ) 200 просмотров
poty писал(а):
31 окт 2018, 22:47
Положительный фронт будет заряжать конденсатор, ток заряда, проходящий через обмотку перебросит реле импульсом 10мс в положение 1. Как только напряжение на входе пропадёт (сигнал к выключению) конденсатор будет разряжаться через обмотку (направление тока будет обратное) и перебросит реле в положение 2.
Переключатель подаёт напряжение на реле..., а когда переключается (напряжение с реле снимается) цепь разрывается и как тогда разрядится конденсатор?

Но я принцип понял, ещё раз спасибо.

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3280
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 15 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#18

Сообщение poty » 01 ноя 2018, 16:43

Фух, согласен! Не учёл, что это была схема на этапе задумки (приведена схема управления моностабильными реле). Ввёл в заблуждение.
В актуальной схеме применяются два метода:
- Для переключателей на небольшое количество позиций применяется аналог переключающего контакта (при выключении противоположный от обмотки конец конденсатора замыкается на землю, обеспечивая путь разрядки).
- Для переключателей на большое количество позиций этот момент достаточно сложно реализовать, хотя и можно, я применил обратно смещённые диоды с противоположного от обмотки конца конденсатора на землю.
В обоих случаях шунтирующие конденсатор резисторы не использовались. Чуть позже накидаю схему обоих вариантов.
Владислав

Аватара пользователя
goldmen8
Новичок
Новичок
Сообщения: 26
Зарегистрирован: 25 май 2018, 10:02
Откуда: г. Киров (на р. Вятка)
Благодарил (а): 6 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#19

Сообщение goldmen8 » 01 ноя 2018, 17:04

Владислав, буду ждать... :smoke: а то точно умру от любопытства.

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3280
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 15 раз

Конструкция лестничного аттенюатора

#20

Сообщение poty » 02 ноя 2018, 01:01

По первому варианту это выглядит вот так:
Простое решение.png
Простое решение.png (52.87 КБ) 168 просмотров
Второй вариант, похоже, у меня реализован как-то иначе... с кондачка с диодами не получается... Доберусь до платы - посмотрю. Но можно предложить, допустим, вот такой вариант (не знаю, правда, рабочий ли он, ночью в голову пришёл - не самое хорошее время):
Простое решение-2.png
Простое решение-2.png (53.97 КБ) 167 просмотров
Владислав

Ответить
  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение