V-BAT, en DIY batterienhet til Musical Fidelity V-serie

[roffe]

Helt siden jeg fikk dem i hus har jeg irritert meg over veggvortestrømforsyningene til Musical Fidelity V-DAC og V-CAN. Siden dette er ting jeg kjøpte for å bruke til hodetelefonanlegg hovedsakelig sammen med bærbar PC, og med to ekstra veggvorter er det ikke bare ekstra drass, men også en jakt på nok stikkontakter. Og hva med de gangene man er helt uten strøm og den bærbare tøffer av gårde på batterier? Hva med skikkelig lyd da?

Nei, her måtte noe gjøres, og ideen om å lage en enkel oppladbar, batteribasert strømforsyning til V-DAC og V-CAN ble født. Altså trosser man Musikal Fidelitys ”advarsel” om å ikke bruke noe annet enn det medfølgende power-supplyet (som er av no-name-veggvorte type). Hvor mye galt kan et batteri med spesifisert spenning gjøre? En kjapp måling på veggvorta i ubelastet tilstand bekrefter det jeg trodde: 20,2V er ikke akkurat noe som vitner om high end strømforyning med regulert spenning…

Jeg har hatt en lang vei fra jeg bestilte de første delene til alle deler var levert. Blant annet fikk jeg en batteripakke med feil ytre dimensjoner, som måtte omleveres (god service, så jeg har ingenting å klage på der). Men omsider fikk jeg satt det hele sammen i går kveld. Pakken er basert på en 12V NiMH-batteripakke med 2700mAh, og ellers stort sett brytere, ledninger, termineringer og noen lysdiodeindikatorer i en boks fra Elfa.

Her er fronten. To ledninger ut med plugger som passer inngangen til V-series, en av/på bryter med indikatordiode.



Her er baksiden. Her plugger jeg inn en NiMH-lader. Den gule dioden lyser dersom det er spenning på inngangen. Den røde lyser når denne spenningen går videre til batteriet, noe som kan skrus av og på med bryteren.



Funker som bare det! ;D

 

[Raist]

Den der var kjekk Roffe, flott og gjennomført prosjekt! Kunne du sagt litt om hvordan du gjorde det sånn for oss som ikke klarer å finne ut sånt på egenhånd, men som kunne tenke seg å lage en batteri PSU til ett eller anna (f.eks en t-amp av noe slag)....

 

[roffe]

Den der var kjekk Roffe, flott og gjennomført prosjekt! Kunne du sagt litt om hvordan du gjorde det sånn for oss som ikke klarer å finne ut sånt på egenhånd, men som kunne tenke seg å lage en batteri PSU til ett eller anna (f.eks en t-amp av noe slag)....

Når først alle delene var på plass gikk det så raskt at jeg ikke fikk tatt noen bilder underveis. Alt ble gjort i løpet av noen intense kveldstimer (tipper det tok meg drøyt 4 timer i ren monteringsjobb etter at skisser for oppkobling og slikt var klart).

Jeg skal forsøke å dokumentere litt etterhvert, men egentlig er det bare en NiMH-batteripakke med termineringer for lading og utganger spesialterminert for Musical Fidelity V-series. Det er ingen regulering eller annen fancy elektronikk. Ladeelektronikken sitter i laderen som jeg kjøpte fra Elfa.

Skal forsøke å få lagt ut en deleliste etterhvert også. Det ble ikke svinebillig, og med lader og batteripakke er jeg ihvertfall godt over tusenlappen for denne saken.

 

[roffe]

En annen sak er at designet sikkert kan forenkles/forbedres littegrann. Jeg har laget den slik at men kan lytte mens man lader. Problemet er at laderen ikke lader med konstant spenning, for det kommer et knepp i hodetelefonene med jevne mellomrom når man lytter med laderen tilkoblet. Skulle jeg bygget denne med den kunnskapen jeg har nå, så hadde jeg brukt en bryter som switchet batteriet mellom ladeinngangen og strømutgangene, altså slik at enheten ENTEN lader ELLER forsyner enhetene. Ikke begge deler på en gang, noe jeg har mulighet til nå, siden jeg har separate brytere for inngang og utgang.

EDIT: En annen grunn til å heller ikke lade mens man lytter er at det kan virke som styringskretsene i laderen lar seg forvirre av at det er koblet til en last og går over til vedlikeholdslading selv om batteriet er utladet. Skulle jeg bygget den på nytt nå, ville jeg nok fortsatt hatt to brytere, men da en for å koble batteriet helt fra (skru av boksen) og en til å bytte mellom lading og forsyning.

 

[Raist]

Virker fornuftig å ha den muligheten ja...! Ser frem til dokumentasjon og deleliste!

 

[KJ]

Det høres ut som du bruker en ?V lader, den opererer omtren som en SMPSU med lav switchefrekvens og et markert opphold mellom switchingen og derav knepp i lyden. En lader som evt tar hensyn til at den også skal levere strøm til annet enn batteriet blir antagelig en «custom» sak. En konstantstrømlader kan evt tilpasses, men da blir ladetiden ofte lenger (dvs tilbake til «normal-lading» - 0,1C+ tomgangsstrømen på forsterkeriet. Alternativt må det inne noe tilpasset kontrollkretsløp for å overvåke batterispenningen dersom høyere ladestrøm skal brukes.

mvh
KJ

 

[roffe]

Høres riktig ut, KJ.

Her kommer en deleliste av det jeg bestilte og hadde fra før:

Fra Elfa:
50-194-68 Plastlåda 121x94x34, 1 STK – Advarsel, denne rommer ikke 10 stk AA NiMH-battericeller på rad.
42-052-09 DC-propp 1,3 med mer, 2 STK – Disse passer fint inn i 12Vkontakten i V-DAC og V-CAN
69-013-67 Laddare KPM -dV 0510, 1 STK – NiMH lader, passer til chassiskontakten under
42-051-18 DC-jack chassi 2,1/5,5 mm M8, 1 STK – inngang til lader
69-103-01 Nätkontakt KPM AC-PINS EU, 1 STK – jeg bestilte denne, siden det står på laderen at en slik ikke følger med, men da jeg mottok det, så fulgte det med likevel. Usikker på om det var en tilfeldighet.
35-306-15 Strömställare 2 pol on-on, 2 STK – Bryterne jeg har brukt på boksen.
75-026-93 EL204IT LED 3mm röd, 1 STK
75-027-84 EL204YT LED 3mm gul, 1 STK
75-025-94 EL204GT LED 3mm grön, 1 STK
60-722-84 Motstånd 1,00kohm 1% 0,6W, 3 STK – beregnet til å bruke i serie med lysdiodene. Egentlig ble lyset ganske skarpt, så her kunne jeg med fordel benyttet 1,5 kohm eller 2 kohm i stedet. Som vanlig litt ekstra.
55-005-17 Gummigenomföring 4,7x11mm, 2 STK – for beskyttelse av kabelen der den kommer ut av kassen

Fra altitec.no:
Batteripakke 12V 2700mAh NIMH med 20cm 0,5mm2 ledning. – Da jeg bestilte denne var dimensjon og bilde feil i forhold til produktet. Det er rettet nå (se her: http://www.altitec.no/product_info.php?cPath=274_279&products_id=66519 ).
Advarsel: Om man velger denne pakken, så går den altså ikke inn i boksen lenger opp (fra Elfa). Jeg fikk på grunn av de villedende spesifikasjonene spesiallaget en variant med to rader av 5 celler, som altså ble halvparten så lang og dobbelt så tykk. Den gikk inn i boksen. Altitec tilbyr kundespesifiserte pakker av denne typen, men da må man regne med et prispåslag.

Fra rotekassen:
Koblingstråd, sort, for innvendig kabling.
Koblingstråd, rød, for innvendig kabling.
Parkabel for utvendig kabel mellom V-BAT og hhv. V-DAC og V-CAN. (Den jeg brukte er muligens en billig audiosignalkabel).
Et par ”sukkerbiter” (to-pols rekkeklemmer). Behøves ikke dersom man lodder overalt.
Litt skumplast for at batteriet ikke skal flytte på seg inni kassa under transport.

Skjema skal jeg se om jeg får tegnet siden. En ting av gangen.

 

[roffe]

En liten oppdatering på ytelsen:

Kan se ut som batteripakken i min V-BAT (12V NiMH på 2700mAH) varer i drøyt 6 timer ved drift av både Musical Fidelity V-DAC og V-CAN samtidig. Dette er testet etter en fullstendig opplading etter fullstendig utlading. Ny fullading tar i underkant av 3 timer med den valgte laderen. Ved å legge litt mer penger i lader kan man sikkert få ladetiden ned i rundt 1 time.

Dersom kapasiteten på batteripakken stemmer, så trekker kombinasjonen i snitt 450mA. Det virker fornuftig, siden hver av dem leveres med en veggvorte spesifisert til å kunne levere 12V/500mA. Tipper vel at V-CAN trekker mest, siden det tross alt er den som driver hodetelefonene.

 

[roffe]

Jeg har etter å ha oppdaget at det ikke er noen vits å forsøke å lytte under lading, siden laderen introduserer støy og ujevn spenning. Derfor har jeg revidert koblingsskjemaet. Her er skjema for hvordan jeg ville bygget den i dag:



Som dere ser en meget enkel konstruksjon. Tror kretsen er selvforklarende.

 

[roffe]

Litt bilder av innledende skisse og innmat

For å avslutte dokumentasjonen av dette lille prosjektet tenkte jeg at jeg skulle legge ut noen flere bilder som kanskje gir LITT mer innblikk i hva jeg har gjort.

Arbeidsskissen som jeg jobbet etter (ikke spør meg hvorfor jeg skrev 20V på laderinngangen ??? ):



Et par nesten like bilder av åpen boks, uten skumgummi (for å vise mer av batteripakken) og et med:





Til slutt et gruppebilde av min V-BAT sammen med Musical Fidelity V-DAC og V-CAN, som den er bygget for å drive:



Det var vel det hele. Jeg planlegger å skrive litt om hvordan det låter også, men det er mulig det skjer i en annen tråd. I så fall vil jeg legge en lenke herfra.

 

[roffe]

Lytteinntrykk ligger i denne tråden:

http://www.hifisentralen.no/forum/index.php?topic=35868.0

Det er vel ingen hemmelighet at jeg er godt fornøyd med dette selvbygde tillegget til Musical Fidelity V-serie-riggen min. ;D

 

[MonkeyCountry Audio]

Hei du roffe!

Har bare blad meg fort igjennom her nå, og leiter etter noen kondensatorer i bateriboksen din. Har et svakt mine om at det ble sakt at batterier er en "treig" strømkilde, og at derfor transienter osv blir langt bedre ved å sette inn et par kondensatorer som er langt raskere til å avgi strøm.

Prøv dette... og håp om et enda bedre resultat


MVH
Steinar

 

[roffe]

Det er riktig at jeg ikke har noen kondensatorer. Jeg antok vel at slike finnes inne i hver av enhetene som batteristrømforsyningen skal drive. Men jeg vet ikke om jeg egentlig har noen grunn til det.

 

[MonkeyCountry Audio]

Det kan du godt ha rett i. Vet så og si ingenting om disse produktene. Men verd å kjekke opp....spør du meg...

Måte søndagen bringe mange herlige timer!

MVH

 

[roffe]

Jeg skal ihvertfall sjekke ut hva slags kondis jeg kan få plass til inni den lille boksen min... Bør jo være noen µF om det skal være noen vits.

 

[KJ]

Jeg skal ihvertfall sjekke ut hva slags kondis jeg kan få plass til inni den lille boksen min... Bør jo være noen µF om det skal være noen vits.

Ekstra kondis i batteriforsyningen bør ha veldig lite å si - HF avkobling av strømforsyningen bør gjøres nærmest mulig det stedet hvor stømen brukes. Både DACen og forsterkeren har antagelig «nok» kondensatorer og sannsynligvis også regulert spenning. Bruk evt «energien»/innsatsen på den andre siden av spenningsregulatorene.

mvh
KJ

 

[Lydkaj]

Jeg skal ihvertfall sjekke ut hva slags kondis jeg kan få plass til inni den lille boksen min... Bør jo være noen µF om det skal være noen vits.

Prøv disse her https://audio.jensencapacitors.com/products/capelyt/elyt4prad/

 

[roffe]

Jeg skal ihvertfall sjekke ut hva slags kondis jeg kan få plass til inni den lille boksen min... Bør jo være noen µF om det skal være noen vits.

Prøv disse her https://audio.jensencapacitors.com/products/capelyt/elyt4prad/

Artige saker. De har jeg ikke sett før. Hvordan bruker man 4 poler på en kondensator? Kobler sammen to og to?
Hva er prisnivået på disse?

 

[Lydkaj]

Jeg skal ihvertfall sjekke ut hva slags kondis jeg kan få plass til inni den lille boksen min... Bør jo være noen µF om det skal være noen vits.

Prøv disse her https://audio.jensencapacitors.com/products/capelyt/elyt4prad/

Artige saker. De har jeg ikke sett før. Hvordan bruker man 4 poler på en kondensator? Kobler sammen to og to?
Hva er prisnivået på disse?

Der er lidt info her: https://audio.jensencapacitors.com/public/dokumenter/kat6elyt.pdf
og her: https://audio.jensencapacitors.com/public/dokumenter/4pole.pdf

Prisen er vist lidt høj nok omkring 300.00 Kr. for 47000 uF 16V.

 

[KJ]

...
Artige saker. De har jeg ikke sett før. Hvordan bruker man 4 poler på en kondensator? Kobler sammen to og to?
...

4-pols el.lytter kobles med et pol-par for strøm inn og et pol-par for strøm ut. Ideen er å gjøre kondensatoren mer ideell ift. parasittisk induksjon i tilkobling og vinding av kondensatoren. Ulempen er at strømen faktisk går igjennom anode- og katode-«platene», slik at seriemostanden i «platene» kan begrense maksimal strømtrekk, evt. også øke arbeidstemperaturen og redusere levetiden. Dette potensielle problemet er størst ved bruk i effekttrinn og da særlig ift. klasse A-trinn; ved parallelkobling av pol-parrene unngår man denne problemstillingen mot at den parasittiske induktansen øker, slik at kondensatoren får en høyere effektiv impedans ved høye frekvenser (det er dog grunn til å tro at den parasittiske induksjonen/impedansen likevel er lavere enn for tilsvarende tradisjonelle kondensatorer).

mvh
KJ

 

[Lydkaj]

ved parallelkobling av pol-parrene unngår man denne problemstillingen mot at den parasittiske induktansen øker, slik at kondensatoren får en høyere effektiv impedans ved høye frekvenser (det er dog grunn til å tro at den parasittiske induksjonen/impedansen likevel er lavere enn for tilsvarende tradisjonelle kondensatorer).

mvh
KJ

???

 

[roffe]

V-BAT, en DIY batterienhet til Musical Fidelity V-serie (VERSJON 2)

Etter en del tids bruk ble jeg klar over at når jeg skrudde temmelig høyt, så kunne en pipelyd høres i hodetelefonriggen min. Jeg trodde først dette skrev seg fra PCen jeg hadde koblet riggen til da (på jobben), men etterhvert som jeg forsøkte elektronikken andre steder, så fant jeg ut at pipingen var der fortsatt. Når jeg så forsøkte originalforsyningene, så forsvant denne støyen. Det tydet på at V-DAC og V-CAN ikke tålte å være knyttet til samme forsyning. Jeg forsøkte å google emnet, og fant en del teori og praksis om dette. Her et et eksempel på litt av teorien bak det jeg fortsatte med:

http://www.designers-guide.org/Design/bypassing.pdf

I kveld koblet jeg om hele riggen etter dette skjemaet (samme som jeg har postet tidligere):

Det ga meg blant annet muligheten til å koble slik at man ikke kan lade og forsyne samtidig, noe som også gjorde at jeg kunne legge på et "decoupling network" uten å risikere at det tullet med ladingen.

I tillegg til ovenstående krets, la jeg følgende på utgangen:
* En 2700 µF kondensator i parallell med begge utganger
* På utgangen til V-DAC (i egen boks på kabelen) en liten 220µH spole i serie på plusslederen.
* På utgangen til V-CAN (i egen boks på kabelen) en liten 220µH spole i serie på plusslederen, etterfulgt av en 220µF kondensator i parallell igjen.

Jeg forsøkte opprinnelig å ha en kondensator på utgangen til V-DAC også, men da kom pipingen tilbake. Temmelig merkelig, men siden ovenstående koblinger så ut til å fikse problemet, så lot jeg det være.

Forsyningen ser nå sånn ut: