Byggetråd: Audio switchbox deluxe (prototype)

[mvno_subscriber]

Det har tidligere vært tråder her på sentralen om gode switchbokser til audio, som ikke forringer lydkvaliteten. Er mange meninger der. Så tenkte jeg -- hvorfor ikke lage en superfet en selv? Som kanskje har litt features det ellers er vanskelig å få tak i?

Min hovedutfordring er følgende:

Anlegget mitt

Jeg har i dag to stk platespillere, og to stk RIAA. Jeg ønsker å kunne koble Dualen til begge RIAAene, både for å bruke MM-pickup av og til, samt for å teste ut MC på Caryen (og spille enkelte gamle skiver som bruker alternative EQ-er, typ 50-talls).

Da trenger jeg en koblingsboks med minst to innganger, og minst tre utganger. Og en del andre ting jeg har lyst på. Skal vi se, en kravsliste er på sin plass:

• Minimum to innganger, tre utganger
• Reléstyrt svitsjing (for best mulig signalgang)
• God jording (ingen av platespillerene mine har egen jordingskontakt btw, kun via RCA)
• Skal ikke trenge stikkontakt (slipper mas og nettstøy)
• Skal ikke trenge bytte batterier (det er mas)
• Skal kunne vare i 20 år+, plug&play
• Den må ikke se stygg ut
• Den må være litt kul
• Det må være lett å se hvilke innganger/utganger som er valgt
• Bare én kombinasjon av inngang/utgang kan være mulig om gangen

Jeg bare hater ting som må ha enda en stikkontakt. Jeg vil at denne boksen skal klare seg selv. Så har det seg slik at jeg sitter på en 500 høykvalitets ETFE-solcellepaneler i forbindelse med et annet prosjekt jeg har gående. Så jeg har bestemt at boksen skal kunne generere sin egen strøm. Innendørsbelysning må (naturlig nok) være tilstrekkelig. Dette stiller noen krav til konstruksjonen; den må naturligvis bruke så lite strøm som mulig. Å svitsje releer krever litt effekt, så jeg må ha et strømlager på en eller annen måte.

Hvordan skal jeg kunne se hvilke kanaler som er valgt? Vippebrytere er uaktuelt; de synes ikke så godt, og jeg vil ikke måtte vippe de andre av når jeg vipper en annen på. Så jeg går for trykkbrytere. Men hva så da? Kan ikke bruke noe LED eller annen indikator som bruker kontinuerlig strøm. Jeg har heldigvis noe fetere i tankene! Har noen hørt om flip disc?

Begynte å tenke på dette prosjektet før jul, så har 100 stk jeg klarte karre til meg. De er kjempetøffe, men bruker helsikes mye strøm, langt mer enn releene. Hvilket igjen bringer oss til strømlageret.

Utfordringen med solcellepaneler i innendørsbelysning er både spenning og effekt. Maks spenning kan du glemme, og effekten de yter er minimal. Jeg vil derfor at boksen skal kunne fungere på alt fra 3-12V. Skulle det mot formodning komme masse lys er det viktig at så mye som mulig kan bli sugd opp, så raskt som mulig. Og selv en minimal bris av fotoner må kunne utgjøre en forskjell. Dette utelukker batteri, med mindre jeg prøver booste spenningen på noen måte -- men det gjør kretsen mer kompleks, og kan skape støy på linja. Så det vil vi ikke. Hva gjør vi da?

Vi går for statisk elektrisitet! Eller sagt mer folkelig, en heidundrandes kondensatorbank. Den må ha nok effekt i seg til mangfoldige svitsjinger, da hvert kanalbytte forbruker ca 2A (etter svært midlertidige utregninger).

Holder på med selve kretsen og litt enkel utprøving. Følg med for fortsettelse (og bilder!)..

 

[PeriodeLytter]

To ting jeg kjapt tenker.

Kutte jord til alle enheter annet enn dem som er aktiv garanterer mot jordsløyfer.

Digitale papir-display er kommet lang ned i pris nå. Men krever en enkel MCU til å endre innhold. Trolig vil et bra 9V batteri holde mer enn 10 år om man velger en MCU som kan gå i dypsparing som mange av dem kan i dag.

Electronic paper - Wikipedia

en.wikipedia.org

https://no.mouser.com/c/optoelectronics/displays/electronic-paper-displays-epaper/?q=e-ink

 

[mvno_subscriber]

Lurte litt på det med jord ja.. tenkte kanskje ha en knapp for å toggle isolert jord av/på. Vet ikke om jeg kan risikere kjipe knepp i lyden under kanalbytte ved isolert jord? Må prøve meg litt frem tror jeg.. MC-signalnivå er skummelt lavt.

E-papir har vært i bildet, men jeg følte det både kunne være vanskelig å se på avstand i lav belysning, i tillegg til at det ikke føltes "nais" nok. Flipdiscene er veldig synlige i lavt lys (finnes fluoriscerende varianter også), og lager en kjekk kneppelyd når de snur seg.

Ang. MCU - jeg er i diskret logikkmodus på denne, det trenger ikke være så avansert. Men jeg ser i linken din at de har ferdige Arduino-shields med e-papir og det hele -- det er generelt veldig snasent -- så bokmerkes til senere!

 

[PeriodeLytter]

Ja, knepping kan være kjipt på 65-70 dB gain Har ikke erfaring med hvor mye make before brake switching kan undertrykke slikt på audio?

 

[mvno_subscriber]

Jeg skal jo innrømme jeg har gjort det litt vanskelig for meg selv. Dette med solceller og kondensatorbank, i stedet for bare å ha et batteri som som uansett funker lenge, kompliserer situasjonen. Men jeg synes nå det er stas da. Har for så vidt altfor mange dippedutter som er skadet av batterilekkasje.. men mest er det stas.

Lave spenninger er en av utfordringene. I en kondensator faller spenningen som en stein når du bruker den. Tapet i de ulike leddene blir veldig følbare, og komponenter må velges deretter. I tillegg blir strømforbruket langt mer kritisk, for du har langt mindre kapasitet med kondensatorer enn med et batteri. Et batteri, derimot, holder stort sett samme spenning nesten hele veien til mål, og rommer veldig mye mer. Jeg sa jo at jeg ville meg selv vondt.

Jeg synes ultrakondensatorer er kule saker, og det bruker vi her. På relativt liten plass har vi da et totalt lager på 0,75F (eller 750.000µF), pluss en hurtigvirkende buffer på 16.000µF som sikkert er overkill. Bufferen må til, fordi ultrakondensatorene har veldig stor indre motstand -- så de klarer ikke levere strøm så fort. Ingen gratis lunsj mao.

Uansett, i praksis betyr det at vi kan ha en liten boks og fremdeles greit med strømlager. Nå koser jeg meg med å begrense strømforbruket ved å tune til med komponenter og pulslengder

 

[mvno_subscriber]

Ja ja, hvor var vi da.. hverdagens kjas og mas snur opp ned på alt. Vel vel. Nå som verdier og prinsipper er tunet og virker levedyktige, så bygger jeg én og én modul og tester individuelt før jeg setter dem sammen. Arbeidslisten blir da liksom sånn her i ca rekkefølge:

• Driverkort for kanal A-D
• Indikatorpanel
• Knappepanel med pulsgenerator
• Kombinert driverkort for kanal 1-2 + strømforsyning
• Reléboard
• Boring av hull osv i chassis, foring med alufolie der det er plastpaneler
• Montering og jording, diverse ++

Det er jo en prototype, så jeg kommer til å eksperimentere litt med ulike typer jording, isolering av logikkjord vs signal, løfting av jord osv. Jeg er kanskje ikke så jordnært menneske som de fleste andre her på sentralen, så det er mye læring. Kommer garantert til å drite meg ut.

Apropos kanal A-D og 1-2 .. jeg bestemte meg for 2 kanaler på ene siden og 4 på andre. Så du kan ha 2 inn og 4 ut, eller omvendt. Også var jo "2 by 4" litt catchy da ikkesant. Så jeg kan kalle den for det.

Har innsett at den boksen er litt vel trang, spesielt til så mange kanaler. Men nå må det blir sånn, for jeg gikk i gang med det slik.. med mindre jeg ombestemmer meg underveis, er fortsatt en liten åpning for det.

Uansett, jeg lodder sammen det første driverkortet:


Snart ferdig.. Mye jobb det der ass

Litt engstelig er jeg, for jeg har skikkelig dårlige erfaringer med veroboards. Tåler lite, så begynner de å lede mellom baner osv. Så jeg er veldig nøye med å ikke påføre for mye varme og sånn. Og jeg har kjøpt skikkelig FR4 tinnbelagt epoxy plingplong håndlaget av tyske ingeniører, kvalitetssikret av rakryggede jomfruer i Dirndl. Så da må det jo funke. Men men.. tid for å teste!

Et helt essensielt prinsipp her er at ingenting må trekke strøm med mindre du trykker på en knapp -- og da bare i meget kort tid (500µs, for å være eksakt), slik at vi får utført det vi skal med minst mulig strøm. Så jeg kobler opp, og det går så som så... tror du ikke skiten trekker strøm, 1-4mA. Når du er på kondensatorkapasitet ladet opp av daffe LED-lys i taket er det møkkmye. Hvorfor skjer det her??? Er det veroboardet mitt?

Mye frem og tilbake. Måler opp og ned i mente. Kanskje noen transistorer ikke tålte loddingen. For å dobbeltsjekke kretsen prøver jeg Fleksnes-metoden:


Også kalt point to point.. som jeg for øvrig har en svakhet for

Her funker alt fint. Så det er noe med brettet mitt. Etter mye om og men fant jeg synderen: En trofast følgesvenn gjennom mange år. Som egentlig har dolket meg i ryggen hver eneste gang vi har møttes. Jeg snakker selvfølgelig om loddetinnet mitt. "Best quality solder" som det heter. En stor rull jeg kjøpte for mange herrens år siden, som har vart for alltid.

Flussmiddelet i den er av den typen som begynner å lede når det tørker. Og som også gjerne flyter usynlig ut i alle sprekker og kriker og kroker uten av du ser det.


Aldri mer!

Jeg har noe Chipquik loddetinn med sølv liggende, kjøpte det opprinnelig for at jeg skulle ha det mer fancy. Men likte ikke lukten av flussmiddelet. Ja, jeg er litt junkie på sånt. Selv med avtrekk lukter gode ting godt. Akkurat som smøreolje og diesel vs rødsprit og løsemidler. Finnes jo de som velger det siste, men..

Kjørte kniv mellom banene, virker å funke fint nå. Mulig det blir litt ekstra vask av det kortet. Men jeg slapp montere 36 nye transistorer i hvert fall. Og mer skal det bli, totalt er det 58 transistorer i hele greia. Nok av koselodding igjen å gå på..



Her er for øvrig boksen jeg skal ha alt i. Den ser kanskje ikke så liten ut på det bildet der, men det er akkurat plass til indikatorene, og med kontaktene bak blir det ca samme story. Så må alle kortene få plass inni, pluss skjerming osv. Stas det. Jeg sa det var en prototype, ikkesant. Er bare riktig at noe er galt, da.

 

[mvno_subscriber]

Kona kaller den "Petter Pinnsvin". Omtrent like pen i hvert fall..



Gjort en del småfeil som har kostet å rette opp i. Dette er veldig mye en prøveversjon. Tviler på om jeg får plass i boksen engang. Kobberbaner som er revet av, banning og sverting. Men krets og layout utvikler seg med sånt.

For et reir..

 

[mvno_subscriber]

Etter covid her og der fikk jeg endelig litt tid!

Ledningsrøret var altfor stort, og jeg hadde gjort mye rart. Ryddet litt opp og fikset dårlige loddinger som jeg brukte laaang tid på å finne ut av. Sånn går det når man gjør det stygt.. Men endelig var displaydelen i boks:

Litt tilfredsstillende å trykke på..

Så var det å lage relé-delen. Kona så på serier og jeg var i vinden, så svisj pang, litt lodding og banning.


For ordens skyld vil jeg gjerne nok en gang gjenta at jeg ikke påberoper meg noen skjønnhet

Jeg glemte selvfølgelig tvinne kablene som går til å styre reléene. Hvordan jeg skal ordne god nok støyskjerming her vet jeg ikke. Jeg får bare kjøre på og teste ut litt her og der. Tar det nesten for gitt at jeg må lage flere versjoner.

Prøver den i kassa...


Ouch.. Tight as hell

Jaja. Mer skal det bli inni der. Neste blir å lage strømkortet. Deretter borre hull til ting og tang.


Fortsettelse følger!

 

[mvno_subscriber]

Mumle mumle.. for et liv jeg lever i disse tider! Knapt tid til å høre musikk engang, annet enn lukket rundt øret i et kontorlandskap. Jeg klager for så vidt ikke, da beruselsen over å kunne dra på kontoret enda ikke har lagt seg.

Men når vidløftige strategier, møterekker og propagandisering er på pause i påvente av en ny dag, er det veldig fint å kunne jobbe med noe som faktisk blir ferdig en (vakker) dag.

Tilleggskortet med strøm, styringslogikk for den første seksjonen samt pulsgenerator er knattet sammen:

Pling

Den er selvfølgelig for stor til å få plass i boksen. Denne forbanna lille klossen hvor jeg på død og liv skulle presse alt inn. Så jeg må lodde om igjen og være litt kreativ. Men som alt annet, så blir det en slags råd til slutt. Nå må jeg bare lappe alt sammen og krysse fingrene for at det fungrerer.

Fra Petter pinnsvin til transformers

Om dette ikke funker nå, er det litt krise. Ting er loddet i bauger og kanter, det er masse ledninger og vanskelig å komme til.

Men mot normalt har jeg gruelig flaks - har sovet godt den siste tiden - og alt funker på første forsøk!

Nå må jeg drille litt hull i fronten og koble releene til kontaktene bak. Når det er gjort, er vi faktisk klare til å teste!!

 

[mvno_subscriber]

Å drille hull er ikke noe jeg har utpreget erfaring med, annet enn i vegger for å henge opp ting. Hvis vi skal vinkle det positivt, kan vi si at jeg kan mer i dag enn jeg kunne for bare en uke siden. For eksempel, så har jeg nå erfart hvor praktisk det er å ha et trinnbor/trappebor, og hvor dumt det er å prøve vide ut et allerede boret hull med et større et Men, men.

Jeg driller, lodder og monterer. Og tester. Dette er noe som går frem og tilbake, da noe plutselig ikke fungerer, enkelte releer slår ikke inn, logikken er vrang og ting påvirker hverandre som ikke skal påvirke hverandre. Det er ikke noe magisk hokus pokus, det er bare det at

1) Det er en helvetes trang boks
2) Alt er loddet ledning for ledning. Blir de most sammen kommer kanskje noe i kontakt med hverandre/brekker etc
3) Siden boksen er trang, er alt mulig tett i tett i tett på kretskortene også.

Det eneste stedet med litt plass, er egentlig der signalene svitsjes, for å unngå kjip påvirkning på signalet. For å bedre illustrere dette med plass:


Det her skal inn der..

Ja, akkurat det der er ikke så moro altså. Men etter flere forsøk, og ting som faller fra hverandre osv osv osv, så får jeg det endelig til!

Igjen ber jeg minne om at dette er en prototype, så pianolakken er bare "delvis" påført


Uansett, er ikke dette her kult da!!??

Jeg var veldig spent, spesielt med tanke på MC signalnivå - var forberedt på masse jordingsstøy, dur og tull. Men nei -- første beregning var ganske så innafor! Det hele fungerte prima super!!

Overhodet ingen degradering av signalet, ingen ekstra dur -- helt prikkfritt. Det er en liten "thump" når jeg bytter kilde på MC, som jeg skal jobbe litt med, men på MM svitsjes det lydløst.

Mulig det ikke er så mange som synes dette er interessant, men jeg sitter her og koser meg med å skrive, så krysser fingrene for at det ikke er dødskjedelig. La meg komme med litt specs/hifi-salgspitch her:

• Contrik/Neutrik gullbelagte RCA-plugger
• Høykvalitets, forseglede lavspennings-releer med gullbelagte sølvkontakter
• "Silver solder" (aka loddetinn med sølv for ekstra god kontaktevne)
• Diskret transistorlogikk som er helt frakoblet strøm når det ikke svitsjes
• Solcelledrevet med heftig kondensatorbank - ingen batterier eller støy fra strømforsyning, fungerer fint på slunkent innelys
• Elektromekaniske indikatorer som tydelig viser valgte inn- og utganger

Faktisk er hele konstruksjonen såpass strømgjerrig, og strømbanken såpass kraftig (750.000µF), at om du mot formodning skulle gå tom, så kan du stille boksen fem minutter i solen - og ha strøm nok for et års forbruk (jeg tuller ikke!). Det er med andre ord ingenting i veien med å ha den i et skap! Har du den ute på benken, så vil den få nok strøm til å holde seg gående, selv i en dunkel kjeller.

Fordelen med å bruke kondensatorer kontra batterier er at du kan lade veldig raskt, skulle det komme noe sol. Du slipper også syrelekkasje som du ville hatt med vanlige batterier, etter hvert som årene gikk. For ikke å snakke om at slapt innelys (spesielt fra LED) ikke akkurat har mye punch i seg, så om du prøvde lade et vanlig batteri kunne du risikert å miste like mye i overføringen som du ga.

Også er det litt det følelsesmessige - jeg liker det at jeg aldri trenger tenke på å bytte batterier eller noe slikt. Den er like vedlikeholdsfri som en "dum" svitsj.

Nå skal jeg kose meg litt med denne. Leker dog med tanken på å designe et ordentlig chassis og profesjonelle kretskort. Hvis du synes dette var et kult prosjekt og kunne tenke deg en -- si fra, så får jeg litt mer motivasjon

God kveld!