Интернет-радио на основе Up2stream Mini V3

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Обзор | Своими руками (DIY)

Сегодняшний пост посвящен постройке компактного интернет-радио и стримера на плате от Arylic Mini V3 и усилителе XH-A232 класса D. Так же поговорим, о решении проблемы земляной петли.

Введение

Различную самодельную портативную акустику я делал уже много раз. А вот интернет радио, как-то не приходилось. Но принципы используются те же. Радио не обязательно то и делать портативным, оно играет дома фоновую музыку. Да и модули от Arylic работают с домашним wifi.

Будет использовано обычное блочное конструирование из готовых блоков, такой простой DIY, который не займет много времени.

Усилитель

Для этого проекта был выбран высокоэффективный усилитель XH-A232 построенный на чипе TPA3110 с технологией Filter-Free от Texas Instruments. И выбран в первую очередь из-за соотношения размер/мощность.

Заявлены следующие технические характеристики:

  • Микросхема усилителя: TPA3110
  • Марка: XH-A232
  • Напряжение питания: 8-26 В
  • Ток: до 3А
  • Максимальная мощность: 30 Вт
  • Сопротивление нагрузки: 4-8 Ом
  • Каналы: 2
  • С/Ш: <100 дБ
  • Размер платы: 53х45х14 мм
  • Масса: 21 г.

Посмотри на плату поближе:

На плате размещен небольшой радиатор. Только подключение входного сигнала реализовано на разъеме 3 pin jst, остальные подключения под пайку. Регулировки уровня громкости на плате нет, есть синий светодиод.

Примерно оценим максимальную мощность отдаваемую этим усилителем на нагрузку по моей простой методике. Для этого нам понадобится:

  • Осциллограф (простой FNIRSI-2031H)
  • Нагрузка (у меня спираль 4,5 Ом 300 Вт)
  • Генератор (звуковая карта ПК)

На линейный вход усилителя подаем синусоидальный сигнал 1 кГц с Vpp 1 В, с нагрузки 4,5 Ом снимаем показания напряжения на грани клиппинга и путем нехитрых вычислений по одной формуле получаем значения максимальной мощности.  Измерять будем на различных напряжениях в пределах допускаемого диапазона питания. 

Результаты в таблице. 

Напряжение, ВПотребляемая мощность от блока питания, ВтОтдаваемая мощность на нагрузку, ВтКПД, %
53,83,592%
1214,212,991%
2423,5221,290%

До 30-ти заявленных ватт XH-A232 нельзя дотянуть, идет жесткий клиппинг и искажение формы сигнала.

Как по мне, если хочется именно качественно звука и позволяет место, пусть и меньшей мощности, стоит обратить внимание на платы на чипе YDA138-E.

Корпус

Про комбинированный (алюминий + пластик) корпус от Bahar Enclosure размерами 200х100х40 мм я уже рассказывал тут

Что бы расширить немного вниз воспроизводимую частоту акустики, используется пассивный излучатель (ПИ) от GHXAMP размерами 107х47 мм, масса 52 г. Прямоугольный, без установочного фланца. Для массы (а тем самым снижения резонансной частоты) внутри ПИ металлическая пластина. Они почему-то продаются парами, как динамики. Практичней использовать ПИ с фланцем, проще ставить.

Установка пассивного излучателя на заднюю пластиковую стенку корпуса. Как вырезать точное овальное отверстие под ПИ без ЧПУ, я не знаю. Поэтому — ЧПУ фрезер.

Для установки ПИ используется клей космофен цианакрилатный — держит «намертво». 

Сборка

Места в корпусе после установки пары 2" динамиков очень не много. Внутренняя компоновка плотная, аккумулятор из пары 18650 мог бы и не поместится. Поэтому принято волевое решение поставит просто гнездо под питание, под штекер 5,5х2,1 мм. Блоков питания 12 В с таким штекером полно, настольная лампа питается таким 12 В 2 А, этого питания хватит и для этого проекта.

Для питания Up2stream Mini V3 используется обычный dc-dc преобразователь «понижайка» на lm317 с 12 на 5 В. Такое питание от общего источника не имеет гальванической развязки.

Собирается всю начинку. Первый же запуск показал наличие слышимого фона, от земляной петли, помехи в полезный усиливаемый сигнал от разных потенциалов на общем проводе. Это еще и контур, воспринимающий и излучающий помехи. При питании Mini V3 от отдельного источника 5 В — фона нет.

Тут нам и поможет вот эта вещь — B1212.  Это DC-DC преобразователь из 12 В в 12 В, с гальванической развязкой и мощностью 2 Вт. Есть версии на разное напряжение: 3, 5, 9, 12 В и варианты мощностью 1 и 2 Вт. Я всегда держу запас из нескольких таких преобразователей для DIY аудио проектов. Схема подключения, запутаться сложно всего 4 ножки: две вход и две выход.

Подключаем питание Mini V3 через B1212 — и фон начисто пропадет! Это еще раз доказывает эффективность применения преобразователей с гальванической развязкой для питания источника (в том числе mp3-модулей) сигнала в DIY проектах.

Внутри осталось место даже на небольшой кусочек синтепона для снижения внутренних резонансов корпуса. Внутрь доступ больше не нужен, Up2stream Mini V3 включается при подаче питания, а на мою сеть он уже настроен.

Готовое устройство в сборе. Управление максимально упрощено, все делается со смартфона. И даже ручку делать не стал.

Кнопку решил подсветить, что было понятно есть ли 12 В на входе:

Подробнее, об изготовлении портативной акустики, можно почитать в моей статье.

В работе

Звук у устройства ожидаемо вышел на среднем уровне, сказывается небольшой объем корпуса и недорогие динамики. Если сделать на динамиках Dayton 3" для квартиры будет просто «пушка». Но для фонового радио хватит и такой планки качества. 

Кстати, очень просто сделать это устройство портативным. Нужен всего то лишь аккумулятор 12 В, и можно ставить в любое место:

Про управление со смартфона с приложения 4STREAM, подробно рассказано в моем обзоре любого устройства Arylic, например Up2Stream Pro V3. С него же и регулируется громкость.

Заключение

Теперь слушаю интернет радио на отдельном устройстве, хотя, только им набор функции не ограничен, есть еще AirPlay, DLNA, UPnP, Spotify, Qplay и Bluetooth. Стоит ли делать что-то подобное? Думаю да, но с динамиками покрупнее. 

Надеюсь, метод устранения земляной петли с помощь. B1212, будет кому-то полезен.

Усилитель XH-A232 я покупал ТУТ

Еще статьи по теме звукового DIY с Aliexpress:

Спасибо за внимание! Удачных конструкций!

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Для связи bdos@rambler.ru

45 комментариев

lexus08
Хорошая идея для стартапа — можно на этом построить свой бизнес. Недорого, аккуратно и функционально. Спасибо за публикацию.
C
До 30-ти заявленных ватт XH-A232 нельзя дотянуть, идет жесткий клиппинг и искажение формы сигнала.

а если на 2 ома нагрузить?
bdos
Отгорит радиатор еще, я только 1 шт. покупал, не буду рисковать.
C
я такую платку купил, сразу радиатор оторвал, и приклеил не капелькой клея, а как положено. так-то да, китайцы экономят на клее
C
дядь, а не пошел бы ты отседова со своими тупизмами? тут суръезные люди обсуждают новые вещи…
C
модеры, уберите плиз и этот камент, и тот, что выше. чтоб не было непонятно, что к чему
C
dc-dc преобразователь «понижайка» на lm317

скорее LM2596?
bdos
Ну видимо, у меня россыпь их, которая первая попалась в руку.
C
на фото явно импульсный dc-dc, а LM317 линейная и трехногая.
C
я вот купил up2stream pro v3, с USB и проводным сетевым разъемом. Помимо приложения научился управлять ею с ардуины через UART.
https://www.youtube.com/watch?v=WLttKfS9YHA
С
А чем это лучше готовых стриминговых колонок, типа Harman Kardon Citation One MKII? У Хармана и звук явно лучше будет.
bdos
Я где то писал, что это лучше? Вовсе нет. Это, или подобное можно сделать из таких-то комплектующих.
С
Но зачем? Харман 10 т. р. стоит, и покупка на несколько лет. Почти любой может себе позволить.
bdos
Потому что были детали и было интересно сделать. А так, конечно, купил бы Хармана.
C
харман ваш — давным-давно самсунг наипошлейший. от того хармана там только буковки и остались
С
Да без разницы, главное, что оно гораздо лучше звучит, чем данная поделка.
F
но гораздо хуже, чем мой JVC UX-G45 с инет радио на базе Orange Pi. дальше спорить будем? фломастеры — они у всех разные
С
Не уверен, что гораздо хуже. И это устройства совершенно разных классов и целей.
F
классов — да. как можно сравнивать почти hi-fi с усилителями на STK (класс АВ) и выносными 2х полосными АС с моно приблудой? с усилителем Д класса, с непойми какими динамиками… а цель — одна — музыку слушать. другой вопрос -КАК именно… но это уже скорее к культуре прослушивания.
Последний раз редактировалось
С
Первично всё же качество динамиков, а оно у центра тоже невысокое. Цель — я имею в виду, что далеко не везде удобно ставить немаленькую штуковину с выносными колонками.
C
лучше это только тем, что можно, кроме вот такого варианта, как у ТС, встроить в старый и любимый муз.центр, который выбросить жалко, т.к. привык (красивый, хорошо звучит, дорог как память etc), и получить вполне современный источник музыки. эта плата самим производителем позиционируется как DIY компонент для самодельщиков. У этого же производителя есть и готовые, в корпусе решения, притом заточенные на разные сценарии применения.
С
Всё правильно — готовых стримеров вагон, не требуется курочить музцентр, который всё равно не мобильный, и от встраивания ничего не изменится.
bdos
Он станет современнее
С
Со стримером-коробочкой тоже, только усилий надо будет гораздо меньше потратить.
F
иногда «тратить усилия» = «получать удовольствие». не все радуются, только покупая готовое…
C
мобильность тут не фича, а баг. разве может сравниться звучание динамиков размером с мышиную жопку с более-менее нормальными полочниками? Не всем же надо таскать бубнилку в рюкзаке, распугивая прохожих репом. И если лично у кого-то ручки из жопки, и он только готовое может купить, это далеко не означает, что все вокруг такие же никчёмы, ага.
С
Каких ещё динамиков? Я про стример-коробочку, которая подключается к музыкальному центру по AUX.
F
тоесть вы предлагаете отдельную коробку, опутанную проводами? ненене…
С
Нет, всё правильно. Музыкальный центр по дизайну — имитация компонентной системы. Лишний компонент тут ничего не меняет в концепции.
ssw_spb
Стружка хорошая… какие режимы резания, фреза и что за пластик?
bdos
А это важно в посте про DIY стример? ))
ssw_spb
Конечно, это как раз самая интересная часть DIY :)
bdos
Я думал про разрыв земляной петли...
Фреза 3 мм, пластик ABS, режимы резания из солидворкса стандартные какие-то, окно вырезалось за <1 мин.
C
разрыв петли? Ок, говорим про разрыв)) Кроме вашего решения еще можно применить развязывающие трансформаторы по линии звука. Можно поставить промежуточный диф.каскад на ОУ, который будет компенсировать наводки на земляном проводе к плате Arylic. (кстати, именно так я много лет назад поборолся с наводками при подключению к автомобильной музыкальной системе айпода. Так же борюсь с наводками в устройствах на базе Orange и Raspberry, а их собрано уже немало. )
bdos
В классическом аудиостроении обычно делают земляную мекку или не объединяют силовую
и сигнальную землю. Если земля входного разъема соединена с землей блока питания. Поэтому через проводник, соединяющий земли блока питания и усилителя протекает сразу два тока: ток входного сигнала и ток усилителя. Поскольку сопротивление этого провода не нулевое, то падение напряжения, создаваемое током усилителя, будет складываться со входным сигналом. В правильном варианте каждый ток протекает по своему проводу: отдельно ток входа, отдельно ток усилителя.
C
это все понятно, но, как показала практика, цифровые источники звука (вот такие платы, мп3 модули, те же малины с апельсинами) нехило так наводят на земляной провод всякие посторонние звуки. и с ними развести правильно землю нереально, т.к. ЦАПы встроены в чипсет. остается равать землю тем или иным способом (по питанию, по звуку), или использовать дифкаскад. в каждом конкретном случае то ил иино е решение имеет как плюсы, так и минусы…
M
Разрыв земли можно вконопатить и в сигнальную часть через микруху BA3121, она для этого и предназначена.
nemoi13
Не хватает подсчёта бюджета в выводах. Бюджета на комплектующие, так как понимаю что аренду фрезера и собственное время не посчитать. Но примерную стоимость устройства хочется увидеть. Будет полезно для сравнения с готовыми аналогами как вариант.
F
тут разговор идет не про экономику, и постановку в серию подобного устройства. все равно перед китаем это окажется не выгодно. Некоторые люди (в наше время ооочень редкие, и то — олдскулы в основном) любят сделать чтото своими руками. Что-то не имеющее аналогов, что-то, представляющее интерес только для них. Кто-то вяжет крючком, кто-то лобзиком выпиливает, а вот у ТС есть фрезер, и честь ему и хвала за это))) Вопчем, тут стоимость ну совершенно никакой роли не играет. Процесс создания — вот что тут главное… А потом оно еще и работает, радует владельца. Этож бесценно, а вы про деньги…
nemoi13
Ну как сказать. Мне например интересна стоимость для того чтобы понять, хочу ли я это повторить.
F
тут надо понять, зачем вам повторять? получить задешево работающий прибор? сразу нет, т.к. оно будет явно дороже готовых изделий. Получить какие-то свойства и фичи, нужные только вам? Тогда канеш придется погуглить цены на комплектуху. В вашем регионе, замечу. Или на али, но ждать, ждать, ждать… А пока приедет, уже и хотелка утихнет. Нет готового ответа на ваш вопрос, увы. Каждый сам для себя решает.
A-Gugu
Вот я ради интереса собрал «безголовый» клиент для Spotify на Raspberry pi zero w. Получилось заметно дешевле, чем любое готовое устройство. И оно имеет один плюс — собрав и попользовав, я понял что оно мне вообще не нужно, по этой причине, разобрал на запчасти, а готовое изделие то если продавать, то за заметно низкую цену.
A-Gugu
Чтоб ПИ реально работал, его площадь должна быть в 2 раза больше площади самого динамика, так что надо было ставить оба, а лучше — 4, и набивать корпус синтепоном, и обклеивать войлоком изнутри :)
bdos
По результатам эксплуатации заменил усилитель TPA3110 на менее мощный PAM8610, что бы не насиловать динамики 5 Вт
https://ixbt.photo/?id=photo:1459600

Добавить комментарий