Verstärkermodul mit DSP, 600W, 1-4Kanäle, low-budget, high-quality

[Spatz]

- Wenn beide Verstärkerchips bestückt werden, können diese so synchronisiert werden, daß das Netzteil nicht überlastet wird.

Könntest du das nochmal genauer erläutern? Ich verstehe das noch nicht so ganz...

Gibt es denn schon Neuigkeiten beim DSP?

[SNT]

Hallo Raphael,

ich habe leider erst heute früh beim Frühstück dieses geile Projekt mitbekommen. Oder habe ich es etwa übersehen? Meine Hochachtung! Da hast Du Dir was vorgenommen! Das ist echte Forumspower!

Soweit ich es mitbekommen habe, bekommt das ganze auch noch eine eigene GUI - und man muß sich nicht mehr mit dem Sigma Studio auskennen lernen.. Wenn Du das so hinkriegst, dass es ähnnlich intuitiv wie der Mini-DSP funktioniert - und auch so - Das wäre der Hammer!

Ich bin definitiv mit dabei! Das Netzteil würde ich so auslegen, dass auch ein SMPS Tischnetzteil angeschlossen werden kann. Nicht jeder hat Lust auf 230V. Da hab ich außerdem günstige Connections....

Gruß von Sven

[rkv]

@Spatz: Bei Class-D kann es vorkommen, daß alle Verstärker genau zur gleichen Zeit schalten. Dies kann zur kurzzeitigen Überlast im Netzteil führen. Um dies zu vermeiden, werden die Verstärker synchronisiert und die Schaltflanken werden phasenverschoben.

@SNT: Der Gedanke ist in der Tat, ein offenes System zu haben: Wer mit SigmaStudio arbeiten will, kann das tun, wem das zu komplex ist, der benutzt die vereinfachte GUI. Bzgl. Netzteil: U.a. deswegen möchte ich keine Vorgaben auf der Platine machen. Lediglich die Versorgungsniederspannungen müssen angeschlossen werden, wo die herkommen, kann jeder selbst entscheiden.

Status:
Platinen für den Proto werden heute bestellt. Am Programmieranschluss für den DSP habe ich noch etwas umverdrahtet.

[Keizo]

@ Raphael

Ich ziehe den Hut vor deinem Elan und Wissen, ein solch vielseitiges Produkt zu entwickeln. Falls es einmal zu einer Sammelbestellung kommen sollte, würde ich sehr gern eines abnehmen, um meinen defekten Pioneer SX-440 wiederzubeleben.
Ich habe allerdings ein Verständnisproblem. Der TPA3255 scheint ein Stereoverstärker zu sein. Braucht es dann noch einen weiteren Verstärker, um die vier Kanäle des DSP voll nutzen zu können? Ich würde gern zwei Zweiweger mit deiner Platine aktivieren.

[rkv]

Es ist so:
Auf meiner Platine können alle Chips aus der TPA32xx-Familie verwendet werden. Entweder in der PBTL-Konfiguration, dann ist jedes IC ein Mono-Verstärker, oder in der BTL-Konfiguration, dann ist jedes IC ein Stereo-Verstärker. Auf der Platinen können maximal zwei ICs eingesetzt werden.
D.h um ein Stereopaar Zweiweger zu aktivieren, hast Du zwei Optionen:
- Zwei Platinen (pro Box eine) und diese als PBTL konfigurieren mit je zwei ICs pro Platine, zwei Ausgangskanäle pro Platine.
- Zwei Platinen (pro Box eine) und diese als BTL konfigurieren mit je einem IC pro Platine, zwei Ausgangskanäle pro Platine.
- Eine Platine (für beide Boxen) und diese als BTL konfigurieren mit zwei ICs auf der Platine, vier Ausgangskanäle pro Platine.

Letztere Konfiguration ist die einzige, die alle vier Kanäle des DSP unterstützt ohne zusätzliche Verstärkermodule per Kabel anschließen zu müssen.

Für alle ICs gilt, dass PBTL höhere Leistungen bringt, während bei BTL ein verzerrungsreduzierendes PFFB eingesetzt werden kann. Es gilt also die Abwägung zu treffen THD vs. Ausgangsleistung und ob man eine zentrale Verstärkerkiste oder die Verstärker direkt in den Boxen haben möchte.

[Keizo]

Besten Dank für die umfangreiche Erläuterung. Dann wünsche ich gutes Gelingen beim Aufbau des Prototypen.

[KlaRa]

Ja, wird per Hand gelötet ohne speziellen Maschinenpark.
Verwende dafür eine WHS 40D von Weller. Ich habe beim Entwurf darauf geachtet, dass alle Bauteile sich damit löten lassen.
Zusätzlich besitze ich seit letztem Jahr eine günstige Heissluftstation von Aoyue. Damit geht es noch etwas schneller. Aber wie gesagt, es geht auch problemlos mit der Weller.

Wie lötest Du die ICs? Es fängt mit dem genauen Platzieren an. Ohne große beleuchtete Arbeitslupe läuft bei mir das gar nichts. Als nächstes müßte das IC fixiert werden. Ich suche mir dafür zwei passende entgegenliegende Pins aus.

Nun, wie verfährtst Du weiter? Wird Pin für Pin gelötet? Bei mir kommt es dabei leicht zu Lötbrücken. Die bekommt man mit Flußmittel Gel wieder weg, aber manchmal nicht sofort. Ich teste zum Schluß immer mit einen Multimeter auf Nebenschlüsse.

Problematisch wird es bei Pins die an breiten Leiterbahnen liegen. Gerade bei den Power ICs ist dann die Wärmeableitung beachtlich. Dann setze ich auch die etwas breitere Spitze ein. Trotz geregelte 50 W und 450 °C und Flußmittel Gel wird es dann nicht einfach.

Mit Nebenschlüssen muß man rechnen. Die Lötstellen sehen erst nach Behandlung mit Endlötlitze und Flußmittel Gel sauber aus.

Hast Du ein paar Tipps?
mfg Klaus

[rkv]

Im wesentlichen mache ich das so, wie in diesem Video (wenn nicht das Heissluftgerät zum Einsatz kommt):
https://www.youtube.com/watch?v=6YU3v_w7x7o

Man kann wie im Video Lötpaste nehme. Es geht auch mit normalem Lötzinn. Dann mach ich es so, das ich den Zinndraht erstmal über die Pins lege und dann von links nach rechts schmelze. Dadurch entsteht eine grosse Wulst über den Pins. Wenn dies auf allen Seiten erledigt ist, halte ich die Platine hochkant, die zu bearbeitende Pinreihe mir zugewandt und setze am obersten Pin auf einer Seite die Spitze wieder an und ziehe dann mit dem Lötkolben das Zinn nach unten. Dadurch sammelt sich das überflüssige Zinn am unteren Pin dank Schwerkraft. Dort kann man es bequem mit Entlötpumpe und Entlötlitze aufnehmen. Ggfs. muss man vor dem Freiziehen noch Flussmittel auftragen.
Diese Methode habe ich mal in einem Industriepraktikum während des Studiums gelernt. Vorher habe ich auch immer versucht, jeden Pin einzeln zu löten.

Zum Fixieren nehme ich entweder zwei Pins an gegenüberliegenden Ecken oder Kapton Klebeband.

Bei Nebenschlüssen hilft es manchmal Flussmittel in Gel aufzutragen oder noch mal einen kleinen Tropfen Lötzinn draufzugeben und dann mit Entlötlitze alles aufzunehmen.

Bisher habe ich so alles an ICs verlötet bekomme ohne Ausschuss produziert zu haben. Jedefalls nicht aufgrund des Lötens...

Für ICs wie den TPA3244 mit dem Thermal Pad an der Unterseite gibt es den Trick, eine Bohrung im Pad vorzusehen. Dadurch kommt man von unten das Pad mit dem Lötkolben dran und kann es mit der Platine verlöten.

Wenn gewünscht, mache ich aus dem Aufbau des Prototyps eine kleine Bilderstory, wo man die Löttechniken sehen kann.

[Keizo]

Habe gerade mal ein wenig auf Youtube gestöbert und dabei dieses Tutorialvideo für das Löten von SMD/SMT-Bauteilen gefunden und fand es kurz und prägnant.

https://www.youtube.com/watch?v=5uiroWBkdFY

[rkv]

Yep, so wie im Video geht es auch.

[SNT]

Hallo Raphael,

lass Dir doch mal ein Bestückungsangebot zuschicken. Eine fertig bestückte Leiterplatte wäre natürlich für uns alle ideal!

Gruß von Sven

[rkv]

Für eine Kleinserie bestimmt nicht verkehrt.

Den Proto werde ich aber wohl von Hand bestücken, da bin ich recht flott.

[jnofear]

Also ich freu mich immer wenns was zu löten gibt.
Ich weiß zwar nicht ob ich das mit den ganzen smd-Bauteilen hinkrieg aber es ist ja eigentlich schon ein DIY Forum
Bin schon gespannt!

[Nolie]

Das ist ein wirklich tolles Projekt! Mit verdammt viel Gehirnschmalz
was schätzt du was das Teil am Ende kosten wird?

Warum machst du aus dem Projekt kein Kickstarter? Potenzial hätte es doch definitiv

[SNT]

Hallo Raphael,

ich würde auch ne unbestückte Platine nehmen, auch wenn‘s mir bestückt lieber wäre.

Kickstarter würde dem ganzen bestimmt noch den richtigen Schub verpassen, allerdings musst Du neben dem üblichen Promotionkrimskrams (Projektvideo und ,Kundenpflege’ ) zusätzliche Arbeiten erledigen, wenn Du fertig funktionierende Leiterplatten in den Umlauf bringst, denn dies zählt als elektrisches Gerät, braucht also CE (EMV), Sicherheitsprüfung und am Ende auch WEEE Registrierung. Das gilt auch, wenn der Anwender das Gerät mit seinem eigenen Netzteil in Betrieb nimmt. Der EMV Test machst Du am besten mit Deiner Netzteilvorgabe. Die Vorschrifzen sind zwar aufwendig, aber vorgeschrieben, auch wenn Du kein Geld damit verdienst, sondern die Geräte nur im Umlauf gibst. Die Herausforderung wird wohl die EMV im Rahmen der CE Prüfung (da Class—D zum Einsatz kommt), Gerätesicherheit ist ebenfalls ein bisserl Arbeit ( Überlast- und Temperaturschutz) aber ich denke schon, dass man das hinbekommen kann. Die Anaviewmodule (ohne DSP) haben sogar ein Schaltnetzteil als Stromversorgung auf der Leiterplatte und halten meines Wissens auch die EMV- und Sicherheitsvorschriften/ Isolationsvorschriften ein - auch ohne Metallgehäuse also beim Einbau in eine Holz- oder Kunststoffbox.

Ich denke, dass das Projekt das Potential hat, sehr viele Leute zu erreichen und ein richtig gutes Gerät zu werden, allerdings solltest Du dir noch ein Alleinstellungsmerkmal überlegen. DSP plus Amps gibts halt eigentlich schon, sogar mit fertigem Schaltnetzteil. Eine frei konfigurierbare GUI (Look & Feel) wäre vielleicht ein möglicher Ansatz. Vielleicht stellst Du den C-Code für die GUI zur Verfügung und jeder kann selbst ein bisserl mit Farben spielen. Vielleicht reicht das aber auch nicht. Ich würde ohne die Verstärker, also nur mit einer fertig bestückten DSP-Platine in eine Kickstarteraktion gehen und mir dazu was besonderes dazu überlegen, was sich vom Mini-DSP unterscheidet.


Die ganzen Prüfungen und Verbesserungen kosten halt was und das solltest Du bei Kickstarter kalkulieren aber das brauch ich dir als Profi ja eigentlich nicht erzählen. Meine Unterstützung hast Du und ich wünsche dir viel Kraft und Erfolg falls Du das angehst.

Wovon ich Dir definitiv abrate, ist für alle Abmehmer die Leiterplatten selber zu bestücken. Du wirst es in jedem Falle verfluchen....

Gruß von Sven

[rkv]

Nun mal langsam mit den jungen Pferden. ;-)
Erstmal muss überhaupt der Proto laufen lernen.
Ob ich dieses ganze CE/EMV-Gedöns machen will, weiss ich noch nicht, es reicht mir eigentlich schon, wenn ich sehe, wie sich meine beiden Kollegen in der Firma damit rumschlagen. Nochmal ne Nummer härter wird es, wenn man eine Zulassung für USA haben will.
Vielleicht kann ich ja meinen Kollegen überreden, das Ding hinterher mal für mich durchzumessen, so spaßeshalber nach Feierabend.
Wir werden sehen, ein Schritt nach dem anderen.
Weitere Ideen für Alleinstellungsmerkmale hätte ich schon...

[Spatz]

Wenn gewünscht, mache ich aus dem Aufbau des Prototyps eine kleine Bilderstory, wo man die Löttechniken sehen kann.

Au ja!

Eine fertig bestückte Leiterplatte wäre natürlich für uns alle ideal!

Zumindest die Option wäre nett. Manche Leute wollen ja auch selber löten...

Weitere Ideen für Alleinstellungsmerkmale hätte ich schon...

Der Link über die Ethernet-Buchse ist doch z. B. schon ein tolles Alleinstellungsmerkmal!

[KlaRa]

Im wesentlichen mache ich das so, wie in diesem Video (wenn nicht das Heissluftgerät zum Einsatz kommt):
https://www.youtube.com/watch?v=6YU3v_w7x7o

......
Wenn gewünscht, mache ich aus dem Aufbau des Prototyps eine kleine Bilderstory, wo man die Löttechniken sehen kann.

Vielen Dank für Deine Unterstützung. So wie ich das verstehe hat Dein Lötkolben sogar nur 40 W. Wenn ich das Video sehe dann braten die wohl eher mit an die 100 W.

Im Video arbeiten die auch wie ich mit dem Edsyn FL22, bei mir ist es FL22R. Den Unterschied konnte ich nicht ermitteln. Bei mir ist das Gel aber Braun, im Video war es eher transparent. Allerdings tragen die dort mehr Flußmittel Gel auf als ich bisher.

Eine kleine Bilderstory über die Löttechniken wäre sicher auch für andere interessant.
mfg klaus

[KlaRa]

Habe gerade mal ein wenig auf Youtube gestöbert und dabei dieses Tutorialvideo für das Löten von SMD/SMT-Bauteilen gefunden und fand es kurz und prägnant.

https://www.youtube.com/watch?v=5uiroWBkdFY

Ist auch interessant, sieht mir aber etwas zu "clean" aus. Ich werde aber die Idee mit der schrägen Lötspitze aufgreifen. Die Bestellung ist schon draußen. Allerdings konnte ich nur eine Spitze mit 2 mm Durchmesser bekommen. Im Video sah die Spitze dicker aus. Ich denke da an die geringere Wärmeleitfähigkeit.
mfg Klaus

[Apollo]

Ich glaube die im Video verwenden eine hohlkehlige Lötspitze. Die kann quasi ein "Depot" an Lot aufnehmen.