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Monitor audio per laboratorio elettronico

Indice Argomento Corrente

1) Monitor audio: impiego in un laboratorio

2) Amplificatore audio: parte elettronica

3) Alimentatore ed eliminazione del ripple

4) Altoparlanti

5) Come realizzare il monitor audio: partiamo dal mobile

Monitor audio: impiego in un laboratorio

Nel nostro caso serve come monitor per ascoltare il segnale in uscita da un preamplificatore o comunque ascoltare un segnale audio di ampiezza modesta che normalmente sarebbe visibile solo sull'oscilloscopio.

Amplificatore audio: parte elettronica

Per realizzare l'amplificatore vero e proprio mi sono avvalso di un integrato amplificatore che ha ridotto all'osso la dimensione e il numero di componenti esterni impiegati.
Nella fattispecie il TDA2003 .
Si tratta di un amplificatore da una decina di watt per uso automobilistico, più che sufficienti per il nostro tipo di impiego e dotato di una buona sensibilità in ingresso.
L'integrato necessita di una piccola aletta di raffreddamento.
L'altoparlante è stato preso da una piccola cassa acustica per PC e ha una impedenza di 2Ω (un po' bassa in verità).
All'ingresso ho messo un piccolo potenziometro per poter adattare la sensibilità alle più disparate fonti.
In uscita in parallelo all'altoparlante è presente una rete di Zobel costituita da una resistenza da 1Ω e un condensatore da 100nF che ha lo scopo di linearizzare l'impedenza in uscita ed annullare la componente induttiva dell'altoparlante.

Alimentatore ed eliminazione del ripple

Per l'alimentazione abbiamo optato per un alimentatore esterno, per comodità.
L'alimentatore è stato riciclato da un'altra apparecchiatura, all'uscita fornisce 12V raddrizzati che una volta stabilizzati (all'interno dell'alimentatore non ci sono condensatori di stabilizzazione) con un condensatore arrivano a 16V.
In futuro lo cambieremo con uno migliore.
Questo introduce un po' di ronzio.
Un'alternativa è mettere all'interno della cassa anche il trasformatore e il ponte di diodi, ma in questo caso si rivela una inutile complicazione.
Lo avremmo certo fatto se la tensione di alimentazione fosse stata fuori standard e non fosse stato facilmente reperibile un alimentatore esterno.

Altoparlanti

Per quello che riguarda l'altoparlante (o gli altoparlanti) senza dover necessariamente acquistarne di nuovi ho riutilizzato quello di una cassa (di pessima qualità) per personal computer.
Lo scopo di questo strumento non è l'alta fedeltà quindi ci possiamo accontentare.
Certo, per un risultato migliore sarebbe stato meglio utilizzare un altoparlante più grande e magari fatto appositamente per essere utilizzato su una cassa chiusa, ma questo vuole essere un progetto a basso costo e abbiamo utilizzato quanto avevamo di riciclato a magazzino.

Come realizzare il monitor audio: partiamo dal mobile

Iniziamo a realizzare il mobile in legno dove verranno collocati l'amplificatore audio vero e proprio e l'altoparlante (o gli altoparlanti) nonché l'interruttore di accensione l'attenuatore di ingresso (un potenziometro) e il connettore di ingresso (BNC).
Io preferisco sempre creare il mobile di persona, in questo modo lo posso fare come più mi piace, anche con forme inusuali e con le caratteristiche meccaniche che mi interessano.
Questa è una scelta personale, altri preferiscono mobili già fatti in metallo o plastica.
In questo caso ho riutilizzato quanto ho trovato in laboratorio, potendo scegliere avrei utilizzato dell'MDF (Medium density fibreboard) che ha un peso e una capacità di smorzare le vibrazioni più grande.
In linea di massima il mobile che ospita l'amplificatore è in realtà equiparabile a quello di una cassa amplificata, ospita anche gli altoparlanti e deve essere esente da risonanze o vibrazioni, quindi deve avere una certa solidità e rigidità.
In subordine deve possibilmente essere anche bello da vedere.

Incollaggio delle pareti della cassa di legno.
Per realizzare il mobile è stato utilizzato del compensato, per gli angolari del pino, che bloccano tutte e sei le pareti.
Il tutto è stato incollato con colla vinilica usando dei morsetti nella fase di asciugaggio della colla.
Il tutto è stato tagliato con una sega troncatrice radiale.

Altre foto dell'incollaggio delle pareti.
A destra il cubo finito con l'amplificatore appoggiato sopra.
Come alternativa, avendo a disposizione dei quadrotti li avrei utilizzati per fissare le pareti al posto degli angolari (hanno una maggiore tenuta).

Alcune foto dell'amplificatore finito con la relativa aletta di raffreddamento, pronto per essere montato.
A sinistra l'altoparlante utilizzato, si tratta di un altoparlante preso da una cassa per personal computer, come spesso accade per questo genere di altoparlanti è schermato (schermo magnetico).
La sospensione è in foam.

Altre foto dell'altoparlante e della sua collocazione nella cassa di legno.
Verrà montato senza grata anteriore per avere la possibilità di vederlo.
Serve quando cerchiamo di riprodurre frequenze subsoniche (si vede l'escursione della membrana).

Altre foto della cassa di legno.
In questa fase tutti gli spigoli interni del cubo vengono ripassati con della colla vinilica (molto abbondante) per rendere più solide le giunzioni, fungere da guarnizioni per evitare che possano vibrare.
Il parallelepipedo di legno sul fondo serve per sorreggere l'elettronica.

In questa fase la cassa di legno viene levigata, poi verniciata esternamente e poi messa ad asciugare.
Applicare più mani di vernice in modo da rendere le pareti più rigide e resistenti allo sporco e all'usura.

Dopo l'asciugatura vengono praticati i fori per mettere la presa bnc femmina per l'ingresso, il potenziometro che funge da attenuatore di ingresso e l'interruttore di accensione.
E' opportuno mettere del bloccafiletti sul dado che fissa l'altoparlante e l'interruttore di accensione.

Altre foto dei cablaggi interni del monitor audio da laboratorio.
Sul fondo si può notare il supporto che regge e mantiene in posizione il connettore di alimentazione.
Nella foto in centro si vede il collegamento di massa della carcassa del potenziometro (il filo giallo a spirale collegato sulla carcassa del potenziometro), serve per evitare il ronzio quando si avvicina la mano al potenziometro.
Fra il circuito stampato dell'amplificatore (fissato con due viti autofilettanti) e il supporto in legno è stato messo dello stucco per infissi di alluminio.
Funge da antivibrazioni ed è isolante e inalterabile nel tempo.

Altre foto dell'elettronica dell'amplificatore fissata sul fondo della scatola di legno.

Monitor audio da laboratorio ultimato.
Le scritte sono state fatte con un pennarello nero.

Altre foto del monitor audio da laboratorio ultimato.
La parte posteriore è stata incollata per evitare vibrazioni.
All'interno è stato aggiunto un condensatore elettrolitico in parallelo all'alimentazione da 10000uF 40V (molto grosso).
Fra il supporto in legno e l'altoparlante è stato messo dello stucco per infissi di alluminio per sigillare il tutto ed evitare vibrazioni.
La prova è stata eseguita con un generatore di funzioni.
Unico limite, alle frequenze più basse l'altoparlante di piccole dimensioni giunge a fine corsa.
Vibrazioni completamente assenti.