Stavba efektů : Boss Heavy Metal HM-2 13.9.2005 - Kategorie: Kytara Chtěl bych se s vámi podělit o zkušenosti a poznatky při stavbě dalšího zkreslovače zvuku. Jedná se o kopii originál efektu, jehož konstrukci jsem našel na internetu a která mě zaujala.

Nejedná se o úplně jednoduchou konstrukci, takže bych ji doporučoval spíše zkušenějším bastlířům, kteří již mají schopnost improvizovat a nemusí se striktně řídit schématem. Nicméně se pokusím všechno popsat tak, aby i méně zkušení nemuseli příliš tápat a dospěli k úspěšnému výsledku.
Uvedené schéma jsem mírně upravil, protože originál součástky není snadné sehnat. Základní kámen úrazu jsou jak jinak - polovodiče ! Popsané zesilovače M5216 a M5616 jsem prostě nesehnal. Nicméně v GES Electronics jsem našel v katalogu M5218 (zesilovač Mitsubishi pro audio aplikace), takže jsem ho použil jako snad nejvhodnější možnou náhradu. Bohužel jsem dodatečně zjistil, že vyžadují symetrické napájení. Pro nezasvěcené upřesním, že se jedná o způsob napájení, kdy se využívá kladné napětí, zem a záporné napětí (vůči zemi) tj. tři napájecí dráty ! Je jasné, že toto nepůjde realizovat z 9V baterie. Takže k provozu popsaného schématu potřebujete mít symetrický napájecí zdroj, poskytující alespoň ±9V a schopný dodat proud asi 50mA, což je reálná spotřeba efektu. Při menším proudu nebo napětí to vydává těžko popsatelný zvuk dusícího se zesilovače, který nemá s hudbou pranic společného. U principů symetrických napájecích zdrojů se příliš zdržovat nebudu, pokud by jste měli zájem, je řada možností jak toto realizovat popsána např. v Amatérském rádiu nebo na internetu. Osobně toto napájení docela využívám, takže mě nemohl tento zádrhel zastavit a odradit od stavby. Jeho výhodou (v tomto případě) je dle mého názoru vyšší kvalita zvuku, takže výsledný efekt má ve srovnání s podomácku vytvářenýma "krabičkama" překvapivě malý šum. Zabudování napájení ještě nemám dořešeno ale viděl bych to na stíněnou dvojlinku (koax) a standardní "stereo" jacky. Prostě aby to mělo ty tři vodiče, jen se to zastrčilo a nevedlo od toho drátů jak z Dukovan.
Potřebné tranzistory jsem sehnal poměrně snadno. Počítejte ale s tím, že se jedná o součástky na objednávku ! Takže čekací doba může být klidně 4-5 týdnů. Protože jsem se ale snažil o maximální věrnost zvuku, vyhnul jsem se doporučovaným náhradám a počkal. Popravdě ani jsem nezkoušel jiné typy tranzistorů. Asi by fungovaly stejně dobře. Snad jen uvedu, že originální tranzistory mají o něco menší zesílení než dnešní moderní a patrně i trochu odlišnou charakteristiku.
Kamenem úrazu však byly ty dvě antiparalelně zapojené germaniové diody ! Zapojení jsem si vyvedl samostatně na nepájivé kontaktní pole a vyzkoušel jsem tak několik typů diod. V žádném případě nelze použít běžné diody např. 1N4148, 1N4007… Skutečně mohu konstatovat, že s jinou než germaniovou diodou mi to nehrálo. Bohužel v obchodech typu GES nebo GM dnes germaniovou diodu neseženete. Prostě tato technologie na poli moderní polovodičové techniky už vyhynula. Jedinou možností je navštívit prodejnu, kde se dají sehnat starší součástky (např. v Brně u Jakuba) nebo sehnat staré rádio či odrostlejšího bastlíře (nejvhodnější jsou dědečci či podobní starší kmetové s horou starých součástek z mládí). Já jsem použil diody GA203 z produkce TESLY. Hraje to s nimi velice slušně. Vyzkoušel jsem i jiné typy diod GA a neslyšel jsem žádný rozdíl. Jak jsem se dočetl z historických knih, jedná se o hrotovou germaniovou diodu. Její dobré zvukové parametry zřejmě spočívají v její "hrotové" konstrukci - dioda tak má malou vnitřní kapacitu, čímž se hodí pro vysokofrekvenční obvody až do 100MHz ! A pak že jsou starý věci špatný ! Mohu tedy doporučit diody typu GA případně 1NN či 2NN (tyto jsem nezkoušel ale jsou taktéž z germania a patří do produkce TESLY takže na ně snadněji narazíte).
Pokud si budete tvořit plošný spoj pomocí software, asi se doberete jednoduššího zapojení. Uvedené zapojení vzniklo za dlouhých zimních večerů na papíru, a má několik krkolomných můstků, které se mi nepovedlo odstranit - nicméně fungovalo to na první zapojení. Provedeno bylo na pertinaxové desce o rozměrech 80x83 mm, přesně podle krabičky (přesný typ si nepamatuju ale byl to některý typ z běžné skupiny tuším UKP… o vnitřním rozměru 85x100). Zvolil jsem takovou krabičku, aby se do ní vešel spoj se čtyřmi potenciometry vedle sebe a vzadu ještě dvě zdířky na jack (vstup, výstup). Při konstrukci jsem předem počítal s tím, že tato krabička se sešroubuje pomocí trnu uprostřed tj. počítal jsem s kruhovou dírou přibližně uprostřed plošného spoje. Osobně to považuji za výhodné, protože dále pak už nijak spoj nešroubuju do krabičky - prostě ho napasuju na trn a drží (pomáhají mu i potenciometry, napájené do desky a přišroubované k čelu krabičky). Veškeré vrtání včetně středové díry je nejvhodnější provést před letováním součástek. Dokonce bych doporučil udělat středovou díru ještě před tím, než se dáte do malování samotného plošného spoje. Opracujte si pertinax do velikosti, která bude dobře pasovat do krabičky a teprve potom namalujte vodivá propojení a vyleptejte plošný spoj.


Pohled zespodu (díky jednořadým integrovaným obvodům není nutno obraz pro kreslení spoje zrcadlově otáčet)

Můstky jsem se snažil barevně vyznačit. Laskavý čtenář nechť promine mým výtvarným schopnostem - líp to prostě nešlo. Ze schématu a z fotografie by mělo být jasné, jak to celé patří dohromady.
Součástky osazujte od nejmenších po největší. Potenciometry nejlépe až nakonec. Použil jsem standardní typ potenciometrů s plastovou osou. Jsou malé a laciné. Myslím si ale, že kdo má zájem o nejlepší kvalitu (pochopitelně za více peněz), určitě by měl koupit kvalitnější typ. Ze zkušenosti vím, že obyčejné potenciometry vydrží dost málo.
Zesilovače jsem vsadil do jednořadých patic (uvedené zesilovače mají jednořadé pouzdro SIP8), které jsem vpájel do desky. Obecně doporučuju používat patice u většiny integrovaných obvodů, protože tím zamezíte jejich zničení teplem při pájení. Navíc rozebíratelný spoj kdykoli umožní jejich snadnou výměnu.


Obrázek pouzdra použitého typu zesilovačů:


Kapacitu 0,15uF jsem složil ze tří kondenzátorů 0,1uF, protože jsem nesehnal oněch 0,15 a už se mi nechtělo čekat. Ale tantalové kondenzátory této kapacity existují a třeba budete mít víc štěstí a budou na skladě (zvolil jsem tantalové kondenzátory proto, že se vyrábějí právě v různých desetinách kapacit). Pro nezasvěcené uvedu, že pro skládání kapacit platí, že paralelně zapojené kondenzátory mají výslednou kapacitu vyšší (C=C1+C2+ …) díky větší ploše desek roste kapacita a sériově zapojené nižší (1/C=1/C1+1/C2+ …). Při zapojování elektrolytických kondenzátorů dávejte pozor na jejich polaritu ! Přepólování může způsobit překvapující explozi, po které si budete stírat z ruky lepkavý elektrolyt s obsahem nechutných bílých štětinek.

Pokud budete chtít zapojit diodu, která by signalizovala zapnutí přístroje, napojte ji přes odpovídající odpor přímo mezi zem (nulu) a kladné napětí. Hodnotu odporu zvolte tak, aby diodou protékal proud cca 20mA (při větším proudu brzo shoří). Při výpočtu odporu platí Ohmův zákon tj. U=R*I. Dbejte na správnou polaritu zapojované diody - delší nožka patří na kladný pól ! 


Seznam součástek a orientační rozpočet:

Polovodiče (cca 80,- Kč):
3x - M5218L (zesilovač)
1x - 2SC2240 (tranzistor)
1x - 2SA970 (tranzistor)
5x - 1N4148 (dioda)
2x - 1N60 (dioda) (v mém případě GA203)

Rezistory (ceny se pohybují kolem 40,- hal./kus):
22
120
150
3x - 330
1k
2x - 3,3k
6,8k
7x - 10k
2x - 22k
47k
68k
82k
4x - 100k
220k
2x - 470k

Potenciometry (cena cca 16,- Kč/kus):
2x - 10k (lineární)
10k (logaritmický)
250k (logaritmický)

Kondenzátory (keramické kolem 2,- Kč/kus, tantalové a ostatní elektrolyty cca 5,- Kč/kus):
2x - 10p
40p (místo 39p, který se nevyrábí. Vzhledem k přesnosti kondenzátorů ±20% je to banalita)
47p
1n
4,7n
6,8n
3x - 47n
68n
0,1u (T) T - použit tantalový elektrolytický kondenzátor (např. na 35V, stačí i méně)
0,15u (T) (místo 0,15u jsem použil 3x0,1uF - předchozí typ)
2x - 1u (T)
1,5u (T)
2x - 10u
2x - 47u

Ostatní:
krabička
2x - zdířka jack d=6,3 mm
vypínač (v tomto případě nemusí být)
LED dioda jako kontrolka provozu (nemusí být)
tenký propojovací drát
jednořadá patice

Závěr
Po připojení všech potřebných drátů se začaly z krabičky vyluzovat celkem sympaticky zkreslené zvuky. Regulace je zde vyřešena dobře. Standardně "volume", pak míra zkreslení a dva potenciometry řídí barvu zvuku pomocí výšek a hloubek. Vzniká tak v extrémních polohách velmi ostrý nebo naopak nezvykle zastřený zkreslený zvuk.
Co dodat úplně nakonec ? Snad jen ať vám to hraje o 106.
Petr

Pozn.: Po prolistování aktuálního katalogu GES Elektronic jsem v jejich nabídce našel výrazně více zesilovačů Mitsubishi než loni !!!! Takže by do uvedených patic bylo pravděpodobně možné pouze vsadit jiný typ zesilovačů ve stejném pouzdře a napájet je z obyčejné 9V baterie !!! Pro jejich napájení by pak stačilo spojit vývody záporného napájení na plošném spoji se zemí - doporučuji však nahlédnout do katalogového listu daného zesilovače, jak má provedeny vývody a jakým napětím se má napájet !!!

 

Větší schéma

A toto je výsledek:

 

Schéma: