Mobiler Sound – Musikbox MB 100 Teil 1/3
Aus ELVjournal
06/2008
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Technische Daten
| Klangregelstufe (MB 100-KL): | |
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| Spannungsversorgung: | 12–15 VDC |
| Stromaufnahme | max. 50 mA |
| Eingang | 1 x Cinch (Stereo)/1 x Klemmleiste (Stereo) |
| Ausgang | 1 x Klemmleiste (Stereo) |
| Einstellmöglichkeiten | Lautstärke/max. Lautstärke/Höhen und Tiefen |
| Sonstiges | schaltbares Tiefpassfi lter (Low-Cut) 80 Hz,
USB-Buchse (5 V/500 mA) zur Spannungsversorgung externer Geräte |
| Abmessungen | Platine: 65 x 95 mm, Frontplatte (Alu): 80 x 110 mm |
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| Ladeschaltung (MB 100-LS): | |
| Eingangsspannung (Ladebuchse) | 15–24 VDC |
| Stromaufnahme | max. 2,5 A |
| Akku-Typ | für 12-V-Blei-Gel-Akkus größer 7 Ah geeignet |
| Ladestrom | 2 A |
| Lade-Schlussspannung | 14,2 V |
| Sonstiges | Abschaltung des Verbrauchers (Last) bei niedriger
Batteriespannung (Low-Bat <10,5 V) |
| Anzeige (LED) | Betrieb/Low-Bat/Ladestatus (Laden/Fertig) |
| Abmessungen | Platine: 76 x 95 mm,
Frontplatte (Alu): 91 x 110 mm |
Mit
diesem Projekt zeigen wir an zwei Baubeispielen, wie man sich einen
leistungsstarken, mobilen „Ghettoblaster“ selber baut, der vorwiegend
zum Anschluss von mobilen MP3-Playern oder Handys mit integriertem
Player gedacht ist. Der Kreativität und der individuellen
Erweiterbarkeit sind dabei keine Grenzen gesetzt. Die elektronischen
Komponenten bestehen aus schnell aufzubauenden Bausätzen, lediglich das
Holzgehäuse ist selber herzustellen.„Ghettoblaster“ selbst gebaut !
Dieses
„Problem” hat man immer wieder einmal: Man möchte z. B. auf der kleinen
Feier in der Garage, bei der spontanen Strandparty, beim Grillen im
Garten oder beim Polterabend die Stimmung durch etwas Musik in Gang
bringen. Die heimische Stereoanlage ist groß, zum einen mühsam
installiert, zum anderen für solch einen Einsatz zu wertvoll, oder man
hat keine Lust, das „Ding“ auf- und wieder abzubauen. Gut, es gibt
„Kofferradios” oder die kleinen mobilen Aktivboxen für MP3-Player. Aber
deren Lautstärke reicht oft nicht aus für die genannten
Beschallungsaufgaben, die Batterien bzw. die Akkus sind schnell leer,
wenn etwas mehr als Zimmerlautstärke gefordert ist. Außerdem besitzen
viele dieser Geräte keinen externen Eingang. Was tun, wenn man eine
passende Musikquelle fast immer dabei hat, und zwar in Form eines Handys
oder eines Memory-Sticks mit eingebautem MP3-Player? Leider reicht die
Lautstärke bzw. der eingebaute Verstärker dieser kleinen Geräte nur für
Kopfhörerbetrieb. Was also tun? Selber bauen, natürlich! Dass das gar
nicht so schwer ist und dabei ein wirklich professionelles Ergebnis
erzielt werden kann, zeigt der folgende Artikel. Wir stellen mehrere
Versionen einer kräftigen Musikbox mit integrierten Lautsprechern vor,
die über mehrere Eingänge für mobile Player verfügt sowie mit einer
Klangregelung und einer kräftigen Endstufe ausgestattet ist. Der
Erweiterbarkeit sind dabei keine Grenzen gesetzt, als Beispiel zeigen
wir auch die Einbindung des FM-Radio-Moduls RDS 100. Der Betrieb erfolgt
mit einem robusten Blei-Gel-Akku, der einen netzunabhängigen Betrieb
für mehrere Stunden sichert und über eine integrierte Ladeschaltung
wieder aufladbar ist.
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| Bild
1: Die beiden Gehäuseversionen der Musikbox, oben mit Klappdeckel und
innenliegendem Gerätefach, unten die geschlossene Version |
Die Klangregelstufe
Funktion
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| Bild
2: Die Klangregelstufe fasst neben dem Klangprozessor auch die Bedien-
und Anschlusselemente zusammen und trägt eine USB-Buchse zur Versorgung
von Playern. |
Mittels
eines Schiebeschalters ist eine der beiden Signalquellen anwählbar. Mit
dem schaltbaren Tiefpassfilter (Low- Cut) werden Bässe, also Frequenzen
unterhalb von 80 Hz, unterdrückt. Können die verwendeten Lautsprecher
diese sehr tiefen Frequenzen nicht wiedergeben, ist es sinnvoll, dieses
Filter zu aktivieren, wodurch sich der Energieverbrauch reduziert und
eine längere Betriebszeit möglich ist. Auf der Frontseite befindet sich
eine USB-Buchse, die eine stabile Spannung von 5 V ausgibt und so unter
anderem zum Aufladen eines Handy- oder MP3-Player-Akkus nutzbar ist. Schaltung
In Abbildung 3 ist das Schaltbild der Klangregelstufe dargestellt.
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| Bild 3: Das Schaltbild der Klangregelstufe, unten die Spannungsaufbereitung |
Es
stehen zwei NF-Eingänge (BU 1 bzw. KL 1/KL 2) zur Verfügung, deren
Auswahl mit den CMOS-Schaltern IC 2 A und IC 2 B erfolgt. Die Steuerung
erfolgt mit dem Schalter S 2, der je nach Schalterstellung Low- bzw.
High-Pegel an Pin 10 und Pin 11 von IC 2 legt. Beim nachfolgenden
Schaltungsteil handelt es sich um ein Hochpassfilter zweiter Ordnung mit
einer Grenzfrequenz von 80 Hz, mit dessen Hilfe tiefe Frequenzen
(Bässe) unterdrückt werden. Dieses Filter ist mit den beiden
Operationsverstärkern IC 3 A und IC 3 B realisiert. Mit den
CMOS-Schaltern IC 1 A und IC 1 B bzw. dem Steuerschalter S 1 kann die
Filterstufe „überbrückt“ und somit deaktiviert werden. Die eigentliche
Klangeinstellung erfolgt mit IC 4 vom Typ LM1036. Dieser spezielle
NF-Baustein verfügt über spannungsgesteuerte Eingänge (Pin 4, Pin 9, Pin
12 und Pin 14) zur Einstellung von Lautstärke, Balance, Tiefen und
Höhen. Die Spannungssteuerung bringt einen wesentlichen Vorteil mit sich
– die Einstellpotis (R 23 bis R 25 und R 27) können einfache und
preiswerte Monopotentiometer sein. Das typische „Kratzen“, das z. B. bei
verstaubten Potentiometern in herkömmlicher Technik auftritt, entfällt
somit. Dem Lautstärkeeinsteller R 27 ist noch ein Poti R 23
vorgeschaltet, mit dem der Einstellbereich für die Lautstärke
eingegrenzt werden kann (max. Lautstärke). Da die Entfernung der beiden
Lautsprecher für den linken und rechten Kanal untereinander räumlich
gesehen relativ klein ist, entfällt die Einstellfunktion „Balance“. Die
Stereo- Ausgangssignale gelangen über C 14 und C 15 auf die
Anschlussklemmen KL 4 und KL 5. Die Spannungsversorgung der Schaltung
erfolgt über die Anschlussklemme KL 3. Die Betriebsspannung sollte in
einem Bereich von 12 VDC bis 15 VDC liegen, sie braucht nicht
stabilisiert zu sein, da der Spannungsregler IC 5 die Eingangsspannung
auf 9 V stabilisiert. Mit dem Spannungsteiler R 30 und R 31 wird eine
stabile Spannung von 4,5 V bereitgestellt, die als Bezugsspannung für
die Operationsverstärker dient. Der Step-down-Wandler IC 6, der sich auf
der Buchsenplatine befindet, generiert eine Spannung von 5 V. Diese
Spannung steht an der USB-Buchse zur Verfügung, sie ist für die
Spannungsversorgung bzw. zum Laden externer Geräte (Handy oder
MP3-Player) gedacht, schließlich sollen auch die stundenlang „laufen”.
Durch den sehr hohen Wirkungsgrad des Schaltreglers kann ein Strom von
bis zu 500 mA entnommen werden, ohne dass eine nennenswerte
Verlustleistung bzw. die daraus resultierende Wärme entsteht. Nachbau
Der
Nachbau der Klangregeleinheit erfolgt auf zwei doppelseitigen Platinen
(Haupt- und Buchsenplatine), auf der sich sowohl bedrahtete als auch
SMD-Bauteile befinden. Die SMD-Bauteile sind vorbestückt, so dass hier
lediglich eine abschließende Kontrolle der bestückten Platine auf
Bestückungsfehler, eventuelle Lötzinnbrücken, vergessene Lötstellen usw.
notwendig ist. Die Bestückung der bedrahteten Bauteile erfolgt in
gewohnter Weise anhand der Stückliste, des Bestückungsdrucks und des
Schaltbildes. Die Bauteile werden auf der Platinenunterseite verlötet
und überstehende Drahtenden mit dem Seitenschneider gekürzt. Beim
Bestücken der Halbleiter und der Elkos muss auf die richtige Einbaulage
bzw. Polung geachtet werden. Die Einbaulage von IC 4 ergibt sich durch
den Bestückungsaufdruck. Bei den Elkos ist der Minuspol in der Regel auf
dem Elko- Gehäuse gekennzeichnet, während auf der Platine der Pluspol
(+) markiert ist. Die Anschlüsse des Spannungsreglers IC 5 sind vor der
Montage im Abstand von 2,5 mm zum Gehäusekörper um 90 Grad nach hinten
abzuwinkeln (siehe auch Platinenfoto). Der Spannungsregler wird liegend
montiert und mit einer Schraube M3 x 8 mm, Fächerscheibe und Mutter auf
der Platine festgeschraubt, bevor man die Anschlüsse verlötet. Die
Leuchtdiode D 2 wird so eingelötet, dass sich eine Gesamteinbauhöhe von
18 mm ergibt. Die Polung der LED ist durch den etwas längeren
Anschlussdraht (Anode, +) gekennzeichnet.
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| Bild 4: Die fertig bestückte Buchsenplatine von vorn gesehen |
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| Bild 5: Hier ist die Buchsenplatine über die Langlöcher der Klangreglerplatine eingesetzt und verlötet. |
Zum
Schluss werden die Trimmer noch mit Steckachsen versehen. R 27 erhält
eine etwas längere Steckachse, auf die nach Montage der Frontplatte ein
Drehknopf gesteckt wird. Die restlichen Trimmer sind nur mit einem
Schlitzschraubendreher verstellbar und so vor unbefugtem Verstellen
geschützt. Die Verbindung der Frontplatte mit der Platine erfolgt
mittels 5 Abstandshaltern, die an einer Seite mit einem selbstklebenden
Fuß ausgestattet sind (siehe Abbildung 2). Die Abstandshalter werden
zunächst in die Bohrungen auf der Platine gesteckt. Nachdem die
Frontplatte auf der korrekten Position liegt, markiert man die Position
der einzelnen Klebefüße auf der Alu-Frontplatte. Nun werden die
Abstandshalter wieder von der Platine entfernt und nach Abziehen der
Klebefolie an den markierten Stellen festgeklebt. Jetzt kann die Platine
auf die so montierten Abstandshalter gesetzt werden. Damit ist diese
zentrale Baugruppe bereits fertiggestellt. In den folgenden Ausgaben des
„ELVjournal“ werden wir uns mit der Ladeschaltung, der Endstufe, dem
Akku, dem Lautsprecher, dem Gehäuse sowie dem Zusammenbau der Musikbox
beschäftigen. 
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| Ansicht
der bestückten Platine der Klangregelstufe mit zugehörigem
Bestückungsplan, oben von der Bestückungsseite, unten von der Lötseite |
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| Ansicht der bestückten Buchsenplatine mit zugehörigem Bestückungsplan, oben von der Bestückungsseite, unten von der Lötseite |
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- Mobiler Sound – Musikbox MB 100 Teil 1/3
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