Oldalságok

2024/06/21

Gitárpedálokkal érintőleges elektro-rácsodálkozások (reverse protection, power-filtering, stb.)

Gitárpedálok ledjeinek ellenállása. Ha kiszámolod egy 9V-os elemre egy, mondjuk normál 5mm piros LED-hez szükséges ellenállást, akkor az tipikusan párszáz ohm környékén lesz.  


Forrás

Ennek ellenére, a gitárpedálokban legtöbbször 1k5, 2k2, vagy 4k2 ellenállásokat látunk.  Szerencsére más is feltette már a kérdést, és azt a választ találtuk legtöbbször, hogy egy pedál-állapotjelzőnek nem az a dolga, hogy világítótoronyként fényeskedjen a koncerten. Oké. Tehát kifejezett cél, hogy alultáplált legyen, hogy ne süsse ki a gitáros szemét. Így mondjuk, egy 2k2 ellenállással a Led élettartama örök időkre garantált, hiszen sose lesz túlhajszolva. Fórumokban hallani 10-50k értékeket is, de ezt kicsit túlzásnak gondoljuk. Van aki potival állítja be, de ezt már kórházi esetnek gondoljuk. Mindenesetre 2k2-vel egy piros led 3mA körül kap a 20mA helyett, 4k7 esetén meg csak 1.5mA környékén. Ez még így is nagyságrendileg a pedál teljes áramfogyasztásának negyede-fele (a torzítók, overdriveok keveset fogyasztanak). És ez akkor számít, ha elemről dolgozunk. Ha egy egyszerűbb pedál fogyasztása 20mA, akkor nagyon nem mindegy, hogy a Led is eleszik ugyanennyit, vagy csak mondjuk 3mA-t, vagy még kevesebbet. Fél napról egy-két napra növelhető ezzel az elem élettartama. 

Led popping. Ha pukkan a pedál bekapcsoláskor, elképzelhető (főleg nagy gaines pedáloknál), hogy a Led hirtelen áramfelvétele lehet az oka. Erre más megoldások is léteznek, pl itt van néhány, ami a Led felgyúlását időben elhúzza annyira, hogy ne pukkanjon, de még vizuálisan se legyen feltűnő. Ha építünk majd pukkanós pedált, akkor ki is próbáljuk, mindenesetre a Muffban és a Ratban nincs ez a dolog lekezelve.

Reverse polarity védelem. Azt hinné az ember, hogy ez úri huncutság, de nem az. Próbapanelen rengeteg IC-t sikerült már megsüssünk főleg az LM386 típus égett, mint Zetelaka. Ha a smucig kínaiak nem spórolták volna ki az XR2206-os jelgenerátor moduljukól, akkor nem pürlültük volna meg azokat sem a tip-negatív pedáltápunkkal. De egy összeépített, kipróbált pedálban sem fölösleges a védelem. Pl, van olyan tápunk, ami átkapcsolható pluszról mínuszra. És ha azelőtt átkapcsoltam valamiért (pl. valami elcseszett pozitív földelésű fuzz miatt) és azzal táplálom meg a pedált? Mi? És még akkor jártál jól, ha csattan, vagy füstöl, mert akkor tudod, hogy melyik alkatrész kuka, hanem azt se fogod tudni, hogy mitől nem működik a tegnapmégjóvót pedálod. 

A védelmet diódával szokás megvalósítani, amit ha sorba kötünk a védeni kívánt áramkörrel, akkor azzal szembesülünk, hogy a voltage-drop-nak megfelelő feszültséget lesarcolja a dióda, így a rakenrollra már csak 9V mínusz a dióda voltage-dropja jut. Ez diódától függően kb. fél volttól fölfele bármennyi lehet, és a rock vagy fog szólni 8,5 voltról, vagy nem, általában fog, viszont egyszerűbb pedáloknál simán lehet, hogy kicsit másképp. 
 
Azonban ha párhuzamosan kötjük a diódát (és nyilván fordítva), akkor normál tápellátásnál a dióda zárva marad (csöpp szivárgástól eltekintve), az áramkör megkapja a teljes áramot, viszont fordított bekötésnél a dióda nyit és eleszi az áramot az áramkör további része elől. Csakhogy ettől forrósodhat, mert vezet, mint az állat, ahogy a csövön kifér, gyakorlatilag rövidre zárja az elemet, vagy a tápot és akár tönkre is mehet, tehát macera, utólag rá kell jönni, mi történt, ki kell bontani, cserélni (olvastunk olyan megoldásról, hogy az így kötött diódával sorba lehet kötni biztosítékot, ami könnyebben cserélhető, vagy visszakapcsolható, de ilyet egyetlen pedálban és kapcsolási rajzban sem láttunk még). 

A lengyel Big Muff pedálunk rajzán nyomát se látjuk ilyen védelemnek. A német The Rat pedálunkban (és az ők Muff klónjában is) viszont 1N4007-es diódát használnak a derék németek párhuzamosan és fordítva kötve (azért az egyszerűbb Fuzz pedálokból simán kispórolják ezt). A PedalPCB rajzain sorba kötve egy Schottky diódát találunk (1N5817), ami elvileg sorba kötve picit alacsonyabb voltage droppot jelent. 


Szóval ez annyira nincs kőbe vésve, ki így, ki úgy, és úgy tűnik a legdrágább pedálok sem kapnak Mosfetes védelmet. Az egyszerűbb pedálok amúgy is totál kihagyják ezt a dolgot, szóval a továbbiakban mi sem bonyolítjuk az életünket ennél cifrább (de jobb) megoldásokkal. Mivel nincs 1N4007 itthon, az 1N4001 is jó lesz, állítólag csak reverse voltage értékükben különböznek, és mi amúgy se akarunk 1000 voltot rákapcsolni, elég az 50V-os tűrés is Nem lehet akkora nagy faszság, ha ebben a pedálban is azt használják (párhuzamos kötésben). 



Ebben a videóban számba veszik a lehetőségeket, és nem igazán győztek meg a párhuzamosan kötött diódáról. Forrósodik, franc tudja, még tűzveszélyes is lehet? Az 1N4001 elvileg 1A-t kellene elbírjon, de egy 9 voltos elem ezt simán oda is tudja adni neki, legalábbis egy rövid ideig. Aztán mi van, ha a dióda szétpukkan, tehát megszakad az áramkör, hiszen akkor már teljesen védtelen a pedálunk a fordított árammal szemben. Ugyanakkor a sorba kötött diódák voltage dropjára az szokott lenni az érv, hogy egy teli elem és egy kifogyóban levő feszültségkülönbsége messze meghaladja egy dióda által megvámolt párszáz millivoltot. 

Lássuk miket mérünk. 9 voltos elemből találtunk itthon olyat, ami 9.8 voltot adott le, de olyat is ami csak 8.3 voltot. Az effektpedállal csomagolt adapter 9.32 voltot adott és 1A max volt ranyomtatva. Ezeknél a tápoknál az 1N4001-re különféle voltage droppokat mértünk: 9,8 voltos elemnél 0,33V, a 8,3 voltos elemnél 0,26V, a gitártáp esetén pedig 0,41V (mondjuk erre nincs magyarázatunk, mitől ilyen magas). Szóval ez nem téma szerintünk. 


A párhuzamos és fordítva megtáplált (1A-es adapterrel) dióda (jobb alsó), kb 10-15 másodperc alatt annyira forrósodott fel, hogy még éppen rajta bírtuk tartani az ujjunkat (elemünk nincs kidobni való, azzal vélhetőleg jobban odakormolna). Szóval a fene tudja, mindkét megoldás elég elfogadhatónak tűnik, majd ahogy a kapcsolási rajz jobban adja, azt fogjuk alkalmazni. De nekünk a soros szimpatikusabb, viszont akik értenek hozzá, azok közül sokan, úgy tűnik, a párhuzamost preferálják (gondolom azért, mert egy csomót számolgatnak a feszültségosztókon és hogy ne menjen kárba a munkájuk).

Kell e  tápot szűrni? Az alapelv valami olyasmi, hogy a tápban ne legyen AC (nyilván a jelben meg ne legyen DC). 

Ideális esetben egy sima egyenes, folyamatos 9V kellene csordogáljon a tápból, de ha arra gondolok, hogy a hűtő ki-be-kapcsolását a számítógép hangszóróján szokta bejelenteni egy pattanó hanggal, akkor felmerülhet, hogy az olcsó 9V-os táp is beengedi ezeket a tüskéket a gitárpedálba. És nemcsak ez, hiszen eleve az egyenárámúsítással kapcsolatban sincsenek illúzióink, szóval bármi megjelenhet a rendszerben ott, ahol nem kellene és ki is jöhet túloldalt a kábelen, meg a hangszórón. 

Itt van erről egy bővebb leírás, ami mindjárt meg is magyarázza, miért látunk egyes (korántsem az összes) pedálrajzunkon ilyeneket:


Ettől jóval eltérő értékeket is látunk más pedálokban. A dióda szerepét a fordítva bekötés ellen fennebb megfejtettük, a tápszűrésben nincs jelentősége, és mivel az R15 nagyon kicsi érték (47ohm), valószínűleg annak sincs, hogy a dióda előtt, vagy mögött van. A kondenzátor már muszáj a dióda mögé kerüljön, hiszen ezzel védi az elektrolit kondenzátort is a fordítva bekötés ellen, meg mindent, ami tőle jobbra van.

Az R15 és C11 egy lowpass filter, aminek a vágási frekvenciájára ez a képlet (a kondi értéke Farádban kell legyen):

fc=2πRC1


Innen aztán következik, hogy (online kalkulátor erre), hogy egy 47R és 100uF kb. 34Hz körül vág, ezzel a hálózati zúgást (50Hz) már valamennyire orvosoltuk is. Volna, ha lenne ilyen ellenállásunk. De a képletből látszik, hogy a 100R és a 47uF is ugyanazt adja, ilyenjeink meg vannak. És más is használja:

Forrás


Még látunk a rajzokon egy másik kondenzátort is, ami azért kell, mert a nagy kondenzátor növeli az esélyét, hogy a rádiófrekvenciák bejuthatnak a rendszerbe (ezt mondjuk csak elfogadjuk, mert a miértje nem világos). A hozzáadott kis (nem polarizált) kondenzátor ezen javít. Sajnos a hogyanra nem térnek ki a leírások, de erősen javasolják, tehát érdemes berakni.

Ezzel szemben a PedalPCB a pedáljait ilyen tápszűréssel látja el (csak egy kondenzátor), amit nem bírunk megfejteni, hiszen a 47uF semmilyen kábelellenállással nem fogja ki a hálózati 50 Hz-t, mert valahol a 3 kHz tartományban matat. 


De ki tudhatja, biztos ez is jó, de mi nem akarunk semmit újra felfedezni, jó lesz nekünk a kétkondenzátoros lowpass megoldás. 

Ezeken kívül is vannak szintén kötelező elemei egy gitárpedálnak. Például a gitárból jövő jelet legelőször egy kondenzátoron vezetik át, ez még a legbézikebb pedálokon is így van, hogyha a gitár felől jönne DC ezzel kifogják. Mondjuk el nem tudjuk képzelni mitől jönne a gitárból DC, de ez csak azért lehet, mert még nem láttunk aktív pickupot. Vagy semmi sem garantálja hogy a pedálunk előtt nincs egy másik pedál, amiből csurran-cseppen a DC is. Ezeknek a kondiknak az értéke 1nF - 100nF között szokott lenni, de mivel a nagyobb érték több basszust enged át (highpassként hat és a nagyobb érték a mélyebbek felé nyit), ezért nagyobb értékek is lehetnek (pl basszusgitár pedálokban). Fuzz pedálokban is gyakori az uF nagyságrendű érték, ennek tutti valami oka van. Többnyire nem polarizáltak szoktak lenni, de láttunk példát már polarizált kondenzátorra is. 

A pedálban általában minden DC-vel megtáplált szakasz (tranzisztoros, vagy OPAmp) után találunk ilyen kondenzátort, valószínű azért mert ilyenkor mindig megjelenik a kimeneten DC is. 


És szoktak a kimenet elé is kötni valamilyen kondenzátort, ami a DC komponenseket hivatott kiszűrni a kimenő hangból, de ha közben a rosszul szűrt táp valami nyomorult AC-t nyomott bele, az ezen a gáton simán átszalad. 

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése