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ampli audio pour un mini haut parleur!

 

tinana
tinana ★★★☆☆☆☆ 14/07/2017, 04h40 #1  
Bonjour,

j'utilise l'arduino ZERO et je veux le connecter a un mini haut parleur en utilisant la sortie DAC (digital to analog converter).

le microcontrolleur de l'arduino ZERO est le SAMD21G18A et il est alimenté en 3.3V et le haut parleur que je veux connecter est un Haut-Parleur 8ohm et de puissance 0.2w. voici le doc du haut parleur http://www.cui.com/product/resource/cvs-1708.pdf

la sortie numérique du microcontrolleur peut delivrer un cournat de 7 mA sous 3.3V et en ce qui concerne la sortie du DAC j'ai pas trouvé d'info sur le courant maximal mais on suppose que c'est le meme qu'une sortie numerique qui est 7 mA avec une tension maximale de 3.3V.

je dois donc utiliser un amplificateur afin d'amplifier le signal audio pour qu'il puisse atteindre le volume maximal.

j'ai trouvé pas mal de circuit utilisant le LM386 comme dans ce tuto https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SimpleAudioPlayer

1/ donc ma question est de combien dois je amplifier le signal supposant que la sortie du DAC est 7mA (3.3V max) et le haut parleur est 8 Ohm et 0.2w.

trop amplifier le signal risque de dommager le haut parleur. donc je voudrais savoir le gain de l'amplie que je dois utiliser.
par exemple dans le circuit LM386 on a un gain de 200 si on utilise la capa de 10 µF entre le pin 1 et 8 et sans la capa le gain est de 50. et en utilisant le potentiometre on peut controler le volume.

2/ est ce que le volume du haut parleurs est seulement proportionel au courant qui le travers ?

cordiament,
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pym
pym ★★★★★★★ 14/07/2017, 07h39 #2  
Ce n'est pas une question d'intensité que fournit arduino mais de tension de sortie du signal audio en sortie du DAC, qui s'exprime à ce niveau en dizaines ou centaine de mV.
tu essaies d'abord sans le 10µF, le gain de 50 devrait être suffisant.
Le HP que tu as choisi te donnera un très mauvais son (conviendrait pour une alarme de style "biiiiiiiiiiiiip"), je te suggère un autre exemple sur le lien suivant:https://fr.aliexpress.com/item/High...304.4.96.ECd7OV
Le HP doit être placé dans une enceinte (tube, emballage de médoc en forme de tube, mini boite etc...)
A+
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Dernière modification par pym 14/07/2017 à 09h05.
tinana
tinana ★★★☆☆☆☆ 16/07/2017, 06h22 #3  
bonjour,

concenrnant le haut parleur, moi je cherche un petit haut parleur que je peux le souder dans ma carte electronique et coté qualité son ca ne me dérange pas trop.

la tension de sortie du DAC doit etre entre 0 et VCC qui est egale a 3.3V .
donc si je choisit un gain de 50 avec une tension de 3.3V ca va trop amplifier le voltage ? non ?
j'ai vu qu'il ne faut pas dépasser la puissance du haut parleur si non ca risque de le dommager, donc je veux savoir comment calculer tout ca ?

par exemple un haut parleur 8Ohm/0.2w ,
P = R x i² --> i = racine(P/R) = 158 mA .

normalement le courant maximal a ne pas depaaser est de 158 mA , est ce correct ?

et maitenant comment je fais mes calcule vis a vis l'amplicateur ?
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pym
pym ★★★★★★★ 16/07/2017, 06h50 #4  
Tu as les réponses au post 2!!
On s'en fout complètement du courant de sortie du DAC, ce qui compte c'est le niveau de sortie du signal audio sur cette sortie!
Imagine que cette sortie sorte 0.1V eff.
Ce signal audio va être amplifié d'un facteur 50 par le LM386, à sa sotie HP tu obtiens 0.1x50=5Veff volume à fond, cela représente donc une puissance dans le HP de (U²/Z) soit 3.1W...en théorie mais le LM386 plafonne à 1W et comme tu peux ajuster le gain entre 20 et 200 (voir data-sheet ci-après) il n'y a aucun problème!
Ce qu'il faut connaitre c'est le niveau de sortie du DAC qui n'est pas celui de sa tension d'alim (3.3V)
Ton LM386 est attaqué par le signal audio via un potar de volume qui te permet d'atténuer ton signal d'entrée de "0" à la tension de sortie audio max. du DAC, Si volume au max, le signal HP est trop fort (l'ampli sature) tu peux toujours atténuer le signal de sortie audio du DAC en installant un pont diviseur avec deux résistances, par exemple une 10K en série avec une 1K le tout entre sortie DAC et masse va diviser par 10 ton signal prélevé au point commun de ces deux résistances.
A partir de ce point commun, tu emmènes ton signal vers l'entrée du potar de volume.http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm386.pdf
A+
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Dernière modification par pym 16/07/2017 à 07h13.
Doumai
Doumai ★★★★★☆☆ 16/07/2017, 06h58 #5  
Le LM386 ne peut pas fonctionner sous une tension de 3,3V.
Dans ton tuto cité en #1, il est alimenté par une pile de 9V, ce qui n'est pas forcément une bonne idée.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm386.pdf
pym
pym ★★★★★★★ 16/07/2017, 07h18 #6  
l'alim du LM386 va de 4 à 18V, donc pas de problème à ce niveau, dans le tuto l'alim est de 5V reprise sur carte Arduino, une pile 9V est également cité,augmentant le coût d'utilisation...
Dans les deux cas, il manque un condo sur cette ligne d'alimentation (220µF serait correct) et un 100n au plus près de l'ampli.
A+
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Dernière modification par pym 16/07/2017 à 07h33.
Doumai
Doumai ★★★★★☆☆ 16/07/2017, 08h33 #7  
Posté par pym

l'alim du LM386 va de 4 à 18V, donc pas de problème à ce niveau



Ben oui, il y a problème car :
"donc si je choisit un gain de 50 avec une tension de 3.3V ca va trop amplifier le voltage ? non ?"

Don, je me répète, le LM386 sous 3,3V ne fonctionnera pas.
pym
pym ★★★★★★★ 16/07/2017, 08h59 #8  
En fait, il s'imagine que l'alim de son DAC (3.3V) va se retrouver en sortie! c'est ce que je décode... il semble confondre tension d'alim et niveau de sortie...
A+
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tinana
tinana ★★★☆☆☆☆ 22/07/2017, 02h04 #9  
Posté par pym

....
Imagine que cette sortie sorte 0.1V eff.
Ce signal audio va être amplifié d'un facteur 50 par le LM386, à sa sotie HP tu obtiens 0.1x50=5Veff volume à fond, cela représente donc une puissance dans le HP de (U²/Z) soit 3.1W...en théorie mais le LM386 plafonne à 1W et comme tu peux ajuster le gain entre 20 et 200 (voir data-sheet ci-après) il n'y a aucun problème!
Ce qu'il faut connaitre c'est le niveau de sortie du DAC qui n'est pas celui de sa tension d'alim (3.3V)
......
A+



concernant le niveau de tension a la sortie du DAC (10-bit) elle est comprise entre 0 et Vref '3.3v'. donc je pense que le 0.1V que vous avez choisit est trop bas.

il faut savoir que le haut parleur que je cherche est un petit haut parleur qui peut se souder a une carte électronique et en moyenne ce genre de HP à une puissance comprise entre 0.2w et 0.3w .

donc pour ce genre de HP la tension maximale doit etre égale à :
P = (U²/Z) --> U = racine(P*Z)
on suppose que le haut parleur a une puissance de 0.2w --> U = racine(0.2w x 8Ohm) = 1.26V

donc avec une tension de 1.26V je peux atteindre la puissance maximal de mon mini haut parleur, mais le probleme est que le courant délivrer par la sortie du DAC n'est pas suffisant pour atteindre le courant nécessaire selon la loi d'ohm et qui est .

U = R * I --> I = (U / R) = (1.26V / 8Ohm) = 157.5mA

cette 157.5mA ne peut pas etre délivrer par un la sortie du DAC qui est limité a 7mA.

j'éspére que c'est clair.

donc je ne sais pas quoi faire ?
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pym
pym ★★★★★★★ 22/07/2017, 05h54 #10  
Concernant le courant, c'est l'ampli qui va le fournir et non le DAC
Si le niveau de tension du DAC est trop élevé (3V crête à crête et non 3V eff. soit 1.06Veff)
Il suffit d'installer un diviseur de tension avec deux résistances (déjà dit)
par exemple en sortie DAC une 22K en série puis une 1K vers la masse divise par 23 ta tension de sortie DAC.
Tu prélèves ton signal audio atténué sur le point commun de ces deux résistances et ensuite, entrée du potar de volume puis l'ampli!
A+
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Dernière modification par pym 22/07/2017 à 06h07.
AUDIOVALVE
AUDIOVALVE ★★★★★★★ 22/07/2017, 06h25 #11  
il suffit alors de talonner le potar : une résistance de moins ;)
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pym
pym ★★★★★★★ 22/07/2017, 07h08 #12  

il suffit alors de talonner le potar : une résistance de moins ;)


Toutafé, mais y comprend pas!!
A+
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tinana
tinana ★★★☆☆☆☆ 22/07/2017, 21h29 #13  
merci pour vos réponse, je vais donc modifier le schéma en ajoutant un pont diviseur de tension pour diminuer la tension et ensuite le poster ici pour voir si c'est OK.

j'ai une question qui me vient vient à la tête maintenant,

le signal audio est un signal symetrique par rapport a la masse donc il y a une crete positive et négative comme ca : https://i.stack.imgur.com/x3mF3.jpg

alors que la tension a la sortie du DAC est comprise entre 0 et 3.3V alors comment ca se fait ?

par example dans ce tuto il n'ont rien mentionné : https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SimpleAudioPlayer
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tinana ★★★☆☆☆☆ 22/07/2017, 22h13 #14  
Je pense que j'ai compris, en fait le signal a la sortie du DAC ou ampli est un signal complex composé d'un signal audio + une composante continue qui est egale a 1.65V (Vref/2 = 3.3V/2 = 1.65V ).

la capa de 250uF en serie avec la sortie du Ampli élimine cette composante continue et donc le signal audio va etre centré par rapport a 0V comme dans cette image http://home.base.be/vt6128590/e-lek...S/imageT402.gif

est ce correcte ?
merci :)
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tinana
tinana ★★★☆☆☆☆ 23/07/2017, 04h52 #15  
concernant l'elimination de la composante continue je me suis aperçu qu'il y avait une capa de 10uF a l'entree de l'ampli et en serie avec le potentiometre 10k, si la composante continue est eliminé avant l'entreé de l'ampli je ne vois pas comment la crete negative du signal sera amplifié sachant que l'ampli est alimenté entre VCC(5-9V) et la masse. donc la partie négative ne passera pas la sortie de l'ampli.

-----------

Bref,

veuillez trouver attaché le schéma 'ampli-audio-1' (on suppose un HP de 0.2w et 8Ohm)

la sortie de DAC est 3.3V crete donc Veff = 1.166V.

j'ai mis un diviseur de tension de 45K et 1K donc le signal est divisé par 46.

donc Veff a l'entrée de l'ampli (en cas ou le potar est 0) est 1.166/46 = 0.0253V.

a la sortie de l'ampli on aura une tension de 0.0253 x 50 = 1.26 RMS.

dans ce cas la puissance du HP est égale a 1.26 x 8 = 0.2w

est ce que c'est correcte ?


dans le schéma 'ampli-audio-2' j'ai diviser la tension au niveau du potentiométre donc j'ai ajouté au niveau du potar 10k une résistance de 450k pour avoir un rapport de division de la tension de l'ordre de 46. bon l'impédance 450k je pense que c'est trop elevé et ca doit influencer a l'entreé du l'ampli?? donc dans la partie B du schéma j'ai changé le potar en 1K et ajouter en serie une résistance de 45k

qu'elle est la meilleur options entre le schéma de l' ampli-audio-1 et ampli-audio-2 A ou B ??



j'ai une autre question qui me turlupine.
a la sortie du pont diviseur la tension Eff est de l'ordre de 0.0253V,
je pense que cette tension est trop basse par rapport qu bruit externe et le signal audio peut etre imbriqué facilement par ce bruit ?


merci
Miniatures attachées
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AUDIOVALVE
AUDIOVALVE ★★★★★★★ 23/07/2017, 05h30 #16  
calculer à la 4'iéme décimale n'a aucun sens dans ce cas !
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pym
pym ★★★★★★★ 23/07/2017, 06h49 #17  
Câble celui que tu veux, les essais te permettront d'ajuster les valeurs, car la grande inconnue est le niveau de sortie du DAC...On va pas rester là dessus jusqu'au réveillon??
A+
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Dernière modification par pym 23/07/2017 à 07h47.
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