ultimo aggiornamento 29 ottobre 2012

La scheda qui presentata può essere utilizzata come richiamo pubblicitario, come messaggio di saluto, o per sonorizzare modelli.
Appena alimentato viene trasmesso dall'altoparlante il messaggio memorizzato sul modulo LPM11162, che nella configurazione del progetto deve essere "File1.wav"
A questo scopo è possibile realizzare la scheda visibile sotto su cui si trovano queste sezioni: Stadio di alimentazione, Modulo LPM1162, Amplificatore,

Stadio di alimentazione

Stadio necessario per fornire la tensione di 3.3V per l'alimentazione del modulo LPM11162.    E' utilizzato il regolatore LM317L, la tensione d'uscita è dimensionata a 3.3V tramite le due resistenze da 240Ω e 390Ω.

LM317LZ Regolatore di tensione regolabile
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Modulo LPM1162

Il modulo audio LPM11162 è un piccolo componente con una memoria flash interna progettato per memorizzare e riprodurre file wave
L'uscita analogica è collegata all'amplificatore audio di potenza che pilota un altoparlante.
Per la programmazione del modulo si deve collegare un PC, utilizzando un programmatore, e scaricare all'interno del modulo audio i file wave che saranno riprodotti come sintesi vocale.
Una volta che tramite il PC avremo programmato il messaggio all'interno del modulo audio, che dovrà essere necessariamente denominato "File1.wav" in quanto il pin 6 è mantenuto a livello alto mentre i pin 1 e 5 sono a livello basso, vedere a tal proposito l'articolo tecnico AN001 del sito LPElettronica.
Per questo motivo in base al firmware memorizzato all'interno del processore del modulo LPM11162 (versione 2.1) quando verrà fornita tensione sarà mandato in uscita dal pin 9 il segnale verso l'amplificatore.    Il file viene eseguito in loop.

LPM11162 Modulo audio/voce
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Amplificatore

5

Il segnale audio analogico in uscita dal pin 9 del modulo LPM11162  è connesso ad un amplificatore, l'integrato utilizzato è un TDA2003, un integrato incapsulato in contenitore pentawatt (una sorta di TO-220 ma con 5 piedini disposti su due file intercalate) plastico/metallico.
Ha la capacità di funzionare con tensioni di valore compreso tra 8 e 20 volt, con una quantità ridotta di componenti esterni richiesti.      Il TDA2003 è sostanzialmente un amplificatore operazionale con uscita a bassissima impedenza, che accetta in ingresso segnali anche decisamente deboli, potendoli amplificare, in tensione, da un minimo di 1 a un massimo di 1.000 volte, in base alla retroazione impostata tra il piedino di uscita (4) e l’ingresso invertente (2).
Il segnale giunge all’ingresso non-invertente dai morsetti di input (IN) mediante il condensatore elettrolitico C6, presente dopo il trimmer R9 con funzione di regolazione del volume.
La BF viene quindi amplificata in tensione in proporzione al rapporto di retroazione, ossia Av=R5+R7/R7. Essendo le resistenze rispettivamente da 470 e 4,7 ohm, il guadagno dell’amplificatore è di circa 100 volte.
Un particolare interessante del TDA2003 è che, essendo strutturalmente un operazionale e funzionando, a singola alimentazione, richiede una retroazione operante solamente in presenza di segnale entro la banda audio; in corrente continua, il suo punto di lavoro è già stabilizzato da una rete di reazione interna che, a riposo, fissa il potenziale di polarizzazione dell’uscita a metà esatta di quello applicato al piedino 5 (positivo di alimentazione) e massa (pin3). Questo spiega perché il partitore che retrocede al piedino 2 una porzione del segnale di uscita è disaccoppiato mediante un condensatore, un elettrolitico, ossia C1, che blocca il potenziale continuo lasciando transitare la BF entro la banda audio (20÷20.000 Hz). Un altro particolare della retroazione è il bipolo C10/R4, la cui funzione è correggere la risposta del circuito alle alte frequenze del suono: per l’esattezza, oltre i 100 kHz comporta la retrocessione di una maggior quantità di segnale dall’uscita all’ingresso invertente, allo scopo di evitare eventuali oscillazioni che potrebbero innescarsi a frequenze supersoniche.
La BF amplificata viene inviata all’altoparlante tramite un altro elettrolitico, C5, che disaccoppia in continua il piedino 4 dell’integrato, evitando che la bobina mobile del trasduttore venga percorsa da corrente (e quindi surriscaldi) in assenza di segnale. In parallelo all’uscita e quindi al carico, si trova il bipolo C93/R8, la cui funzione è compensare la rotazione di fase imposta dalle variazioni di impedenza cui l’altoparlante (causa la sua natura induttiva) è sottoposto al variare della frequenza del segnale che lo pilota; il bipolo introduce una componente capacitiva che va a neutralizzare o quantomeno ridurre quella induttiva della bobina, abbassando peraltro la propria impedenza al crescere della frequenza e stabilizzando così anche l’impedenza complessivamente vista dall’uscita del TDA2003. L’intero circuito, ossia l’integrato, è alimentato con una tensione continua di 12÷18 volt, grazie alla quale può erogare circa 7 watt a un altoparlante da 4 ohm e oltre 10 watt a 2 ohm (due trasduttori da 4 ohm collegati tra loro in parallelo).

TDA2003  - Amplificatore 10W
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Schema elettrico totale

Files formato EAGLE

Per chi usa il programma EAGLE per disegnare i propri circuiti, ho creato il simbolo con il modello 3d, per ulteriori informazioni vedere la pagina di istruzioni.

	Nome simbolo:  LPM 11162
	Fabbricante:  LP Elettronica.
	Datasheet :
	LPM11162.zip All'interno del file: LPM11162.lbr LPM11162.sch LPM11162.brd LPM11162.dat LPM11162.inc Per le istruzioni di caricamento dei files vedi apposita pagina Per maggiori informazioni o per segnalare problemi
	Esempio utilizzo:

Elenco componenti R1 240 Ω 1/4W R2 33 Ω 1/4W R4 100 Ω 1/4W R5 470 Ω 1/4W R6 390 Ω 1/4W R7 4,7 Ω 1/4W R8 1 Ω 1/4W R10 10kΩ 1/4W RV1 10k trimmer orizzontale PT10 C1 470 µF elettrolitico 35V C2,C3,C9 100nF multistrato C4,C6,C7,C11 10 µF elettrolitico C5,C8 1000 µF elettrolitico 35V C10 8,2nF D1,D2 1N4004 IC1 LPM11162 IC2 LM317 IC3 TDA2003V PWR Led verde ø3mm X1, X2 Morsettiere 2 poli passo 5mm

Realizzazione pratica.

Per la costruzione della scheda si procederà iniziando dalla realizzazione del circuito stampato il cui lato rame in scala 1:1 è riportato sotto.    Per la sua realizzazione si utilizzerà una basetta in vetronite (monofaccia) di dimensioni 44x80 mm, il metodo potrà essere quello della fotoincisione o del trasferimento termico utilizzando i cosiddetti fogli blu (PRESS-N-PELL), in questo caso ricordo che l’immagine delle tracce del circuito dovrà essere speculare.

Circuito stampato

Una volta inciso il rame, si verificherà in controluce o mediante l’utilizzo di un multimetro che non vi siano cortocircuiti soprattutto tra le piste più vicine. Si passerà quindi alla foratura della stessa, utilizzando principalmente una punta da 0,8 mm, mentre si utilizzeranno una da 1mm per il trimmer, l'integrato amplificatore e i pin-strip.
In seguito si potrà passare al posizionamento e alla saldatura dei componenti seguendo lo schema visibile sotto.

Disposizione dei componenti.

Per la saldatura si utilizzerà un piccolo saldatore a punta fine, della potenza di circa 25 – 30 W.    S’inizierà dalle resistenze, si potrà quindi, procedere con i condensatori facendo attenzione a quelli elettrolitici che sono polarizzati.     Continuando con i pin-strip per il modulioLPM11162, restano poi da saldare i connettori per l'alimentazione e  per l'altoparlante.     Per ultimo si salderà l'integrato amplificatore che sarà già stato fissato all'aletta di raffreddamento.
Terminata la saldatura si potrà inserire L'integrato IC1 previa la sua programmazione controllandone l'orientamento.
Per la programmazione del modulo LPM11162 si dovrà utilizzare il programma LPM11162 ToolKit che è l'utility per PC che consente di programmare i file wave sul modulo audio tramite porta seriale in pochi click!, l'applicativo è gratuito ed è scaricabile dal sito LP Elettronica.    Per la costruzione dei un programmatore vedere l'apposita pagina.