LT001 – Wattmetro audio da 200W

Questo circuito è rivolto a tutti coloro che per hobby o per professione costruiscono o riparano amplificatori, stereo o finali audio, infatti è un semplice wattmetro con portata massima di 200W su 8 ohm (equivalenti a 400W su 4 ohm) con carico esterno.
Dal momento che molti amplificatori lavorano configurati a ponte, ho ritenuto opportuno dotarlo di ingresso bilanciato, quindi c’ è un doppio partitore in ingresso, un doppio selettore di portate e un operazionale che provvede a sbilanciare il segnale.
Con questo wattmetro, qualsiasi amplificatore funziona senza alcun problema ne rischio di cortocircuiti.
Il tutto è alimentato a 18V attraverso un piccolo trasformatore in grado di fornire 18V 100mA (tutto il circuito assorbe meno di 20mA di cui 10 per i diodi led), il quadrante dello strumento è illuminato da 4 led bianchi per facilitare la lettura in condizioni di scarsa illuminazione.

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Foto del prototipo
Per poter visualizzare contemporaneamente su un oscilloscopio, ho inserito una presa con uscita supplementare in modo da visualizzare eventuali distorsioni o saturazioni. dello stadio finale.
Il carico è rappresentato da 4 resistenze ceramiche da 8 ohm 50 watt montate su dissipatore, ma è possibile usare altri carichi, basta che non risultino inferiori a 200W.

Schema elettrico:

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Elenco componenti:

R1 = 6,8KΏ 0,25W R19 = 100KΏ 0,25W
R2 = 680KΏ 0,25W R20 = 100KΏ 0,25W
R3 = 2,2KΏ 0,25W R21 = 12KΏ 0,25W
R4 = 220KΏ 0,25W R22 = 12KΏ 0,25W
R5 = 1KΏ 0,25W R23 = 12KΏ 0,25W
R6 = 820Ώ 0,25W R24 = 12KΏ 0,25W
R7 = 1KΏ 0,25W R25 = 22KΏ trimmer 10 giri
R8 = 1KΏ 0,25W R26 = 18KΏ 0,25W
R9 = 6,8KΏ 0,25W R27 = 820KΏ 0,25W
R10 = 680KΏ 0,25W R28 = 680Ώ 0,25W
R11 = 2,2KΏ 0,25W R29 = 1,8KΏ 0,25W
R12 = 220KΏ 0,25W R30 = 10KΏ trimmer 10 giri
R13 = 1KΏ 0,25W R31 = 3,9KΏ 0,25W
R14 = 820Ώ 0,25W C1 = 1000uF 35V elettrolitico
R15 = 1KΏ 0,25W C2 = 1uF 50V poliestere
R16 = 1KΏ 0,25W C3 = 1uF 50V poliestere
R17 = 6,8KΏ 0,25W C4 = 10uF 25V elettrolitico
R18 = 6,8KΏ 0,25W C5 = 100nF 50V poliestere

C6 = 22uF 25V elettrolitico D1 = W04G o simili
C7 = 10uF 25V elettrolitico D2 – D5 = 1N4007
C8 = 10uF 25V elettrolitico D6 - D11 = 1N4148
C9 = 100nF 50V poliestere D12 = 1N4007
C10 = 47uF 25V elettrolitico DL1 – DL4 = diodo led bianco
C11 = 10uF 25V elettrolitico DL5 = diodo led rosso
S1 = interruttore rete U1 = uA7818
S2 = doppio deviatore con stop centrale U2 = TL084
S3 = deviatore U3 = TL081
1 morsettiera 2 p passo 5 M = galvanometro 200uA
4 morsettiere 3 p passo 5 T1 = 220 – 18V 0,1 A

Per il carico sono state usate RC1, RC2, RC3 e RC4 da 8,2 ohm 50W per un totale di 200W

Il funzionamento è abbastanza semplice, una volta connesso lo strumento all’ uscita dell’ amplificatore (selezionato sulla portata adeguata) la lettura è diretta, indipendentemente dal tipo di amplificatore usato.
Il segnale da misurare passa attraverso il selettore-attenuatore formato da S3 e dalle resistenze da R1 a R16, quindi passa diretto sulla portata di 2W, oppure viene attenuato leggermente o maggiormente (portate 20 e 200W) per giungere agli inglesi non invertenti di U2 (pin 10 e 12) i quali si comportando da inseguitori e provvedono a adattare l’ impedenza al differenziale (ingressi pin 5 e 6), dall’ uscita di questo operazionale (pin 7) è disponibile un segnale sbilanciato che può essere inviato a un oscilloscopio o altro strumento esterno prelevando parte del segnale da R31 oppure letto dal voltmetro formato da U3, 4 diodi e un galvanometro.

Taratura:

La taratura è abbastanza facile e non richiede strumenti particolari, basta un generatore di segnali sinusoidali, un multimetro con portate minime di 2V ac (o un voltmetro analogico professionale, ma non tutti hanno la fortuna di averlo) e procedere come segue:
Accendere il wattmetro e accertarsi che la lancetta sia a zero, altrimenti intervenire manualmente sullo stesso galvanometro, impostare la portata più bassa (2W) in modo da avere la lettura diretta, applicare un voltmetro in ingresso insieme al generatore sinusoidale.
Regolare il generatore fino a leggere una tensione di 2Vac, regolare di conseguenza R25 in modo da portare la lancetta esattamente a metà scala (corrispondente a 0,5W su 8 ohm, 1W su 4 ohm), poi regolare R30 in modo da leggere la tensione desiderata sull’ oscilloscopio (consiglio di impostarlo a 0,5V/div) che dovrebbe essere esattamente la metà del valore reale.quanto basta per visualizzare la forma d’ onda sullo schermo.

Quadrante strumento:

Dal momento che non è facile reperire un galvanometro tarato in watt, ecco un esempio di come si può ovviare a tale problema, qui sotto sono riportate alcune immagini, bisogna stamparle in base alla grandezza dello strumento usato (su carta o su plastica autoadesiva) e incollarlo in modo perfetto, facendo coincidere la scala con la banda nera (in caso di galvanometri di precisione, tale banda va tolta in quanto è gia presente uno specchio), oppure sempre asportando la banda nera, applicare dal retro un pezzetto di foglio di alluminio per uso cucina, in modo tale da avere sempre lo specchio onde evitare “l’ errore di parallasse” durante le misurazioni.

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Una volta montato il circuito funzionerà egregiamente, basta ricordarsi che essendo sostanzialmente un voltmetro, è bene posizionare il trasformatore abbastanza lontano dagli ingressi e dall’ integrato U2 per evitare che capti del ronzio che falsa la lettura.

Ecco qui sotto il disegno delle connessioni e del cablaggio, con i componenti montati fuori stampato.

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