SHINE vol 3 OTL

ECC88 PARALLEL PUSH PULL, "CIRCLOTRON", HEADPHONE AMPLIFIER

DIARY 

SHINE vol 3 OTL toiminnassa 10.8.2015

Ajatus tästä vahvistimesta oli alkujaan tasolla "pitäisikö" toisin sanoen rakentaminen oli epävarmaa. Shine sarjasta olivat aiemmin syntyneet versiot Shine vol 1 ja Shine vol 2 OTL. Päätös tästä vahvistimesta syntyi heinä- elokuun vaihteessa Portlandissa Yhdysvalloissa, jossa on laajalle levinnyt Steampunkiksi kutsuttu alakulttuuri. Tässä kulttuurissa putkivahvistimen tulee näyttää ja tunnistaa putkivahvistimeksi. Tunnusomaista steampunkille on kupari ja näkyvillä olevat putket ja muuntajat. Shine sarjan aiemmat vahvistimet eivät täytä tätä vaatimusta. Käytännössä Shine vol 3 OTL on uudelleen muotoiltu Shine vol 2 OTL. Ainoa tekninen uudistus on vastakytkennän säätö, jolla sovitetaan eri impedanssisten kuulokkeitten vaatimat vahvistukset. 

Alustava ulkoasusuunnitelma valmistui 18.8.2014. Suunnitelma perustui hammondin 406x203x51 teräsalustalle. Toinen leimallinen piirre on toroidi muuntaja verkko-osassa.  Suorituskykysimulaatiot tehtiin jo 3.5.2014 Shine vol 2 OTL:ää varten.

19.8.2014: Verkkomuuntaja on tilattu. Verkkomuuntaja tullaan valmistamaan Puolassa. Verkkomuuntajan spesifikaatiot ovat alla

Loudness-, kuuloke- ja verkkokytkimet ja kuulokeliitin on tilattu.

Sassis jolle vahvistin tullaan rakentamaan. Tämä alusta tuli hankittua jo useita vuosia sitten Metal Boogie sarjaa varten.

21.8.2014: Ilmoittautuminen kansalaisopiston puu- ja metallitöihin onnistui varmistaen tämän vahvistimen mekaaniikan teon.

22.8.2014: Kytkimet, impedanssipotikka ja kuulokeliitin saapuneet

Ylemmässä kuvassa oikealla takarivissä vasemmalta ovat verkkoliitin, kaiutinliittimet ja tuloliittimet. eturivissä ovat vastaavasti volumepotikka, balanssipotikka, impedanssin säätöpotikka, verkko-, loudness- ja kuulokekytkimet sekä kuulokeliitin. Alemmassa kuvassa ovat vahvistimen putket 4 kpl ECC88 ja 2 kpl ECC83.

24.8.2014: Tästä se alkaa nimittäin kytkentälevyn suunnittelu, kuva oikealla.

25.8.2014: Kuten tavallista ensimmäinen mieleen tuleva layout ei toimi. Verkkomuuntaja ja päätemuuntajat olivat vain muutaman millimetrin päässä toisistaan. Lopetin kohtalon härnäämisen ja siirsin päätemuuntajat suosiolla kauas verkkomuuntajasta. Näin syntyi uusi ajatus layoutista, versio 2 jos niin halutaan.

Olin hankkinut pari vuotta aiemmin Hammondin muuntajat 125BSE Metal Boogie vol 5:ttä varten. Ajattelin käyttää niitä tässä vahvistimessa. Layoutin kannalta olisi helpompaa, jos päätemuuntajat voisi jättää vastakytkentäsilmukan ulkopuolelle. Tätä varten mittasin muuntajan taajuusvasteen ja särön. Trion generaattori signaalilähteenä 1250 ohmin ensiöllä ja 4 ohmin kuormalla taajuusvaste ulottui 6,5 Hz:stä muutamaan sataan kHz:iin. Yläpää jäi epämääräiseksi, sillä hajainduktanssi resonoi hajakapasitanssin kanssa 200 kHz:n jälkeen korostaen vastetta. Mittaus vastannee hyvinkin tilannetta vastavaihevahvistimen lähdössä, joka toimii jännitegeneraattorin tavoin.  Särö oli 0,06 % yhdellä kHz:llä ja 0,5 watilla. Muuntajan voi huoletta jättää vastakytkentäsilmukan ulkopuolelle.

28.8.2014: Ensimmäinen versio kytkentäkaaviosta on piirretty.

29.8.2014: Alkoi mietityttää miksi vahvistuksen ja sitä kautta vastakytkennän pitäisi olla kiinteä kaiuttimilla. En keksinyt tähän mitään syytä ja niin syntyi toinen versio kytkentäkaaviosta. Vastakytkennän säätö vaikuttaa samalla tavoin kuin voimakkuuden säätö ja niinpä vaihdoin impedanssin säätöpotikan saman tyyppiseksi kuin voimakkuuden säätöpotikan.

7.9.2014: Nyt on enää pari päivää kansalaisopiston kurssin alkuun. Tämä tarkoittaa, että parin päivän sisällä on viimeistään lyötävä lukkoon vahvistimen ulkoasu. Olen tällä hetkellä vaihtanut sassiksen materiaalin alumiiniksi ja kytkimet pyöreiksi kuten tämän sivun otsikkokuvassa.

8.9.2014: Oikealla ensimmäinen mallaus alumiinisassiksella ennen rei'ityksiin ryhtymistä. Kuvassa näkyy ensimmäisen kerran päihin tulevat kahvat. Kävin aamulla hakemassa sassiksen päälle tulevat vahvikkeet - 1 mm:n sinkityn teräslevyn ja 1,5 mm:n alumiinilevyn. Myös pyöreät kytkimet on tilattu ts. tämän vahvistimen ulkoasu on lyöty lukkoon. Otsikkokuvat on vaihdettu uutta olkoasua vastaaviksi.

14.9.2014: Pyöreät kytkimet saapuivat. Vasemmalla on verkkokytkin ja keskellä sekä oikealla laudness ja kuulokekytkimet. Jälkimmäisissä kytkimissä on rengasmainen sininen valo, ledi. Valo oli siksi kirkas, että teen niille säädön, trimmerit, kotelon sisällä. Sassiksen työstäminen alkoi näille kytkimille. Rei'itys on edennyt niin pitkälle, että vahvistimen ulkoasu alkaa hahmottua.

17.9.2014: Sain eilen viimeiset suuret peltiosat, kuva oikealla. Kuvassa vasemmalla ovat kupariset pohja ja kansi. Niitä seuraa magneettisuojaksi vahvikkeeksi tuleva 1 mm:n sinkitty teräslevy ja oikealla on 1,5 mm:n alumiinilevy, joka tulee niin ikään magneettisuojaksi. Pohja ja kansi ovat taivutetut ja ne täytyy vielä kiilloittaa ja lakata. Nyt niissä on myös kuvassa näkyviä tummentumia. Kaikista osista puuttuu vielä rei'itykset.

Eilen alkoi myös vahvistimeen tulevien puupaneelien teko. Nämä tullaan liimaamaan epoksilla sassiksen etu- ja takaosaan sekä kummallekin sivulle. Oikealla olevassa kuvassa vasemmalla ovat etu- ja takapaneelien aihiot ja niistä oikealle ovat sivuille tulevien paneelien aihiot. Muut paneelit tulevat Kismet vol 3 vahvistimeen. Paneelit ovat koivua.

Päivitin myös ulkoasukuvat vastaamaan viimeisiä suunnitelmia ja tulevaa toteutumaa. Jätin ensimmäiset muotoilukuvat vertailtavaksi.

21.9.2014: Ulkoasu muuttui vielä kerran. Loppuviikon aikana liimailin koivupaneeleita alumiinisassiksen ympärille. Sovitin häiriösuojapellit paneeleihin ja viimeistelin paneelit maalausta varten. Viimeistelty koivupinta oli erittäin kaunis eikä sitä voi maalata vaan jätettävä näkyville. Joskus tulee tilanteita ettei voi jatkaa aiemman suunnitelman mukaan (tulee mieleen eräs harjoituslenkki polkupyörällä runsaan 50 vuoden takaa). Tämä oli sellainen.

Tein muutokset muotoilukuviin ja lisäsin paneelikuvat sassis-sivulle. Ainoa murhe tässä uudessa muotoilussa on, että se näyttää hiukan laatikkomaiselta. Tulee mieleen ensimmäiset haparoivat askeleet elektroniikan parissa miltei 60 vuoden takaa kun rakensin ensimmäisiä radioitani. Käytin tuolloin sassiksina Fazerin vanerisia karamellilaatikoita.

Ensi viikolla alkaa kuljetuspakkauksen teko. Sinne tulee tilaa vahvistimen lisäksi kuulokkeille, vahvistimen dokumenteille, Bond jousikvartetin CD:lle Shine ja muutamalle varaosaputkelle.

24.9.2014: Kuparinen kansilevy on nyt sovitettu paikoilleen, kuva oikealla.

25.9.2014 Kuparinen pohjalevy on nyt valmis. Pohjalevyyn tuli 2 mm:n lasikuitulaminaatista ohjaimet, joilla pohjan saa asennettua helposti paikoilleen. Ohjaimet pitävät levyn myös paikoillaan. Kiinnitys tehdään peltiruuveilla.

26.9.2014 Pitäisikö ulkoasua vielä hiukan muokata. Vahvistimen laatikkomainen olemus on vaivannut. Päätypalikat korjaisivat tämän ilmeen. Nämä tosin toisivat yläpintaan pienen kauneusvirheen. Kansilevy on suunniteltu käytettäväksi ilman päätypalikoita.

1.10.2014 Verkkomuuntaja saapui tänään. Siinä on ensiöt sekä 120 että 230 voltille. Kuvassa oikealla alla näkyvät myös päätypalikat. Ne ovat liimatut paikoilleen mutta eivät vielä oikeissa mitoissaan paksuutta lukuunottamatta. Vahvistimen oikeassa päässä olevien kytkimien ledien värit on muutettu vihreäksi. Tuli mieleen jonkinlainen analogia liikennevalojen kanssa, kun vihreä palaa niin toiminto on kytketty.

Vahvistimen kaikki osat ovat nyt olemassa lukuunottamatta verkkomuuntajan suojaa. Käyn ensi viikolla romuliikkeessä josko sieltä löytyisi tarvittava vähintää 8 mm paksu rautalevy tai muutoin sopiva tanko. Tulevana viikonloppuna piirrän suojan mitoituskuvat.

3.10.2014 Ulkoasua tuli muokattua vielä kerran. Olin aiemmin arvioinut verkkomuuntajan halkaisijan väärin. Olin käyttänyt 70 mm kun todellinen halkaisija mitattuna fyysisestä muuntajasta on 80 mm. Korkeuden olin arvioinut oikein. Suurentuneen halkaisijan takia siirsin putkia 2,5 mm ulospäin.

Kävin myös romuliikkeessä katsomassa sopivaa rautalevyä muuntajasuojaa varten ja löysinkin sopivan palan 12 mm paksua levyä, josta saan kaikki suojat. Levyn pala painoi 19 kg. Ihan oikeasti kyllä tämä on vahvistimen osa, kuva alla.

8.10.2014 Muuntajasuojuksen aihiot on nyt leikattu, kuva oikealla. Niiden halkaisija on 110 mm ja paksuus 12 mm. Kiekot on sahattu 12 mm:n rautalevystä, kuva yllä.

27.10.2014 Vahvistimen puuosien pintakäsittelyä varten tein kokeiluja vahauksella. Ensin pienellä koepalalla ja sitten vahaamalla Metal Boogie vol 5: puuosat. Lopputulos näytti sellaiselta, että vahaus sopii myös tähän vahvistimeen. Tosin täytyy vielä kokeilla kiinteillä vahoilla.

29.10.2014 Muuntajasuojuksen sorvaaminen alkoi, kuva oikealla. Olin porannut aihioiden keskelle 20 mm:n reiät joihin saan kiinnitettä tiukasti sovitetut akselit sorviin kiinnitystä varten. Käytin aluksi kuvassakin näkyvää 20 mm:n pulttia. Tämä ei kuitenkaan kiinnittänyt aihiota kyllin tarkasti. Joudun tekemään kiinnitystyökalun halkaisijaltaan vähintään 30 mm:n rautatangosta.

31.10.2014 Sain sovitettua kytkennät peruslevylle ja piirrettyä koko vahvistimen layoutin.

5.11.2014 Työkalu muuntajan suojien sorvaamiseksi on valmistumassa, kuva oikealla. Kiekkoihin on porattu 20 mm:n reiät, joista ne kiinnitetään työkaluun, ohuempi osa yläpäässä. Muun osan halkaisija on 40 mm. Työkalusta puuttuu vain kierre kiinnityspulttia varten. Pultin koko on m16. 

8.11.2014 Peruslevyn suunnitelma on saatu valmiiksi. Levyn materiaali on 2 mm:n punaista lasikuitulaminaattia.

18.11.2014 Peruslevyn teko on päässyt hyvään vauhtiin. Levyn rei'itys on valmis ja tätä kirjoitettaessa oikean kanavan kuparinen maataso on valmis. Laminaatin väri vaihtui mustaksi juuri ennen reikien tekoa. Samalla mustat laminaatit päissä vaihtuivat punaiseen ja siniseen. 

23.11.2014 Peruslevy on valmis. Seuraavana on vuorossa komponenttien asennus ja levyn sisäinen johdotus. Verkkomuuntajan suojuksen yläpinta on sorvattu, kuva oikealla. Vielä alapinnan sorvaus ja alimman suojuksen teko.

4.12.2014 Muuntajasuojan teko etenee. Yläsuoja on sorvattu. kuvat alla.

Alasuojan sorvaus on meneillään. Kehän ulkoreunat on sorvattu, sisäosan sorvaus puuttuu, kuva alla.

15.7.2015 Muuntajan suoja on valmis. Tässä ovat suojan osat, kuva alla.

Tältä suoja näyttää paikoillaan ja koottuna, kuva alla.

Säätimiä ja kytkimiä varten vahvistimen etuosassa on erillinen kytkentälevy. Kytkentälevy on kalustettuna ja paikoilleen asennettuna kuvassa alla. 

6.10.2014 Muuntajasuojaan tarvitaan myös kupariputkea, löytyi Siimesvaaralta, kuva yllä

15.7.2015

Päätemuuntajia varten tein vahvistimen kumpaankin päähän pukit. Vasemman kanavan pukki on punainen ja oikean sininen. Vasemmassa päädyssä on myös verkkoeristeet, kuvat alla. 

6.9.2015

Vioittuneen vanhan muuntajan tilalle on nyt asennettu uusi muuntaja. Uuden muuntajan ensiöiden järjestely oli kuitenkin erilainen ja siksi vasemmassa päädyssä vaihdoin verkkomuuntajan johtojen asennuslevyn. Vanha levy on alla

9.9.2015 Shine vol 3 OTL käynnistyi. Oikea kanava hurisi. Syylliseksi osoittautui tulossa oleva putki ECC83. Putken vaihdon jälkeen myös oikea kanava oli hiljainen. Muita ongelmia oli loudness kytkimen toimiminen väärinpäin, toiminta oli -loudness. Toiminta on ehkä ok. Vielä pitää lisätä 150 (2x75 V 0,5 W) voltin zenerit ECC83 putkien katodeilta maihin. Simulointien mukaan zenerit eivät vaikuta vahvistimen toimintaan. Zenerien tarkoituksena on estää katodien ollessa kylmä katodien ja hehkujen välisten jännitteitten ylittämästä putkien spesifikaatioita. Lisäksi käännän vastakytkennän säädön suunnan. Logaritminen potentiometri teki säädöstä turhan lopussa turhan jyrkän ja alussa lähes vaikuttamattoman.

Vahvistimessa ilmeni myös vakavampi ongelma. Vahvistin hurisi kuulokkeilla käynnistettäessä ennen kuin putket olivat lämmenneet toimintakuntoon. Hurina ilmeni myös vastakytkennän säätö nollassa ja jopa ilman putkia. Syylliseksi paljastui verkkomuuntajan käämien väliset kapasitanssit. Hurina vaimeni kuulumattomiin oikeilla verkkomuuntajan anodikäämien vaiheistuksilla ja oikeilla käämeillä oikeisiin tasasuuntajiin. Lisäksi tarvittiin 1 megaohmin vastus 75 mA:n anodikäämien pluspäiden välille. Tämän jälkeen ei hurinoita kuulunut.

22.9.2015 Shine vol 3 OTL toimii niin kuin pitääkin. Tämän vahvistimen saaminen hyvin toimivaksi oli aikaa vaativa operaatio. Vahvistin kyllä käynnistyi välittömästi kun kytkin siihen sähköt ensimmäisen kerran. Siinä oli kuitenkin joitakin ongelmia, joiden selvittäminen ja korjaaminen vei aikaa. Viimeinen korjaus oli vastakytkentäketjun muuttaminen. Kaiutinkäytössä vahvistimen herkkyys oli huono voimakkaasta vastakytkennästä johtuen. Olin ottanut aiemmin vastakytkennän päätemuuntajien ensiön puolelta ja käyttänyt samoja vastakytkennän komponentteja kuulokekäytön kanssa. Vaihdoin kaiutinkäytön vastakytkennän päätemuuntajan toisioon. Tämä ratkaisi viimeisen vahvistinta vaivanneen ongelman. 

22.9.2015 Shine vol 3 OTL toimii ja on valmiina lähetettäväksi Yhdysvaltoihin. Tämän vahvistimen rakentaminen päättyy tähän. Jäljellä on vain kuljetuslaatikon viimeistely ja vahvistimen lähetys.

Tämän vahvistimen tekemisessä oli välillä pitkä tauko. Syynä tähän taukoon oli vaimoni äkillinen menehtyminen tämän vuoden 2015 tammikuussa. 

Vahvistin tullaan lähettämään valmistuttuaan Yhdysvaltoihin. Tätä varten tarvitaan kuljetuslaatikko. Sisällön arkuuden takia laatikon pitää olla riittävän tukeva ja suojata vahvistin hyvin. Vahvistimen mukana lähetän joitakin varaosia, dokumentit, kuulokkeet ja Bond jousikvartetin CD:n Shine. 

Näistä pitäisi syntyä kuljetuslaatikko, kuvat oikealla. Yläkuvassa ovat sivujen aihiot ja alakuvassa pohjan aihio. Tällä hetkellä puuttuvat vielä kannen ja välipohjan aihiot. Sivupalojen mitat ovat 550x30 ja 35x30. Mitat ovat senttimetreinä. Pohja-aihion koko on 550x33. Levyjen paksuudet ovat 14 mm. Laatikkoon tulee aikanaan paitsi itse vahvistinta, myös kuulokkeet, dokumentit ja varaosaputket. Tämä puinen kuljetuslaatikko sijoitetaan pahvilaatikkoon lähetyksen ajaksi.

28.10.2014 Kuljetuslaatikko edistyy, kuvat oikealla. Laatikon materiaali on mäntyä, joka on höylätty 14 mm:n paksuuteen. Laatikon nurkat on viistetty 45 asteen kulmaan ja liimattu kokoon. Pohja ja kansi on upotettu n. 10 mm kehikon sisään.

4.11.2014 Kuljetuslaatikon pohja ja kansi on nyt liimattu. Myös kansi on sahattu irti.

7.10.2015 Kuljetuslaatikko on nyt valmis lukuunottamatta lukitus-salpaa. Tämä vaatii vielä pientä askartelua.

15.10.2015 Kuljetuslaatikko pakataan pahvilaatikkoon, kuvat alla. 

15.10.2015 Kuljetuslaatikko pakattuna pahvilaatikkoon ja vahvistin on lähetyskunnossa.

15.10.2015 Viimeinen testaus ennen lähetystä oli toiminta 120 voltin verkkojännitteellä, kuva alla. Toiminnassa ei ollut ongelmia.

15.10.2015 Kuvassa alla vahvistin on pakattuna kuljetuslaatikkoon. Alimmassa kuvassa on vahvistimen mukana lähetettävä materiaali.