LM386 ile Mini Amfi Yapımı: Devre Şeması ve Malzeme

LM386 ile mini amfi yapmak için entegrenin yanına bir potansiyometre, dört kondansatör, bir direnç ve 8 Ω’luk bir hoparlör yeterlidir. Devre 9 V pille çalışır, telefonun veya MP3 çaların kulaklık çıkışını hoparlörden duyulacak seviyeye yükseltir. Kazanç entegrenin içinde 20’ye ayarlıdır; pin 1 ile pin 8 arasına tek bir kondansatör eklenince 200’e çıkar. Bu yazıda malzeme listesini, devre şemasını, adım adım kurulumu ve cızırtı, uğultu gibi sorunların çözümünü bulacaksınız.

LM386 nedir, neden ilk amfi projesi için uygundur?

LM386, düşük voltajla çalışan tek kanallı (mono) bir ses güç amplifikatörü entegresidir. 8 pinli kılıfta gelir ve çok az dış elemanla çalışacak şekilde tasarlanmıştır. İlk amfi projesinde işi kolaylaştıran üç özelliği vardır:

• Kazanç hazırdır. Geri besleme dirençleri entegrenin içindedir, dışarıdan direnç hesaplamadan 20 kat kazanç alırsınız.
• Tek besleme yeterlidir. Girişler toprağa göre çalışır, çıkış ise kendiliğinden besleme voltajının yarısına oturur. Simetrik (artı ve eksi) kaynağa gerek kalmaz.
• Az akım çeker. Datasheet’e göre 6 V beslemede boşta çektiği akım tipik 4 mA, en çok 8 mA’dir. Bu yüzden pille çalışan devrelere uygundur.

Entegrenin sınırı da bellidir: çıkış gücü en çok 1 W dolayındadır. Küçük bir masa hoparlörünü rahatça sürer; radyo, interkom veya bir 555 astable devresinin çıkış katı olarak iş görür. Büyük bir kabini sürmesini beklemeyin.

LM386 pin bağlantıları

Hangi LM386’yı seçmeli?

LM386 ailesinde parça numarasındaki harf kılıfı, sondaki rakam ise güç ve besleme sınıfını gösterir. Breadboard veya delikli plaket için DIP kılıflı LM386N-4 uygundur; bacakları doğrudan breadboard’a oturur ve 5 V ile 18 V arasında çalışır. Baskı devre tasarlıyorsanız SOIC kılıflı LM386MX-1 daha az yer kaplar ve 4 V ile 12 V arasında çalışır.

Tablodaki değerler Texas Instruments LM386 datasheet’inden alınmıştır. 9 V pil her iki sürümün de çalışma aralığındadır. 12 V’un üzerindeki beslemelerde yalnızca N-4 kullanılabilir; datasheet N-4’ün çıkış gücünü 16 V’ta 32 Ω yükle verir. Besleme yükseldikçe entegrenin ısıya çevirdiği güç de arttığı için 12 V’un üzerinde 8 Ω yerine 16 Ω veya 32 Ω hoparlör seçin.

Malzeme listesi

Datasheet’teki uygulama devresi çıkışta 250 µF ve 0,05 µF kullanır. Bu değerleri piyasada bulmak zordur; en yakın standart değerler olan 220 µF ve 47 nF aynı işi görür. C4’ün değeri datasheet’te verilmez, yalnızca besleme pinine yakın bir kondansatör önerilir; 100 µF bu iş için yaygın bir seçimdir.

LM386 amfi devre şeması

Devre, datasheet’teki en az elemanlı uygulamanın üzerine iki kondansatör (C3 ve C4) eklenmiş hâlidir. Her elemanın işi şöyle:

• P1 (10 kΩ): Ses kaynağı potansiyometrenin bir ucuna, toprak diğer ucuna bağlanır. Orta uç pin 3’e gider ve gelen sinyalin ne kadarının entegreye ulaşacağını belirler.
• Pin 2: Kullanılmayan eviren giriş doğrudan toprağa bağlanır.
• C1: Çıkış pini besleme voltajının yarısında durur. 9 V pille bu yaklaşık 4,5 V DC demektir. C1 bu DC’yi keser, yalnızca ses sinyalini hoparlöre geçirir.
• C2 ve R1: Pin 5’ten toprağa seri bağlanır. Hoparlör bobini yüksek frekansta endüktif davranır; bu ikili entegrenin çıkışını kararlı tutar.
• C3: Pin 7’den toprağa bağlanır ve besleme hattındaki dalgalanmanın çıkışa geçmesini azaltır. Datasheet, besleme bastırma oranını (PSRR) 10 µF baypas kondansatörüyle tipik 50 dB olarak verir (6 V besleme, 1 kHz, kazanç 20).
• C4: Pil ile entegre arasındaki telin etkisini azaltmak için pin 6’nın hemen yanına konur.

Adım adım kurulum

1. LM386N-4’ü breadboard’un orta kanalına, çentiği yukarı bakacak şekilde yerleştirin. Bu durumda sol üstteki pin 1’dir ve pinler saat yönünün tersine sayılır.
2. Pin 4’ü toprak hattına, pin 6’yı artı hattına bağlayın. C4’ü artı ucu pin 6 tarafında olacak şekilde iki hattın arasına takın.
3. Pin 2’yi toprağa bağlayın.
4. P1’in bir dış ucunu toprağa, diğer dış ucunu ses kablosunun sinyal teline (sol veya sağ kanal), orta ucunu pin 3’e bağlayın. Ses kablosunun toprak telini devrenin toprağına bağlayın.
5. C3’ün artı ucunu pin 7’ye, eksi ucunu toprağa takın.
6. C2 ile R1’i seri bağlayıp bir ucunu pin 5’e, diğer ucunu toprağa verin.
7. C1’in artı ucunu pin 5’e, eksi ucunu hoparlörün bir ucuna bağlayın. Hoparlörün diğer ucu toprağa gider.
8. Potansiyometreyi en kısık konuma getirin, pili takın ve sesi yavaşça açın.

Pili takmadan önce elektrolitik kondansatörlerin yönünü ve pin 4 ile pin 6’nın yerini bir kez daha kontrol edin. Ters besleme entegreye zarar verebilir.

Kazancı 20’den 200’e çıkarmak

Entegrenin içinde pin 1 ile pin 8 arasında 1,35 kΩ’luk bir direnç bulunur ve kazancı 20’de (26 dB) tutar. Bu iki pinin arasına 10 µF kondansatör bağlandığında direnç ses frekanslarında devre dışı kalır, kazanç 200’e (46 dB) çıkar. Kondansatörün artı ucu pin 1’e gelir. Kondansatöre seri bir direnç eklenirse kazanç 20 ile 200 arasında bir değere ayarlanır; datasheet’teki örnekte 1,2 kΩ ile 10 µF kazancı 50 yapar.

Yüksek kazanç her zaman daha iyi ses demek değildir. Kazanç 200 olduğunda girişteki gürültü ve parazit de 200 kat yükselir. Telefon veya MP3 çalar gibi çıkışı güçlü kaynaklarda pin 1 ve 8’i boş bırakın. 200 kazancını elektret mikrofon ön katı veya çok zayıf bir sinyal için saklayın. Datasheet, yüksek kazançta kullanılmayan girişin toprağa kısa devre edilmesini ya da 0,1 µF ile toprağa bağlanmasını gerekli görür; bu devrede pin 2 zaten topraktadır.

Örnek hesaplar

Ne kadar giriş sinyali gerekir?

Hoparlördeki güç P = V² / R ile bulunur. 8 Ω hoparlörde 125 mW için gereken çıkış voltajı V = √(0,125 × 8) = 1 V’tur (etkin değer). Kazanç 20 iken bunun için girişte 1 / 20 = 50 mV yeterlidir. Kazanç 200’de aynı güç yalnızca 5 mV ile elde edilir. Bir telefonun kulaklık çıkışı bundan çok daha büyük sinyal verebildiği için kazanç 200’de ses hemen bozulur. Kazanç 20’de de kaynağı tam sese getirip P1’i sonuna kadar açmayın: datasheet giriş voltajını ±0,4 V ile sınırlar.

C1 basları ne kadar keser?

C1 ile hoparlör bir yüksek geçiren filtre oluşturur. Kesim frekansı f = 1 / (2π × R × C) formülüyle hesaplanır:

• 250 µF ve 8 Ω: f ≈ 80 Hz
• 220 µF ve 8 Ω: f ≈ 90 Hz
• 470 µF ve 8 Ω: f ≈ 42 Hz

Küçük hoparlörler bu frekansların altını zaten veremez. Daha büyük bir hoparlör kullanıyorsanız C1’i 470 µF yaparak bas tarafını genişletebilirsiniz.

Sık yapılan hatalar

• Girişe fazla sinyal vermek. Girişlerin sınırı ±0,4 V’tur. 555 çıkışı gibi besleme voltajına yakın genlikte bir sinyali doğrudan pin 3’e bağlamayın. Önce bir direnç bölücüyle küçültün, ardından girişe seri bir kondansatör (örneğin 100 nF) koyun; böylece sinyalin DC bileşeni de yükseltilmez.
• C2 ve R1’i atlamak. Devre bu ikili olmadan da ses verir, ama uzun hoparlör kablosunda veya yüksek kazançta çıkışta ıslık ve cızırtı başlayabilir.
• C3 ve C4’ü takmamak. Pil zayıfladıkça iç direnci artar ve besleme voltajı sesle birlikte dalgalanır. Sonuç, “pat pat” diye tekrarlayan bir ses veya uğultudur.
• Uzun ve ekransız giriş kablosu. Giriş direnci 50 kΩ olduğu için açıkta kalan giriş teli şebeke uğultusunu toplar. Parmağınızla dokununca duyduğunuz vınlama bu yüzdendir. Giriş bağlantısını kısa tutun.
• 4 Ω’dan düşük yük bağlamak. Datasheet en az 4 Ω hoparlör empedansı ister. İki adet 4 Ω hoparlörü paralel bağlamak 2 Ω eder ve entegreyi zorlar. 4 Ω hoparlör de entegreyi 8 Ω’a göre daha çok ısıtır; emin değilseniz 8 Ω kullanın.
• Stereo kaynağın iki kanalını birbirine kısa devre etmek. LM386 tek kanallıdır. Tek kanalı kullanın ya da her kanala seri birer direnç koyup dirençlerin diğer uçlarını birleştirin.

Daha fazla güç gerekirse

LM386’nın gücü masaüstü denemeler için yeterlidir. Daha yüksek ses seviyesi gerektiğinde bir üst basamak, soğutucuya bağlanan 5 bacaklı TDA2030 gibi entegrelerdir. Datasheet’ine göre TDA2030 ±6 V ile ±18 V arasında beslenir ve ±16 V beslemede 4 Ω yüke %0,5 distorsiyonla tipik 14 W verir. Buna karşılık daha büyük bir güç kaynağı, soğutucu ve daha fazla dış eleman ister. Diğer seçenekler için ses amplifikatör entegreleri kategorisine bakabilirsiniz.

Sık sorulan sorular

LM386 kaç watt verir?

LM386’nın çıkış gücü sürüme göre 325 mW ile 1 W arasındadır. Datasheet’e göre LM386N-1 ve LM386M-1, 6 V besleme ve 8 Ω yükte tipik 325 mW verir. LM386N-3, 9 V ve 8 Ω’da tipik 700 mW; LM386N-4 ise 16 V ve 32 Ω’da tipik 1000 mW verir. Bu değerler %10 distorsiyonda ölçülmüştür.

LM386 kaç voltla çalışır?

LM386N-1, N-3, M-1 ve MX-1 sürümleri 4 V ile 12 V arasında, LM386N-4 sürümü 5 V ile 18 V arasında çalışır. Mutlak maksimum besleme voltajı N-4 için 22 V, diğerleri için 15 V’tur.

LM386 kazancı nasıl 200 yapılır?

Pin 1 ile pin 8 arasına 10 µF kondansatör bağlanır, artı ucu pin 1’e gelir. Kondansatör içerideki 1,35 kΩ direnci devre dışı bırakır ve kazanç 20’den 200’e (46 dB) çıkar.

LM386 amfi neden cızırtı veya uğultu yapar?

En sık nedenler eksik baypas ve besleme kondansatörü (C3, C4), çıkıştaki 47 nF ve 10 Ω ikilisinin takılmaması, gereğinden yüksek kazanç ve uzun, ekransız giriş kablosudur. Pin 7’ye 10 µF eklemek ve kazancı 20’de tutmak çoğu durumda sorunu giderir.

LM386 ile stereo amfi yapılır mı?

LM386 tek kanallı bir entegredir. Stereo için aynı devreden iki tane kurulur: biri sol, biri sağ kanal için. İki devre aynı pilden beslenebilir.

Sonuç

LM386, on parçayı geçmeyen bir malzeme listesiyle çalışan bir amfi kurmanın en kısa yoludur. Kazancı 20’de bırakın, C3 ve C4’ü atlamayın, girişi kısa tutun; temiz ses için gereken çoğu önlemi almış olursunuz. Breadboard için LM386N-4, baskı devre için LM386MX-1 ile başlayabilirsiniz.

Kaynaklar

• Texas Instruments, LM386 Low Voltage Audio Power Amplifier datasheet (SNAS545D)
• HGSEMI, TDA2030 datasheet