Захранване

Представете си, че захранващо-токовата верига на музиката ви в колата е нещо като воден поток.

Значи - първо трябва да имаме източник, който да произвежда ток - все едно това е изворът на водата! Защото ако тя не извира, нищо няма да стане. Това се явява алтернаторът на колата. Той произвежда ток (знаете как става, да не изпадам в подробности) и зарежда акумулатора. Обикновено алтернаторите са около 70А, за дизелите - 90-100А. Това означава, че на максимални обороти на колата той произвежда толкова ток. При около 3000 оборота обаче (до колкото се кара обикновено), алтернатор от 70А произвежда около 40А ток. В зависимост от момента самата кола се нуждае за работа на мотора (бензинова кола) и други консуматори по нея - между 20 и 40А. Значи произведените над тези Ампрери остават за музиката.

След алтернаторът (изворът на ток) идва място на акумулаторът. Него си го представете като един язовир, непосредствено след извора. Алтернаторът има реле-регулатор, което следи колко е зареден акумулаторът. Когато се разреди - релето включва и започва да подава ток от алтернатора и да зарежда акумулатора, а когато той се зареди до около 13,8-14,2 волта - релето спира притокът на ток към акумулаторът, за да не се презареди. По този начин реле-регулаторът играе ролята на нещо, което спира притокът на вода, когато язовирът е пълен и отново го пуска, когато нивото на водата падне. За да не прелива язовира, а и за да не стои празен, че иначе каква полза от него?! Големината на акумулатора трябва да е съобразена с произвеждания от генератора ток. За какво ни е голям язовир, ако изворчето е мижаво? И обратното - при яко извиране - ако е малък язовира - реле-регулаторът непрекъснато ще спира притока, за да не прилива (кипи акумулатора) и дефакто вече не ползваме ефективно големия алтернатор -> т.е. нямаме нужда от такъв при малък акумулатор.

След акумулаторът, който приемам, че е язорир в системата, чийто ниво на водата се регулира от реле-регулатор следват захранващите музикалната уредба кабели. Те могат да са от няколко до много - но ще разгледаме идеализиран случай, в който е само 1, защото принципно казаното ще важи за всеки кабел поотделно. Значи кабелът се явява в тази водна система нещо като река или поток/вада. Колкото по-голям е той, толкова повече дебит има. Т.е. за единица време може да протече повече вода през него. Затова сечението на кабелите се съобразява с консумацията на свързаните с тях консуматори. Ако консуматорът се нуждае от много вода, но вадата ни е малка и не може да осигури необходимия дебит, до консуматора ще достига само толкова, колкото може да осигури вадата. И той няма да работи на пълна мощност, а само дотолкова, доколкото му позволява потокът (в случая сечението на кабела). Негативно в случая е, че ако се ползва кабел с малко сечение за голяма консумация - 1. силата на тока пада поради повишеното съпротивление (примерно при подаване на 14 V на входа излиза 12 V на изхода) 2. поради повишеното съпротивление кабелът започва да загрява (ефект на реотан) и може да стопи изолацията -> какво става след това, не ми се коментира! Така че - за да свири на максималните си сила и качество консуматорът - кабелът трябва да може да му доставя достатъчно силен ток (по възможност над 13,6 волта). Прието е (не ми се обяснява как), че по кабел със сечение 1кв.мм без проблем може да тече дълго време ток с големина 5А. Т.е. се изчислява съразмерно на това -> ако имате консумация 50А -> 10мм кабел, ако е 80А -> 16мм кабе и т.н. Аз лично слагам с около 5-8кв.мм по-дебел кабел от необходимия (за всеки случай, а и за резерва - при следващо слагане на още консуматори) - т.е. ако имам консумация 80А няма да сложа нормалните 16кв.мм, а ще мина на 20 или дори 25кв.мм. (които спокойно могат да хранят 100/125А консуматор!). *Една подробност - веднага след акумулаторът се слага як бушон, целта на който е да изгори, ако нещо по системата даде на маса (на късо). Той трябва обаче да е съобразен така, че хем да не е прекалено голям - защото ще се запали кабелът, преди да е изгорял бушона; хем да не е прекалено слаб - защото пък ще гори при всяко усилване на консуматора. Аз лично го изчислявам, като събера ампеража на всички бушони на консуматорите, захранвани от тоя кабел и прибавя още 5-10-15А в зависимост от това колко са те. Примерно ако имаме консуматор с негови бушони 2х25А=50А, редно е смятам предпазителят на захранващия кабел да е 60-80А, за да може да пропуска достатъчно ток за консуматора, но и да изгори бързо при късо съединение! Предпазителя бих сравнил с бент, който аварийно спира притока на вода кум консуматора в случай на авария, за да не стане наводнение (в случая пожар де!). След всяко разклонение на основния кабел е редно да се сложи друг предпазител, съобразен с консуматора на края на разклонения кабел.

След като дотук изяснихме източника на тока (алтернатор = изворче), акумулирането му (акумулатор = язовир) с регулиране на нивото (реле-регулатор = регулатор нивото на водата) и предпазването (бушон = бент), следва потокът (ток = водата) да е стигнал безпрепятствено до консуматорът - да приемем, че той е една ВЕЦ (Водно-Електрическа Централа). Тази ВЕЦ има нужда от вода, за да произвежда нещо си там (примерно ток...). Тя има някакъв капацитет на производство, който за да бъде осъществен е необходимо определено количество вода. Но ние вече сме съобразили това количество посредством големината на изворчето (ако ни трябва много вода, то трябва и да извира много -> по-голям алтернатор), големината на язовира (за да имаме резерв от вода за всеки момент, когато изворчето е затруднено да "извира" -> по-голям акумулатор), големината на вадата/потока/рекичката (за да се достави необходимото количество от язовира до теца -> съобразено сечение на кабела) и до ВЕЦ-а се доставя необходимото му количество вода. Ако е повече няма проблем, но ако е по-малко то ВЕЦ-ът няма да работи на пълна мощност, а само дотолкова, доколкото вода му се осигури. ТАКА ЧЕ, ако искате едно стъпало да работи максимално добре като сила, А И КАТО качество -> осигурете му необходимия ток (посредством подходящ алтернатор, акумулатор, предпазител, кабел). Може би сте забелязали, че усилвателите (а и всички консуматори) имат свои вградени предпазители. Те са именно с цел при късо съединение да не изгори съответния модул, а само бушона му. НО както всички бушони, така и тези са съобразени с консумацията (писах по-горе). Обикновено реалната МАКСИМАЛНО консумирана мощност варира между 50 и 80% от големината на бушона. Примерно ако стъпало има 2 бушона по 25А (общо 50А), то реално максимално усилено харчи ток 25-40А (50-80%). И понеже този процент е плаваш, много хора се лъжат да определят мошността на стъпалото по броя и големината на бушоните. ЗА марковите стъпала е ясно, но ментажните могат да наслагат и 3-4 бушона по 30А, но да са вързани така, че при по-голямо натоварване да горят. Примерно ако марков усилвател консумира 25А ток и има предпазител 30А, който ще изгори много бързо при късо, то менте може и с консумация 15А да има 30А бушон. Просто идеята ми е, че бушоните не са толкова определящи за мощността (НО в никакъв случай не могат и да се пренебрегнат!!!). Просто някои ги ползват за рекламен трик просто...

ТУК идва мястото и да изясним ролята на кондензатора. Той своево рода пак се явява нещо като язовир (подобно на акумулатора), защото идеята му е да акумулира ток. НО язовир с някои много полезни и малко по-особени свойства. Както казах по-горе - поради съпротивлението на кабелите (а и не само - също така всяка връзка има съпротивление, както и самия акумулатор има свое вътрешно), силата на тока от началото до края на проводника спада. Това зависи от сечението му, материала, дължината му и др. За да се компенсира този спад (но не само затова), на края на кабела и непосредствено преди консуматорите се монтира кондензатор. Идеята му е - когато няма голяма консумация - той да се зарежда, а когато има пикова нужда от много ток - той бързо да се празни, за да може ВЕЦ-ът рязко да заработи на максмална мощност. Освен за да стабилизира напрежението в края на веригата, кондензаторът се ползва именно и поради функцията си да се изпразва много бързо и през цялото време да осигурява почти константен волтаж. ДА приемем, че имаме много мощно стъпало, захранващо много мощен бас. В момента (част от секундата), в която басът трябва да удари силно какво става -> усилвателят иска за кратък миг много ток. В началото го получава, но веднага след това акумулаторът започва да пада (а и дългия кабел има голямо съпротивление, което също допринася за бързия пад), заедно с това и силата на тока (примерно от 14 на 12 волта). Това предизвиква нежелано движение на мембраната на баса - отначало то е достатъчно бързо и рязко, но със спадането на тока то постепенно се забавя и променя, от което спада и силата, и качеството на баса (но не ми се обяснява защо). Ето защо се слага кондензатор максимално близо до стъпалото -> по време на цялото движение на мембраната на баса той осигурява една почти идеално линейна сила на тока (поради бързото си изпразване - хилядни от секундата, много ниското си вътрешно съпротивление - под 1mOhm и много късия кабел до стъпалото с почти нулево съпротивление), в следствое на което басът свири точно така, както е предвиден. Добрите кондензатори могат да стабилизират напрежение чак до 17,5 волта!!! Което не се използва де, защото е необходимо само около 14 за да работи оптимално системата. Капацитетът на кондензатора, това което ни интересува най-вече - се мери във ФАРАДИ. Счита се, че кондензатор с капацитет 1Farad е достатъчен да храни консумация до около 60-70А. Следователно на всеки 60-70А е нужен по 1F кондензатор - правопропорционално!

Имайте предвид също така, че ВСЕКИ КОНТАКТ или ВРЪЗКА по трасето на тока също има свое съпротивление. Трябва да се постараете то да бъде сведено до минимум. Това става посредством здрава връзка (за предпочитане запойка или в краен случай сериозно стягане с винт) и използване на материали с ниско съпротивление (олово, мед, сребро, злато, платина -> в този ред!). Колкото по-добър е материала, толкова по-ниско съпротивление има връзката, но пък и толкова по-скъп е материала (платината мисля, че има най-малко съпротивление, но никой не си прави клемите платинени, нали?! В най-добрия случай се позлатяват много тънко - няколко микрона).

Май това е всичко, което се сещам сега за захранващата консуматорите инсталация! В следващата тема ще напиша и за сигналът, който им се подава и този, който излиза усилен след тях. То е кратичко...

Значи, ще опиша моята инасталация (+ снимки) и същевременно ще отговоря на въпроса ти за стабилизиране на напрежението, защото смятам (а и по изисквания на ЕММА е така), че се прави точно така, както аз съм го направил:

1. Алтернаторът ми заводско беше 70А - ясно е, че не може да храни яка музика, като се има предвид, че самата кола си има нужда от 20-30А ток. А и серийните алтернатори дават високи стойности във високите обороти на 3000U даваше 40А, а максималните 70А ги дава на максималните 6000U. Затова го смених с по-голям алтернатор 120А (от VR6 или TDI с климатици), малко преправих захващането, но беше елементарно. Разликата е не само, че тоя дава максимално 120А ток, а и на какви обороти. От 1000U нагоре дава 60А (което е супер за мен), а максималните 120А ги дава над 4000U (по данни на производителя BOSCH). Затова и на динамото си пише 60-120А, а на стария пишеше само 70А.


2. Само 1 стандартен акумулатор не върши работа. Хубаво е, но е много скъпо - да имаме специален акумулатор за високи натоварвания. Правят ги няколко водещи фирми, например Optima. Цените са от 200 до 400лв. Според мен обаче е по-правилно тези пари да се инвестират в мощно динамо и втори акумулатор, па макар и обикновен. Затова и аз така направих! Пък един ден, като има още пари, ще сложа и 1 или 2 Optima. Защото и най-невероятния акумулатор да имаш, като няма какво да го зарежда (голям алтернатор), консумацията надвишава производството на ток и той рано или късно пада! Затова аз сложих 2 акумулатора - 62Ah MonBat и 60Ah Iskra (и без това единият ми е от втората кола, която карам супер рядко - така е по-добре - да се зарежда, вместо да седи). При мен инсталацията е вързана така - от единия акумулатор плюсът отива на динамото, от динамото на стартера, оттам на другия акумулатор. Заводските кабели бяха 10-15кв.мм и всички (плюсови и мунусови) съм ги сменил с 33кв.мм. DLS (вкарани в гофрета).



3. Всички връзки трябва да са много здрави и стабилни, за минимално съпротивление! Желателно е да се ползват маркови клеми за акумулатор и всички необходими конектори.


4. Проводниците трябва да са правилно сметнати и оразмерени (вече говорихме за таблицата - има я в отделна тема тук). Грубо казано - на 5м дължина 1кв.мм. проводник може при нормални условия (метереологични и т.н.) да понесе без проблеми и натоварвания 4-5А ток. Смята се максималната консумация, която ще има музиката, усилена докрай и се оставя малко аванс. Примерно при мен бушоните на усилвателите са 120А (което е реално около 100А консумация на макс.) - 120А : 4 = 30кв.мм, значи на мен кабел с дебелина 25-30кв.мм ми е достатъчен, затова съм оставил малко аванс и е 33.


Всички кабели (не само захранващите, а и чинчовите и тези за говорителите) са вкарани в гофрета - за по-добра термична, механична и индукционна защита.



Желателно е, за да се избегнат евентуални смущения, захранващите кабели да вървят по единия праг, а сигналните по другия:


Всеки проводник трябва да бъде подсигурен срещу евентуално късо съединение с предпазител (бушон). Стойността на бушона се пресмята спрямо консумацията и дебелината на проводника. Както казах, 1кв.мм проводник носи 4-5А ток, така че не е редно са се слага над 5А бушон на кв.мм. Дори е желателно да е малко по-малко, за да не грее проводника. Аз на 33кв.мм ползвам 150А, може и 120А.


5. Ако вече безпроблемно сме закарали тока до багажника с минимални загуби от съпротивлението на проводниците, трябва да го стабилизираме възможно на най-високо ниво. За целта се използват автокондензатори. Смята се, че капацитет от 1F (фарад) или 1.000.000mF може да стабилизира напрежението от 40А до към 60-70А. Средно 1F се ползва на около 50А консумация. Много силно препоръчително е кондензаторите да са маркови и на водещи фирми, защото при евентуално избиване на изолацията между плочите и фалшива защита, се получава взрив, няколко пъти по силен от този на газова бутилка (долкокото си спомням налягане около 60кг/кв.см. Не ми се коментира какво значи това! Помислете, преди да си правите експерименти! При мен са 2бр. по 1F, мисля че са достатъчни за 100А консумация. По този начин успявам да стабилизирам напрежението между 14 и 14,5V при заредени акумулатори, което мисля е идеално.


Пак казвам - всички връзки трябва да са супер надеждни и с минимално съпротивление (има специални клеми за кондензатори), защото и токът, който тече, е доста сериозен. За сравнение само - в битови условия 100А на 220V ток е 22.000W или 22kW... Една акумулираща печка е 4kW, един голям бойлер също е 3-4. Все едно това е мощността на 5-6 печки заедно. При минимално съпротивление започва греене, топене и запалване... Качествените кондензатори са "умни", имат доста електроника, палят се и се гасят само (без отделен ремуут), следейки напрежението и консумацията и работят от 9V до 18-20V. Освен това имат много сериозни защити за дефазиране (обратно включване на + и -), късо съпротивление и избиване на изолацията между плочите.

6. Плюсът на кондензаторите се свързват паралелно (или успоредно) на веригата. Минусът се свързва на шаси или още по-добре в една точка на минусите на всички консуматори. Не трябва да се подценява и минусовата част от веригата, защото тя е не по-малко важна от плюсовата. Всичко, казано дотук, важи и за минуса - дебелина на кабелите, връзки и т.н. Сега... дали минусът е по-добре да е хванат на шаси или да се закара до акумулатора е спорно, лично за мен шасито е за предпочитане, защото то се явява безкрайно дебел проводник, следователно минимално съпротивление, а и е много по-лесно за изпълнение, отколкото да се тегли втори дебел кабел до акумулатора. Кондензатори те се слагат на възможно най-малко разстояние преди усилвателите (или каквото там стабилизират) - добре е да са на 20-40см.

7. Обикновено, когато инсталацията включва повече от един усилвател, за разделяне на тока се ползва разклонителна кутия (или дистрибуторна, едно и също е). В нея влизат 1, 2 или 3 дебели кабела и излизат 1, 2, 3 или 4 по-тънки, които отиват към усилвателите. Препоръчително е да има предпазители на нея - за подсигуряване срещу късо съпротивление. Как се оразмеряват те е друга тема.