μPC1237 ile 2 Kanal Hoparlör Koruma Devresi – 24V Röleli

[guclusat]

Pahalı bir hoparlör sistemi kullanırken, hoparlörleri oluşabilecek hasarlardan korumak için hoparlör koruma devresi kullanmak oldukça önemlidir. Bu projede, NEC μPC1237 entegresini kullanarak düşük maliyetli bir hoparlör koruma devresi oluşturuyoruz. Bu projedeki devre, μPC1237 veri sayfası (datasheet) temel alınarak hazırlanmış ve özellikle 24 V AC güç kaynağı ile 24 V röle kullanılarak çalışacak şekilde değiştirilmiştir.

μPC1237 – 2 kanallı hoparlör koruma sisteminin prototip versiyonu.

Bu projenin PCB tasarımı 90 mm × 43 mm ile sınırlandırılmıştır ve delikli (through-hole) komponentler kullanılarak hazırlanmıştır.

Besleme gerilimine ve kullanılan röleye bağlı olarak R7 direncinin değerinin değiştirilmesi gerekebilir. Şemada belirtilen R7 değeri, 24 V AC güç kaynağı ve Omron 24 V G2R-2 röle kullanımı için verilmiştir.

Cihazın başlangıç gecikme süresi, R5 ve C5 değerleri değiştirilerek ayarlanabilir.

 

[guclusat]

μPC1237 ile DC Hoparlör Koruma Devresi​

Bu devre, stereo amplifikatörlerde hoparlörleri DC gerilimden ve amplifikatör çıkışında oluşabilecek arızalardan korumak amacıyla tasarlanmıştır. Devrenin merkezinde NEC μPC1237 hoparlör koruma entegresi bulunur.

Amplifikatör normal çalışırken μPC1237, çıkışlardaki gerilimleri izler ve herhangi bir anormal durum algılanmadığında hoparlörleri röleler üzerinden amplifikatör çıkışlarına bağlar. Çıkışta tehlikeli seviyede DC gerilim oluşması durumunda röleler bırakır ve hoparlörlerin amplifikatör çıkışından ayrılmasını sağlar.

Çalışma Prensibi​

Devrede K1 ve K2 olmak üzere iki adet röle kullanılmıştır. Bunlar sırasıyla Hoparlör 1 ve Hoparlör 2 çıkışlarını kontrol eder.

Amplifikatör açıldığında μPC1237 önce çıkışları kontrol eder. Çıkışlarda DC gerilim bulunmuyorsa ve devre normal durumdaysa röleler devreye girerek hoparlörleri amplifikatöre bağlar.

Amplifikatör çıkışında arıza nedeniyle DC gerilim oluşursa μPC1237 röleleri devreden çıkarır. Böylece hoparlör bobinlerinden sürekli DC akım geçmesi ve hoparlörün zarar görmesi önlenir.

Güç Kaynağı​

Şemada devrenin besleme gerilimi:

VCC = +24…60 V olarak verilmiştir.

Besleme hattındaki R(SUPPLY) 10 kΩ, D3 BZV55C24 24 V zener diyot ve ilgili elemanlar μPC1237 devresinin besleme koşullarının sınırlandırılmasına yardımcı olur.

Şemadaki değerlere göre besleme gerilimi uygulanmadan önce kullanılan μPC1237'nin izin verilen besleme gerilimi ve kullanılan rölelerin bobin gerilimi mutlaka kontrol edilmelidir.

Röle Sürücü Katı​

Röleleri doğrudan μPC1237 çıkışından sürmek yerine Q1 (BC847) transistörü kullanılmıştır.

• Q1: BC847
• R1: 68 kΩ
• R2: 10 kΩ
• R3, R4: 8.2 kΩ
• K1, K2: RAS-12-15 röleleri
• D2: 1N4148

D2, röle bobinlerinin enerjisi kesildiğinde oluşan ters EMK gerilimini bastırarak sürücü transistörünü korur.

Gecikmeli Hoparlör Bağlantısı​

Devrede C4 47 µF ve ilgili dirençler μPC1237'nin zamanlama/güvenlik fonksiyonunda görev yapar. Amplifikatör ilk açıldığında hoparlörlerin hemen bağlanması yerine devrenin çıkışları kontrol edilir ve gerekli bekleme süresinden sonra röleler devreye alınır.

Bu özellik özellikle amplifikatör açılışında oluşabilecek “patlama” (POP) sesinin hoparlöre ulaşmasını önlemek açısından önemlidir.

AC Sinyal Algılama​

Şemanın sol tarafında bulunan:

• RA = 120 kΩ
• RB = 120 kΩ
• RC = 91 kΩ
• D1 = 1N4148
• C5 = 4.7 µF

elemanları amplifikatör çıkışlarından μPC1237'nin algılama girişlerine gerekli sinyalleri oluşturur.

Şemada AC algılama direnci için şu formül verilmiştir:

R(AC) (kΩ) = 0.7 × UAC − 2

UAC değeri 17–42 V aralığında belirtilmiştir.

Röle bobini için ise:

R(RELAY) = (VCC − 2 × VRELAY) / IRELAY formülü verilmiştir.

LED Gösterge​

Sağ taraftaki LED, devrenin röle/koruma durumunu görsel olarak takip etmeye yardımcı olur. R3 ve R4 (8.2 kΩ) LED ve ilgili sürücü katının akımını sınırlandırmak için kullanılmıştır.

 

[guclusat]

uPC1237 Hoparlör Koruma Devresi Çalışma Mantığı ve Arıza Notları​

Amfi devrelerinde hoparlörlerin sağlığı ve cihaz ilk açıldığında hoparlörden gelen o rahatsız edici "GÜP" (thump) sesini engellemek için koruma devreleri kullanılır. Şemadaki devre, uPC1237 özel entegresini kalbine alarak hem gecikmeli açılış sağlar hem de çıkışta oluşabilecek ölümcül DC voltaj kaçaklarında röleleri anında keserek hoparlörleri korur.

uPC1237 Pin Fonksiyonları ve Devre Üzerindeki Görevleri​

Entegrenin kararlı çalışması ve arıza tespiti için pinler şu görevleri üstlenir:

• Pin 1 (OVD - Overload Detection / Aşırı Yük Algılama): Amfi çıkışındaki aşırı akım veya kısa devre durumunu izler. Şemada şasiye (GND) çekilerek bu özellik pasif bırakılmıştır (Doğrudan DC kaçak korumasına odaklanılmıştır).
• Pin 2 (DCDET - DC Voltage Detection / DC Kaçak Algılama): Devrenin en kritik pini burasıdır. Sol ve Sağ amfi çıkışları (PROTR ve PROTL) 56k değerindeki direnç şebekesi (R_1-R_8) üzerinden toplanarak bu pine gelir. Eğer amfi çıkışında pozitif veya negatif yönlü bir DC voltaj kaçağı (1.2V) oluşursa, entegre bunu anında fark eder ve hoparlörü kurtarmak için röleleri bıraktırır.
• Pin 3 (RESET): Koruma modundan çıkış zamanlamasını ayarlar. C_1 (0.1uF) kondansatörü ile entegre açılışta resetlenir.
• Pin 4 (ACDET - AC Voltas Detection / Elektrik Kesintisi Algılama): Trafo çıkışındaki AC hattını ($R_{15}$ üzerinden) izler. Cihaz kapatıldığı an, besleme kondansatörleri boşalmadan önce AC voltajın kesildiğini anlar ve amfi kapanırken hoparlörden hışırtı/patlama sesi gelmesin diye röleyi milisaniyeler içinde kapatır.
• Pin 5 (GND): Entegrenin şasi bağlantısı.
• Pin 6 (OUT - Röle Sürücü Çıkışı): İçerideki açık kollektörlü transistörün çıkışıdır. Her şey normalken bu pin sıfıra (GND) çekilir, röle bobinleri enerjilenir ve hoparlörler amfiye bağlanır.
• Pin 7 (DELAY - Gecikme Zamanlaması): Amfi ilk açıldığında besleme voltajlarının oturması için geçen süreyi (gecikmeyi) belirler. Süre, R_11 (56k) ve CE3 (10uF) kondansatörünün dolma süresine bağlıdır (Yaklaşık 2-3 saniye).
• Pin 8 (VCC): Entegrenin besleme pini. İçerideki zener regülatörü sayesinde kararlı çalışır.

 

[guclusat]

Profesyonel Arıza Notları ve Tamir İpuçları​

Eğer tamir masanızdaki amfi "Korumadan Çıkmıyor" (Röle çıt demiyor) veya LED sürekli yanık kalıyor/hiç yanmıyor ise şu adımları izleyin:

1. Röle Hiç Çekmiyor (Amfi Korumada Kalıyor)​

• İlk Bakılacak Yer (DC Kaçak Kontrolü): Multimetreyi DC kademesine alın. R_1-R_8 dirençlerinin girişindeki PROTR ve PROTL noktalarını (yani amfiyi direkt çıkış katından) ölçün. Eğer burada birkaç volt bile DC görüyorsanız, arıza koruma devresinde değil, amfinin çıkış transistörlerindedir (STK, Mosfet veya BJT'ler yanmıştır). Koruma devresi görevini yapıyor demektir.
• Amfi Çıkışları Temizse (0V ise): uPC1237'nin 2 numaralı pinini ölçün. Burada voltaj olmamalıdır. Eğer amfi çıkışı temiz olduğu halde burada voltaj varsa, CE_1 (220uF/50V) kutupsuz/kutuplu kondansatörü sızıntı yapıyordur veya 56k dirençlerden biri değer kaybetmiştir.
• Gecikme Kondansatörü (CE_3): Pin 7'ye bağlı olan CE_3 (10uF) kondansatörü kısa devre olduysa veya kuruduysa entegre süreyi sayamaz ve röleyi asla çektirmez. Değiştirin.

2. Cihaz İlk Açıldığında Anında Çıt Ediyor (Gecikme Yok)​

• Amfi açılır açılmaz röle beklemeksiniz direkt çekiyorsa ve hoparlörden "GÜP" sesi geliyorsa, Pin 6'daki dahili transistör kısa devre olmuştur veya dışarıdaki koruma diyotu D2 (4007) kısa devre olmuştur. uPC1237 entegresinin değişmesi gerekir.

3. Cihaz Kapatılırken Patlama Sesi Geliyor​

• Cihazı kapatırken hoparlör geç ayrılıyorsa, Pin 4 (ACDET) hattındaki R_{15} (15k) direnci açık devre olmuş veya CE_2 kondansatörü değerini kaybetmiştir. Entegre elektriğin kesildiğini algılayamıyordur.

4. Besleme Kontrolü (Pin 8)​

• Devreye besleme sağlayan ayrı bir minik trafo hattı (TS) ve köprü diyot
• BR) var. Entegrenin 8. pininde kararlı bir DC voltaj (Genelde tasarımına göre 3V - 8V arası) görmelisiniz. Besleme yoksa CE_4 veya R_{12} direncini kontrol edin.