LM386 Amfi Devresi: Kazanç 20/200, Şema ve Hoparlör

Bir mikrofon sinyalini, MP3 modülünün çıkışını ya da Arduino'nun ürettiği bir uyarı sesini küçük bir hoparlörden duymak istediğinizde ilk akla gelen entegrelerden biri LM386'dır. Bu yazıda LM386 amfi devresinin şemasını, bacak bağlantılarını, kazancın 20'den 200'e nasıl çıkarıldığını, hangi hoparlörün seçilmesi gerektiğini ve sık görülen cızırtı sorunlarını anlatıyoruz. Breadboard üzerinde ses devresi kurmak isteyen öğrenci ve hobiciler için hazırlandı.

LM386 nedir?

LM386, düşük gerilimle çalışan ve az sayıda harici parçayla küçük bir hoparlörü sürebilen, 8 bacaklı mono ses güç yükselteci entegresidir. Kazancı içeride 20 olarak ayarlıdır; 1 ve 8 numaralı bacaklar arasına bağlanan bir kondansatörle 200'e kadar çıkarılabilir. Datasheet'e göre 6 V beslemede boştaki akımı yaklaşık 4 mA, giriş empedansı yaklaşık 50 kΩ'dur.

LM386'nın birkaç sürümü vardır ve güç değerleri birbirinden farklıdır. Sürüm, entegrenin üzerindeki koddaki son rakamla anlaşılır. Aşağıdaki çıkış gücü değerleri datasheet'te yüzde 10 harmonik bozulmada (THD) verilir; temiz ses için pratikte bunun altında kalmak gerekir.

N harfi DIP-8 (delikli), M harfi SOIC-8 (yüzey montaj) kılıfı gösterir. LM386 DIP8 entegre breadboard denemeleri için, LM386 SOIC-8 ses entegresi ise küçük baskı devre kartları için uygundur. Kodu okunamayan ya da son eki belirtilmeyen bir entegrede güvenli tarafta kalmak için 12 V'u aşmayın.

LM386 bacak bağlantıları nelerdir?

LM386'nın 2 ve 3 numaralı bacakları giriş, 5 numaralı bacağı çıkış, 6 numaralı bacağı besleme ve 4 numaralı bacağı topraktır. Kalan üç bacak kazanç ve gürültü ayarı içindir:

• 1 ve 8 (Gain): boş bırakılırsa kazanç 20'dir; aralarına kondansatör ya da direnç-kondansatör bağlanarak kazanç artırılır.
• 2 (− giriş) ve 3 (+ giriş): tek uçlu kullanımda sinyal 3'e verilir, 2 toprağa bağlanır.
• 5 (çıkış): boşta besleme geriliminin yaklaşık yarısında durur; hoparlöre kondansatörle bağlanır.
• 7 (Bypass): toprağa bağlanan bir kondansatör besleme kaynaklı uğultuyu azaltır.

LM386 amfi devresi nasıl kurulur?

En basit LM386 amfi devresi entegre, bir ses ayar potansiyometresi, bir çıkış kondansatörü, bir besleme kondansatörü ve küçük bir RC filtreden oluşur. Adım adım:

1. Entegrenin 4 numaralı bacağını toprağa, 6 numaralı bacağını 5-9 V beslemeye bağlayın.
2. 6 numaralı bacağa, entegreye olabildiğince yakın 100 nF seramik ve 100-220 µF elektrolitik kondansatör koyun.
3. Sinyali bir 10K tek turlu potansiyometre ile ses ayarlı hâle getirin: pot uçları sinyal ve toprağa, orta ucu 3 numaralı bacağa bağlanır. 2 numaralı bacağı toprağa bağlayın.
4. 5 numaralı çıkışı, artı ucu entegreye bakan bir 220 µF 50 V elektrolitik kondansatör üzerinden hoparlörün bir ucuna, hoparlörün diğer ucunu toprağa bağlayın.
5. Çıkış ile toprak arasına 10 Ω direnç ve 47 nF kondansatörden oluşan seri RC filtre (Zobel ağı) ekleyin. Datasheet 0,05 µF önerir; 47 nF en yakın standart değerdir.
6. Kazanç 20 yetmiyorsa 1 ve 8 arasına 10 µF bağlayın; isterseniz 7 numaralı bacağa da toprağa giden 10 µF koyun.
7. Önce ses ayarını kısık tutarak beslemeyi verin, sonra yavaşça açın.

Çıkış kondansatörü, entegre çıkışındaki yaklaşık yarım besleme gerilimini (6 V beslemede 3 V) hoparlörden uzak tutar. Kondansatör küçüldükçe bas sesler kesilir: 8 Ω hoparlör ve 220 µF ile alt kesim frekansı 1 ÷ (2π × 8 Ω × 220 µF) ≈ 90 Hz olur.

LM386 kazancı 20'den 200'e nasıl çıkarılır?

LM386'nın kazancı, 1 ve 8 numaralı bacaklar arasına 10 µF kondansatör bağlanarak 20'den 200'e çıkarılır. Entegrenin içinde bu iki bacak arasında yaklaşık 1,35 kΩ'luk bir direnç vardır. Kondansatör bu direnci ses frekanslarında kısa devre eder ve kazanç en yüksek değerine ulaşır. Araya seri bir direnç eklenirse kazanç 20 ile 200 arasında bir değere ayarlanır.

Elektrolitik kondansatörün artı ucunu 1 numaralı bacağa bağlayın. Kazanç arttıkça gürültü ve osilasyon riski de artar. Telefon ya da MP3 modülü gibi hat seviyesinde sinyal veren kaynaklarda kazanç 20 genellikle yeterlidir; 200 kazanç bu kaynaklarda kolayca bozulmaya (kırpılmaya) yol açar.

LM386 ile hangi hoparlör kullanılmalı?

LM386 için en uygun seçim 8 Ω empedanslı ve gücü amfinin çıkış gücüne eşit ya da biraz üstünde olan küçük bir hoparlördür. 5-6 V ile çalışan bir LM386N-1 devresi için 8 Ω 0,5 W 57 mm hoparlör gibi bir model yeterlidir.

Basit bir hesap bunu açıklar. Çıkış, besleme gerilimi kadar salınabilseydi 6 V'ta tepe değeri 3 V olan bir sinüs 8 Ω'da en çok 3² ÷ (2 × 8) ≈ 0,56 W verirdi. Çıkış transistörleri beslemenin uçlarına kadar inemediği için gerçek değer datasheet'teki 325 mW civarında kalır. 4 Ω hoparlör daha fazla akım çeker ve entegreyi ısıtır; kullanılacaksa besleme düşük tutulmalıdır.

Hoparlörün çapı ve kutusu da sesi etkiler. Kutusuz bir hoparlörde ön ve arka yüzden çıkan sesler birbirini zayıflatır ve bas sesler kaybolur. Küçük bir kapalı kutu bile duyulan ses seviyesini belirgin biçimde artırır.

Hazır LM386 modülü mü, kendi devreniz mi?

Hazır LM386 amfi modülleri entegreyi, ses potansiyometresini ve kondansatörleri tek bir kartta toplar; hızlı deneme için pratiktir. Kendi devrenizi kurduğunuzda ise kazancı, kondansatör değerlerini ve besleme filtresini ihtiyacınıza göre seçebilirsiniz.

Adında LM386 geçen her modül hoparlör sürmez. LM386 ses sensörü modülü mikrofon sinyalini LM386 ile yükseltir ve Arduino'ya analog (AOUT) ve dijital (DOUT) çıkış verir; ortam sesini algılamak için tasarlanmıştır. Daha yüksek güç ve verim gerekiyorsa D sınıfı bir amfi daha uygundur; bunun için PAM8403 mini amfi yazımıza bakabilirsiniz.

LM386 devresi neden cızırdar veya uğuldar?

LM386 devresindeki cızırtı ve uğultunun en yaygın nedeni eksik besleme kondansatörü, uzun giriş kabloları ve gereğinden yüksek kazançtır. Kontrol listesi:

• 6 numaralı bacakta 100 nF ve 100-220 µF kondansatör entegreye yakın mı?
• Zobel ağı (10 Ω + 47 nF) takılı mı? Eksikse yüksek frekansta osilasyon görülebilir.
• Giriş kablosu kısa mı? Uzun bağlantılarda blendajlı kablo kullanın.
• Giriş, hoparlör ve besleme toprakları tek bir noktada mı birleşiyor?
• Arduino'nun 5 V kare dalga çıkışı doğrudan girişe verilmiş mi? Bu sinyal çok güçlüdür; potansiyometre ya da gerilim bölücüyle zayıflatın.

Sık sorulan sorular

LM386 kaç watt verir?

LM386N-1, datasheet'e göre 6 V besleme ve 8 Ω hoparlörle tipik 325 mW verir. LM386N-3 9 V ve 8 Ω'da 700 mW, LM386N-4 ise 16 V ve 32 Ω'da 1 W'a ulaşır. Bu değerler yüzde 10 harmonik bozulmada ölçülür; temiz ses için daha düşük güç beklenmelidir. Yani LM386 masaüstü bir hoparlör değil, küçük cihazlar için bir amfidir.

LM386 kaç volt ile çalışır?

LM386N-1, N-3 ve M-1 sürümleri 4-12 V, LM386N-4 sürümü 5-18 V aralığında çalışır. Pratikte 5 V USB, 6 V (4 × AA) ve 9 V pil en sık kullanılan beslemelerdir. Entegrenin sürümünü bilmiyorsanız 12 V'u aşmayın. Besleme gerilimi yükseldikçe çıkış gücü artar, ama entegrenin harcadığı güç ve ısınma da artar.

LM386 ile Arduino'dan ses alınabilir mi?

Evet, Arduino'nun tone() ya da PWM çıkışı LM386 ile hoparlöre verilebilir. Ancak 5 V'luk kare dalga doğrudan girişe bağlanırsa amfi aşırı sürülür ve ses bozulur. Sinyali önce 10 kΩ potansiyometre ya da gerilim bölücüyle zayıflatın, araya 1-10 µF kuplaj kondansatörü koyun. PWM ile müzik çalarken basit bir RC alçak geçiren filtre sesi yumuşatır.

LM386 stereo çalışır mı?

Hayır, LM386 tek kanallı (mono) bir yükselteçtir. Stereo ses için sağ ve sol kanala birer tane olmak üzere iki LM386 devresi kurulur. Her kanalın kendi çıkış kondansatörü ve hoparlörü olur; besleme ve toprak ortak kullanılabilir. Tek kartta stereo çıkış istiyorsanız iki kanallı D sınıfı amfi entegreleri daha az parçayla aynı işi yapar.

LM386 ile kulaklık sürülür mü?

Evet, LM386 kulaklık sürebilir, ancak kulaklık için gereğinden güçlüdür. Kulaklığı çıkış kondansatöründen sonra, seri bir 47-100 Ω dirençle bağlamak hem ses seviyesini makul tutar hem de kulaklığı korur. Ses ayarını en kısıkta başlatın. Bu yöntem deneme için uygundur; iyi ses kalitesi için kulaklık amfisi entegreleri tercih edilir.

Özet

• LM386, 4-12 V (N-4 sürümünde 5-18 V) ile çalışan, 8 bacaklı mono ses güç yükseltecidir.
• Kazanç içeride 20'dir; 1-8 arasına 10 µF ile 200'e, 1,2 kΩ + 10 µF ile 50'ye çıkar.
• Temel devre: 10 kΩ ses potu, 220 µF çıkış kondansatörü, 10 Ω + 47 nF Zobel ağı ve besleme kondansatörleri.
• LM386N-1, 6 V ve 8 Ω'da tipik 325 mW verir; 8 Ω 0,5 W hoparlör yeterlidir.
• Cızırtının çoğu eksik besleme kondansatörü, uzun giriş kablosu ve yüksek kazançtan kaynaklanır.