L’apparecchio, che ho battezzato Anasi, mi è stato affidato dal suo proprietario a causa di una serie di difetti. I problemi includono zoccoli delle valvole che mal ritenevano le stesse, diafonia e interferenze tra i canali: un’esperienza audio disturbante in cui i canali disattivi si sentivano in sottofondo anche quando si cambiava canale. In aggiunta, l’ingresso bilanciato si è rivelato essere una simulazione con fase cortocircuitata, operando sostanzialmente come un canale sbilanciato standard.

Aprire l’apparecchio è stato illuminante… Il cliente ha insistito per una ricostruzione totale, trasformando praticamente il dispositivo in uno nuovo di zecca, con pochissimi elementi dell’originale mantenuti. Personalmente, non avrei intrapreso questo lavoro se non fosse stato per la pressante richiesta del cliente. Chiedo di non fraintendere: il cliente ha sempre ragione, e il processo di progettazione di un nuovo circuito e il recupero dell’intelaiatura sono stati comunque esperienze divertenti e stimolanti. Ho eseguito questo lavoro a tempo perso, dedicando passione e impegno per raggiungere un risultato soddisfacente. Quando mi è stato consegnato l’apparecchio, ho immediatamente catturato una serie di foto dettagliate e registrato brevi video per documentare accuratamente il suo stato originale.

La nascita di Anansi

Dopo aver smontato completamente fino all’ultima vite l’amplificatore originale, ha cominciato a prendere forma l’idea di come doveva essere Anansi. Anansi mantiene il concetto base dell’apparecchio che è stato demolito, ossia è un Single Ended Parallelo con valvole KT150 connesse a triodo da 25 watt RMS per canale. L’apparecchio originale utilizzava una ECC82 con le sezioni in parallelo per pilotare le due KT150. Tuttavia, preferendo evitare l’uso di valvole con sezioni in parallelo e desiderando un robusto pilotaggio per le KT150, ho optato per utilizzare la valvola 6CL6 connessa a triodo. Qui sotto le curve della 6CL6 connessa a triodo, essa ha un mu di 20 e una capacità di erogazione di corrente decisamente superiore rispetto a una ECC82.

Questa valvola è stata implementata come stadio pilota, garantendo un’adeguata capacità di pilotaggio per le KT150. Per lo stadio di ingresso, ho utilizzato la ECC82 configurata come sfasatore longtail, nonostante il circuito sia di tipo single ended. Questa soluzione è stata adottata per evitare un eccessivo guadagno del circuito.

Ho inoltre progettato di gestire l’ingresso bilanciato con dei trasformatori di accoppiamento, specificamente gli Split-TL082. Questi sono trasformatori a 3 avvolgimenti 1:1:1 da 600 ohm, adatti ad accettare un segnale bilanciato in ingresso e convertirlo in sbilanciato. Questa soluzione mantiene i vantaggi di un cavo bilanciato, come la reiezione dei disturbi, cosa che non avviene se si utilizzasse solo una delle fasi del segnale.

Ho poi deciso di eliminare la schedina telecomando cinese e di progettare una scheda personalizzata basata su Arduino. Questa non solo gestisce il controllo del volume, ma anche la commutazione dei canali e il pilotaggio dell’indicatore Nixie per il canale attivo. Ho completamente sostituito i trasformatori originali, salvando solo le calotte, e ho progettato un nuovo set di trasformatori di alimentazione e di uscita. Inoltre, ho calcolato una nuova induttanza di filtro che avesse il traferro. Il commutatore inizialmente utilizzato per la selezione dei canali è stato convertito in un interruttore a 2 posizioni per attivare o disattivare il segnale di controreazione.

Poi ho creato al CAD e fatto realizzare da un’officina una indispensabile copertura in ferro fatta per essere fissata saldamente al corpo dell’amplificatore con viti, ho proseguito con la realizzazione di un supporto di montaggio per tutto il cablaggio, utilizzando materiali isolanti. Successivamente, ho iniziato ad assemblare il circuito di Anansi. Durante questo processo, sono riuscito a recuperare alcune parti dal circuito originale, tra cui condensatori, ancoraggi, gli zoccoli delle finali, la schedina per i VU meter, il potenziometro motorizzato, il sensore a infrarossi per il telecomando, i connettori degli altoparlanti e gli RCA degli ingressi, nonché varie viti, rondelle e dadi oltre al telaio originale e alla piastra in rame che sorreggeva tutto.

L’assemblaggio in pratica

Nelle foto qui sotto, potete vedere il processo di progettazione della robusta copertura in ferro, del piano di fissaggio del circuito realizzato in materiale isolante, nonché il fondo e i supporti di fissaggio:

Nelle foto successive mostro la costruzione dei due trasformatori audio dedicati per l’ingresso bilanciato, insieme alla realizzazione della schedina a relè che gestisce i 3 ingressi totali con relè specifici per segnali, dotati di contatti in argento sigillati in atmosfera inerte. L’obiettivo di questo approccio è minimizzare la lunghezza delle connessioni audio per evitare interferenze tra i segnali, assicurando sempre un contatto perfetto. Questo è in netto contrasto con i commutatori di bronzo esposti all’aria e all’umidità che, nel tempo, possono ossidarsi, e con lunghi fili nemmeno schermati che corrono paralleli appesi a un filo di ferro.

Nel successivo set di foto e video, mostro la prototipazione della scheda di controllo basata su Arduino e il sorgente del programma di controllo è disponibile per chiunque voglia esplorarlo.

/*
 * Firmware 1.0 per Ricevitore Remoto Tektron - Progetto PSE-KT150
 * Autore: Stefano Bianchini
 * Azienda: SB-LAB (www.sb-lab.eu)
 * Licenza: GNU General Public License version 2 (GPL-2.0)
 *
 * Descrizione:
 * Questo firmware controlla le funzioni di un amplificatore a valvole KT150 single-ended parallelo,
 * ricostruito utilizzando il telaio di un amplificatore Tektron demolito. Il programma accetta input dal
 * telecomando infrarossi originale Tektron. Gestisce la fase di accensione dell'amplificatore impostando
 * un periodo di muto pre-riscaldamento, controlla il cambio dei canali e l'aggiustamento del volume tramite
 * gli input del telecomando e visualizza il canale attualmente selezionato su un tubo Nixie originariamente
 * integrato nell'amplificatore Tektron. Il programma include una funzione per prevenire l'avvelenamento del
 * catodo del tubo Nixie.
 *
 * Description:
 * This firmware controls the functions of a KT150 single-ended parallel valve amplifier,
 * reconstructed using the chassis of a Tektron remolito amplifier. The program accepts input from the
 * original Tektron infrared remote control. It manages the amplifier's power-up phase by setting a
 * pre-heating mute period, controls channel changes and volume adjustments via remote control inputs, and
 * displays the currently selected channel on a Nixie tube originally integrated into the Tektron amplifier.
 * The program includes a function to prevent cathode poisoning of the Nixie tube.
 * 
 * Nota sulla Licenza / License Notice:
 * Questo software è distribuito con la Licenza Pubblica Generale GNU versione 2 (GPL-2.0).
 * Ciò significa che sei libero di utilizzare, modificare e distribuire questo software in base ai termini
 * della GPL-2.0. Ogni modifica apportata al codice deve essere resa pubblica e deve includere una nota
 * indicante le modifiche effettuate. Ogni distribuzione del codice deve includere questa nota sulla licenza
 * e preservare i riferimenti all'autore originale.
 *
 * This software is distributed under the GNU General Public License version 2 (GPL-2.0).
 * This means that you are free to use, modify, and distribute this software under the terms of the GPL-2.0.
 * Any modifications made to the code must be made public and include a note indicating the changes made.
 * Any distribution of the code must include this license notice and preserve the references to the original author.
 *
 * Contattami / Contact Me:
 * Per eventuali domande o miglioramenti al codice, puoi contattarmi all'indirizzo:
 * https://www.sb-lab.eu/mandami-una-e-mail/
 */

#include <Arduino.h>
/* compilare in presenza della libreria IRRemote 4.20 */
#include <IRremote.hpp>

/* pin associato al ricevitore infrarosso */
#define IR_RECEIVE_PIN 2

/* Adatta il ricevitore IR, un valore di 20 è consigliato per il ricevitore recuperato dal tektron, valore diversi causano ricezione di dati casuali */
#define MARK_EXCESS_MICROS 20
/* definisco le stringhe che rappresentano i tasti */
#define tasto_meno 0xF6093A00
#define tasto_piu 0xEA153A00
#define tasto_on_off 0xF20D3A00
#define ripeti 0
/* definisco i pin dei rele' degli ingressi */
#define rel1 3
#define rel2 4
#define rel3 5

/* pin che controllano il demultiplexer MC14067b */
#define nix_A 9     /* pin 10 MC14067b */
#define nix_B 10    /* pin 11 MC14067b */
#define nix_C 11    /* pin 14 MC14067b */
#define nix_D 12    /* pin 13 MC14067b */
#define nix_EN 14   /* pin 15 MC14067b */

/* pin che controllano il driver motore L293D */
#define motor_up 8
#define motor_down 7

/* led integrato nel pulsante di accensione */
#define power_led 6

/* codici telecomando */
unsigned long value;
unsigned long old_value;

/* memoria canali*/
unsigned char canale = 1;

/* variabili per timer non bloccante usato per il controllo fluido del motore */
unsigned char vol = 0;
unsigned int timer = 0;
/* costante per fludita' motore del volume */
#define nbdelay 12288

/* impostazioni del timer per la funzione disossida */
unsigned long ultimoRichiamo = 0;
unsigned long intervallo = 60000;  /* Intervallo di 1 minuti */

/* impostazione del timer mitigazione */
unsigned long ultimoRichiamo2 = 0;
unsigned long intervallo2 = 3000;  /* Intervallo di 3 secondi */

void setup()
{
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    pinMode(power_led, OUTPUT);
    pinMode(rel1, OUTPUT);
    pinMode(rel2, OUTPUT);
    pinMode(rel3, OUTPUT);
    pinMode(motor_up, OUTPUT);
    pinMode(motor_down, OUTPUT);
    pinMode(nix_A, OUTPUT);
    pinMode(nix_B, OUTPUT);
    pinMode(nix_C, OUTPUT);
    pinMode(nix_D, OUTPUT);
    pinMode(nix_EN, OUTPUT);
    /* Abilita il lampeggio del led integrato che indica la ricezione di qualcosa, utile per debug */
    IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
    /* accende il led nel pulsante power */
    digitalWrite(power_led, HIGH);
    /* nixia spenta */
    digitalWrite(nix_EN, HIGH);
}

/* funzione che abbassa il volume quando si esce da un canale */
int fade_out()
{
  digitalWrite(motor_down, HIGH);
  /* durante l'uscita dal canale lampeggia il numero sulla nixia */
  for (char i = 0; i < 10; i++)
    {
      digitalWrite(nix_EN, HIGH);
      delay(500);
      digitalWrite(nix_EN, LOW);
      delay(500);
    }
  digitalWrite(motor_down, LOW);
}

/* funzione che rialza il volume quando si entra in un nuovo canale */
int fade_in()
{
  digitalWrite(motor_up, HIGH);
  delay(2000);
  digitalWrite(motor_up, LOW);
}

int cambia_canale()
{
  if(canale > 3) { canale = 1; }
  if(canale == 1) { fade_out(); digitalWrite(rel1, HIGH); digitalWrite(rel2, LOW); digitalWrite(rel3, LOW); scrivi_nixia(canale); fade_in(); }
  if(canale == 2) { fade_out(); digitalWrite(rel1, LOW); digitalWrite(rel2, HIGH); digitalWrite(rel3, LOW); scrivi_nixia(canale); fade_in(); }
  if(canale == 3) { fade_out(); digitalWrite(rel1, LOW); digitalWrite(rel2, LOW); digitalWrite(rel3, HIGH); scrivi_nixia(canale); fade_in(); }
  canale ++;
  ir_mon();
  delay(250);
}

/* Slampeggia il led power */
int ir_mon()
{
  digitalWrite(power_led, LOW);
  delay(50);
  digitalWrite(power_led, HIGH);
}

int motore(char tasto)
{
  if (tasto == '+' && vol == 0) /* Tasto Vol + */
    {
      ir_mon();
      vol = 1;
    }
  if (tasto == '+' && vol == 1) /* Tasto Vol + con pot in marcia */
    {
      ir_mon();
      timer = 0;
    }
  if (tasto == '-' && vol == 0) /* Tasto Vol - */
    {
      ir_mon();
      vol = 2;
    }
  if (tasto == '-' && vol == 2) /* Tasto Vol - con pot in marcia */
    {
      ir_mon();
      timer = 0;
    } 
}

/* questa funzione accetta in ingresso un valore da 0 a 16 e imposta i 4 bit all'ingresso del demultiplexer */
int scrivi_nixia(unsigned char cifra)
{
  digitalWrite(nix_A, (cifra & 0b0001) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(nix_B, (cifra & 0b0010) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(nix_C, (cifra & 0b0100) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(nix_D, (cifra & 0b1000) ? HIGH : LOW);
}

/* visto che la nixia per la maggiorparte del tempo visualzzera' sempre e solo i numeri 1-2-3 e questo potrebbe causare avvelenamento dei catodi
 * con la compromissione della nixia stessa, questa funzione richiamata ciclicamente fa una scansione
 * di tutte le cifre della nixia per evitarne il deterioramento precoce. */
int disossida()
{
  for (unsigned char i = 0; i < 10; i++) { scrivi_nixia(i); delay(125); }
  /* alla fine della scansione ripristina la cifra corretta che corrisponde al canale correntemente attivato */
  scrivi_nixia(canale - 1);
}

void loop()
{
  /* procedure di partenza */
  /* all'accensione gli ingressi sono tutti e 3 disattivati faccio lampeggiare lo zero sulla nixia per 40 secondi in attesa del riscaldamento
   * mentre lampeggia abbasso anche il volume a zero per evitare uragani alla partenza */
  scrivi_nixia(0);
  for (char i = 0; i < 40; i++)
    {
      digitalWrite(nix_EN, HIGH);
      delay(500);
      digitalWrite(nix_EN, LOW);
      delay(500);
    }
  digitalWrite(nix_EN, LOW);
  canale = 1;
  cambia_canale();
  /* l'amplificatore e' avviato, inizio un ciclo infinito dove leggo gli input del telecomando */
  for(;;)
  {
    /* Questa e' la funzione non bloccante che attiva ciclicamente la funzione per disossidare la nixia */
    unsigned long tempoCorrente = millis();
    /* Verifica se è passato un minuto dall'ultimo richiamo */
    if (tempoCorrente - ultimoRichiamo >= intervallo)
      {
        /* Richiama la funzione disossida */
        disossida();
        /* Aggiorna il tempo dell'ultimo richiamo */
        ultimoRichiamo = tempoCorrente;
      }
   /* Nota sul telecomando Tektron:
    * Il telecomando invia ripetutamente comandi zero ("0" ossia ripetizione) dopo l'invio del comando effettivo.
    * Questo comportamento, sebbene non ottimale, è una caratteristica intrinseca del telecomando Tektron.
    * Il problema principale sorge quando si preme un tasto e, per qualsiasi motivo, il primo impulso
    * non viene ricevuto correttamente, ma successivamente vengono ricevuti i comandi di ripetizione.
    * Questo può causare un comportamento indesiderato, poiché il programma interpreta erroneamente
    * gli zeri come la ripetizione dell'ultimo comando ricevuto correttamente anche se diverso dal tasto effettivamente premuto.
    * Per mitigare questo problema, è stato implementato un timeout di 10 secondi nel programma
    * che interrompe qualsiasi azione in corso se non viene ricevuto alcun comando durante tale periodo.
    * È importante notare che questa mitigazione potrebbe non essere completamente efficace
    * se vengono premuti tasti diversi molto velocemente, perche' finche' non scadono i 3 secondi la variabile old_value non viene azzerata
    * e quindi il problema potrebbe presentarsi, questa mitigazione interrompe anche la corsa del potenziometro del volume in corsa */
    
    /* codice della mitigazione*/
    unsigned long tempoCorrente2 = millis();
    /* Verifica se è passato un minuto dall'ultimo richiamo */
    if (tempoCorrente2 - ultimoRichiamo2 >= intervallo2)
      {
        old_value = 0;
        /* Aggiorna il tempo dell'ultimo richiamo */
        ultimoRichiamo2 = tempoCorrente2;
      }
    /* fine del codice della mitigazione */
    
    if (IrReceiver.available())
      {
        if (IrReceiver.decode())
        {
            /* memorizza il valore RAW nel buffer value */
            value = IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData;
            /*  il telecomando manda il codice pulsante solo al primo impulso, dopo continua a inviare degli zero che significano "ripetizione dello stesso
             *  tasto", questa funzione che ricopia il registro value in old_value serve per richiamare l'ultima routines richiamata in caso il codice ricevuto
             *  sia zero */
            if(value == tasto_meno)
              { 
                /* memorizza value in old_value */
                old_value = value;
              }
            if(value == tasto_piu)
              {
                /* memorizza value in old_value */
                old_value = value;
              }
            /* utilizzo il tasto on/off del telecomando per cambiare i canali */
            if(value == tasto_on_off)
              {
                /* memorizza value in old_value */
                old_value = value;
              }
            /* richiamo la funzione legata al tasto premuto memorizzato, gestisco i segnali di ripetizione e discrimino eventuali segnali errati */
            if ((old_value == tasto_meno && value == ripeti) || (old_value == tasto_meno && value == tasto_meno))
              {
                motore('-');
              }
            if((old_value == tasto_piu && value == ripeti) || (old_value == tasto_piu && value == tasto_piu))
              {
                motore('+');
              }
            if(old_value == tasto_on_off && value == tasto_on_off)
              {
                cambia_canale();
              }
            /* prepara il ricevitore per un nuovo ciclo */
            IrReceiver.resume();
        }
    }
  /* funzione per rendere fluido l'andamento del volume con timer non bloccante */
  if(vol == 1 && timer < nbdelay)
    {
      digitalWrite(motor_up, HIGH);
      timer ++;
    }
  if(vol == 2 && timer < nbdelay)
    {
      digitalWrite(motor_down, HIGH);
      timer ++;
    }
  if(timer >= nbdelay)
    {
      digitalWrite(motor_up, LOW);
      digitalWrite(motor_down, LOW);
      vol = 0;
      timer = 0;
    }
  /* Fine funzione timer non bloccante */
  }
}

È possibile scaricare il file “.ino” cliccando qui: Telecomando.zip

Che cos’è l’avvelenamento dei tubi nixie e come prevenirlo.

I tubi Nixie hanno più di un catodo, ogniuno di essi rappresenta una cifra. Quando un catodo è acceso, il materiale di cui è fatto può vaporizzare e depositarsi sia sul vetro che sugli altri catodi non accesi. Probabilmente qualcuno di voi avrà visto tubi Nixie scuri con un rivestimento grigio o argentato all’interno del vetro. Questo è il caso estremo di materiale vaporizzato sul vetro, che si verifica verso la fine della vita del tubo. Se un catodo non viene utilizzato per lungo tempo mentre gli altri sono accesi, il deposito sul catodo inattivo diventa sempre più spesso. Questo rivestimento è altamente resistivo, quindi se diventa abbastanza spesso, impedisce al catodo inattivo di illuminarsi. Quando viene acceso, parti del catodo possono essere più deboli o completamente oscure. I diversi tipi di tubi hanno diverse sensibilità al fenomeno dell’avvelenamento del catodo, e di solito ci vogliono migliaia di ore prima che diventi un problema significativo. In questo sito potete approfondire l’argomento https://www.tube-tester.com/sites/nixie/different/cathode%20poisoning/cathode-poisoning.htm

Per prevenire l’avvelenamento dei catodi delle Nixie, è sufficiente che essi siano accesi almeno una volta ogni tanto. Nel caso di Anansi, dove un Arduino gestisce il controllo della Nixia, ho incluso una routine nel programma che esegue una scansione di tutti i numeri ogni 5 minuti, nei 2 video qui sotto vediamo le prove preliminari per la messa a punto del software.

In questo video mostro il funzionamento della routine che cambia il canale: essa prevede l’abbassamento del volume con la Nixia lampeggiante sul canale attuale, seguito dal cambio del numero del nuovo canale e un fade-in del volume che si rialza.

Montaggio del corpo principale

Nel montaggio di un oggetto che richiede tanto impegno e tempo per essere assemblato, e quindi con costi consistenti, è cruciale utilizzare materiali di alta qualità. In due foto mostro il contrasto tra l’interruttore in plastica dell’apparecchio originale e l’interruttore di acciaio inossidabile antivandalo che ho scelto di montare io. Quest’ultimo da solo ha un costo di quasi 60€, ma rappresenta una scelta mirata per garantire durabilità e resistenza nel tempo, lo stesso dicasi per tutto il resto.

Nella prossima serie di fotografie, mostro il progresso del montaggio dell’amplificatore. Nella prima immagine si vede il telaio nudo dell’amplificatore, privo dei trasformatori e di qualsiasi altro componente. Questo stadio iniziale rappresenta il punto di partenza del processo di assemblaggio. Nella seconda foto, i trasformatori sono stati montati sul telaio, evidenziando la base su cui il resto del circuito verrà costruito.

Man mano che procedo con il montaggio, le immagini successive mostrano l’aggiunta della piastra di montaggio e l’inizio della disposizione dei componenti elettronici. Vediamo i condensatori, resistenze e altre parti essenziali che vengono posizionate con precisione sul telaio. Ogni passaggio illustra il lavoro meticoloso e l’attenzione ai dettagli necessari per completare l’amplificatore. Il processo continua fino a quando l’amplificatore prende forma, con tutti i componenti saldati e installati correttamente.

Dalla prima accensione alla messa a punto

Dopo la prima accensione, l’apparecchio non era ancora perfetto in tutti i suoi dettagli. È stato necessario eseguire una serie di misurazioni e piccole messe a punto, che hanno coinvolto modifiche al circuito come l’avevo costruito inizialmente. Ad esempio, ho dovuto cambiare il tipo di diodi e rivedere la configurazione stessa della parte di alimentazione anodica. Inoltre, ho ritoccato l’alimentazione del pozzo di corrente sotto gli sfasatori di ingresso, rendendola meno rumorosa grazie all’aggiunta di una piccola induttanza che avevo a disposizione.

La fase di messa a punto è cruciale in un progetto come questo. Anche i più piccoli aggiustamenti possono fare una grande differenza nella performance e nell’affidabilità del dispositivo finale. Questo processo richiede pazienza e precisione, ma è fondamentale per garantire che l’amplificatore funzioni al massimo delle sue capacità. Ogni modifica, per quanto piccola, contribuisce a perfezionare il circuito e ad ottimizzare il suo funzionamento complessivo.

Strumentali
Massima potenza indistorta: 25Watt RMS per canale
Smorzamento a zero feedback: DF 5
Smorzamento con controreazione inserita: DF 7
Consumo elettrico totale: 440Watt
Banda passante: zero feedback: 10hz / 20khz -1db
THD zero NFB @ 1watt: 0,55%
THD con NFB @ 1watt: 0,38%

Il dato di banda passante dei trasformatori d’uscita non è estremamente esteso come quello di altri trasformatori che ho prodotto negli anni. Tuttavia, nel caso di questo progetto, ero vincolato dal telaio originale e dovevo utilizzare necessariamente un nucleo uguale a quello originale. Questo mi ha costretto ad applicare una densità di corrente più che doppia rispetto alla mia prassi abituale e ad accontentarmi di un nucleo più piccolo di quello che avrei voluto. Nonostante queste limitazioni, la prestazione ottenuta è accettabile, anche considerando che la controreazione inserita è davvero minima.

I trasformatori che ho realizzato sono basati sul progetto degli originali, che ho sbobinato e a cui ho apportato alcune piccole modifiche. Ho mantenuto l’impedenza primaria, la sezione del filo e il numero di spire, ma ho cambiato la disposizione degli avvolgimenti e le sezioni degli isolanti. Questo compromesso ha permesso di ottenere una performance soddisfacente, date le condizioni e le limitazioni imposte dal telaio originale. Ora vediamo i classici grafici…

Banda passante

THD senza NFB

THD con NFB

Quadre a 100hz – 1khz – 10khz

Presentazione dell’Anansi completato

Nelle seguenti foto, potete ammirare l’amplificatore Anansi completamente assemblato e pronto per l’uso. Chi legge e vede queste foto potrebbe pensare che ci voglia poco a realizzare un progetto del genere, ma in realtà il processo è stato estremamente complesso e dettagliato. Dalla demolizione dell’apparecchio originale alla progettazione su SPICE, dalla progettazione dei trasformatori al recupero di tutti i componenti, dalla progettazione delle varie parti interne, alla scrittura del software, alla realizzazione delle lamiere, all’assemblaggio, alle prove e alla messa a punto, mi sono servite ben 82 ore di manodopera!

In questo video, potete vedere l’Anansi in azione e osservare come risponde ai comandi del telecomando. Iniziamo mostrando il controllo del volume: vedrete come il livello del volume può essere regolato in modo fluido e preciso. Successivamente, dimostriamo il cambio di canale, con la Nixie che indica chiaramente il canale attuale. Infine, mostriamo la funzione di scansione automatica che ho implementato per prevenire l’avvelenamento del catodo della Nixie. 

Conclusione

Il progetto Anansi rappresenta un viaggio complesso e appagante, dalla demolizione di un amplificatore malfunzionante alla creazione di un dispositivo completamente nuovo e ottimizzato. Ogni fase del processo, dalla progettazione iniziale alla messa a punto finale, ha richiesto attenzione ai dettagli, precisione e un impegno considerevole.

L’Anansi non è solo un amplificatore; è una dimostrazione di artigianato, ingegneria e dedizione. Ogni componente è stato scelto con cura per garantire prestazioni eccellenti e durabilità nel tempo. Le funzionalità avanzate, come il controllo del volume e del canale tramite telecomando e la prevenzione dell’avvelenamento del catodo della Nixie, aggiungono un tocco di modernità e praticità a un design classico.

Spero che questo articolo e le relative immagini e video abbiano fornito una chiara visione del lavoro svolto e dell’attenzione ai dettagli che hanno portato alla creazione di Anansi. Questo progetto è la prova che, con dedizione e competenza, è possibile trasformare un’idea in una realtà funzionante e di alta qualità. Grazie per aver seguito questo percorso e per l’interesse dimostrato nel mio lavoro.

In un’epoca digitale in cui la tecnologia audiofila continua a evolversi, ci sono appassionati che valorizzano la semplicità e la purezza delle antiche tecnologie. Questo progetto si inserisce precisamente in questa prospettiva, abbracciando un approccio classico attraverso l’utilizzo del chip Philips TDA1543, un DAC che mantiene fedelmente una frequenza di campionamento di 44 kHz e una profondità di 16bit.

La filosofia alla base di questo progetto è chiara: la musica digitale, fino al 1995 e oltre, è stata prevalentemente campionata a 44 kHz e 16 bit. L’idea di upsamplare un segnale creato originariamente con queste specifiche appare superflua, poiché nessun algoritmo può reintegrare ciò che è andato perso durante il processo di campionamento iniziale. Questo DAC si configura come un omaggio alla semplicità e all’efficacia delle specifiche standard, offrendo un’esperienza sonora autentica e priva di aggiunte artificiose.

La scelta di incorporare il chip TDA1543 è stata guidata dal consiglio di Ivo Calabrese, un esperto che sottolinea la qualità del suono comparabile a chip più costosi come il 1541. L’obiettivo non è solo quello di abbracciare le tecnologie del passato ma anche di combinare elementi classici per creare un’esperienza sonora unica.

Questo DAC non si limita al solo chip principale; abbiamo implementato un approccio ibrido, introducendo un trasformatore interstadio sfasatore, che a sua volta guida un push-pull con i due triodi di una valvola ECC88. Questa configurazione, aggiunge calore, tridimensionalità e carattere al suono, offrendo una resa autentica e coinvolgente.

La scheda prototipale presentata in questo articolo è dotata di un’interfaccia versatile, con ingresso dati I2S. Ciò consente al DAC di accettare segnali da diverse sorgenti, che spaziano dal PC tramite la porta USB a lettori CD mediante un modulo SPDIF/I2S, fino all’integrazione con un Raspberry Pi.

Nella fase embrionale del nostro progetto, ecco un’istantanea dal laboratorio che mostra i primi esperimenti sulla breadboard. In questa immagine, potete osservare il piccolo ma cruciale trasformatore interstadio sfasatore, ideato per stabilire l’interfaccia tra la parte analogica immediatamente successiva al DAC e la sezione valvolare.

Questo trasformatore è una componente chiave del nostro approccio ibrido, concepito per conferire un carattere unico al suono attraverso la sua connessione tra le tecnologie analogiche e valvolari. Per approfondire le caratteristiche e il ruolo fondamentale di questo componente nel nostro progetto, vi invitiamo a visitare la pagina dedicata al trasformatore interstadio sfasatore qui.

Nel nostro percorso verso la perfezione sonora, vi presentiamo anche il trasformatore I60KPP88, un componente cruciale al cuore del nostro sistema audio. Nell’immagine qui sotto, potete ammirare questo trasformatore che funge da interstadio di segnale, progettato appositamente per essere pilotato da un push-pull composto dai due triodi interni di una singola ECC88.

La sua presenza assicura una trasmissione del segnale precisa e potente verso l’esterno del nostro sistema audio, indirizzandolo sia alle cuffie che a un eventuale finale di potenza. In questo modo, contribuisce in modo significativo a definire il carattere distintivo del suono che offriamo. Per esplorare ulteriormente le caratteristiche e l’importanza di questo trasformatore, vi invitiamo a visitare la pagina dedicata qui.

Foto del Prototipo Completato

Ecco una serie di foto dettagliate che offrono una panoramica del prototipo completato montato su una breadboard da 1000 fori. Questo montaggio mette in mostra la cura e l’attenzione ai dettagli dedicata a ogni fase della realizzazione.

Nota per Autocostruttori: Un punto chiave del mio approccio all’autocostruzione, evidenziato nelle immagini del prototipo, riguarda l’utilizzo di valvole su una basetta a 1000 fori. È importante notare che, nonostante molte cose viste online presentino montaggi su basette simili con zoccoli da PCB, la mia scelta è stata quella di utilizzare zoccoli noval standard per cablaggio in aria, di quelli montabili a pannello.

Nelle immagini, si può osservare che ho praticato un foro nella basetta a 1000 fori e ho avvitato direttamente due zoccoli noval standard da pannello. Questo approccio differisce dall’uso degli zoccoli da PCB, spesso scomodi da montare su basette 1000 fori.

La mia raccomandazione per gli autocostruttori è di considerare questa soluzione, in quanto offre diversi vantaggi. Montare gli zoccoli noval direttamente sulla basetta a 1000 fori, fissandoli meccanicamente e allungando solo di un breve tratto i fili verso i pin da saldare, garantisce una connessione più sicura e affidabile. A differenza delle soluzioni con gambine ritorte in malo modo dello zoccolo da PCB, la mia proposta evita anche il rischio di staccare le piazzole fissata malamente da palline di stagno da piccoli reofori durante l’inserimento delle valvole. Questo approccio, oltre a semplificare la fase di montaggio, migliora la stabilità meccanica e la connettività elettrica, contribuendo complessivamente a una costruzione più solida e durevole.

Per coloro che condividono la passione dell’autocostruzione, spero che questa nota possa essere d’ispirazione nel percorrere il cammino affascinante della creazione e personalizzazione dei propri dispositivi audio.

Informazioni Tecniche

Il prototipo è caratterizzato da una suddivisione chiara tra la parte digitale e l’amplificatore operazionale, entrambe alimentate da tensioni stabilizzate. L’opamp riceve un’alimentazione duale di ±12V, garantendo un funzionamento ottimale. La sezione anodica, successivamente al raddrizzamento, utilizza un moltiplicatore di capacità per fornire una tensione di alimentazione non stabilizzata, ma completamente livellata. Questo approccio, senza l’uso di circuiti retroazionati, mira a minimizzare il rischio di introduzione di rumore bianco nel sistema.

Dopo il chip TDA1543, è presente una rete di antialiasing composta interamente da componenti passivi, contribuendo a mantenere la purezza del segnale.

Per quanto riguarda l’opamp utilizzato nelle prime prove strumentali, è stato inizialmente impiegato un TL082, attorno al quale sono stati sviluppati i trasformatorini interstadio. Tuttavia, nelle prove di ascolto con le cuffie, la preferenza è stata data al suono reso da un MC1458 NOS prodotto da Motorola, che mi è sembrato suonare più caldo rispetto al TL082 (non NOS).

Va sottolineato che, sebbene sia presente un MC1458 è possibile sostituirlo con qualsiasi altro opamp a 8 pin che possa sopportare un’ alimentazione da 24 volt (±12 volt) e fornisca la corrente sufficiente per pilotare i due trasformatorini con un’impedenza di pilotaggio non superiore a 600 ohm.

L’introduzione di un opamp potrebbe suscitare qualche perplessità da parte di alcuni, ma è importante notare che la corrente di uscita del TDA1543 è molto piccola, appena 2mA, con una resistenza di uscita di circa 2000 ohm. La difficoltà nell’implementare un trasformatore interstadio sfasatore che funzionasse ha portato alla necessità dell’opamp. Tuttavia, questa scelta offre la possibilità di sperimentare con diversi opamp, compresi quelli esoterici e pregiati.

Il circuito è dotato di un controllo di guadagno posizionato tra i trasformatori sfasatori e le ECC88, che funge da particolare controllo di volume agente sul segnale bilanciato. Va sottolineato che, nella parte analogica del circuito, non è stata implementata alcuna controreazione. Tale scelta deriva dalla considerazione che non è necessario gestire carichi reattivi critici in questa sezione, preservando così la massima spazialità nel suono.

Le prossime immagini offrono un dettaglio ravvicinato del cuore digitale del nostro prototipo: il TDA1543. In particolare, vedrete un primo piano del chip TDA1543 e del connettore con i 4 fili del bus I2S che escono e si collegano a un piccolo decoder USB to I2S. Questo decoder, basato sul semplice chip PCM2706, è stato suggerito da Ivo Calabrese.

Il connettore presenta un’implementazione particolare: i fili non sono saldati, ma innestati. Questa scelta consente di sostituire il decoder USB con qualsiasi altra sorgente audio I2S, offrendo agli audiofili la flessibilità di esplorare varie opzioni e sperimentare con diverse fonti digitali.

Questa modularità nel design consente di adattare il sistema alle preferenze personali, permettendo agli appassionati di audio di esplorare e testare diverse configurazioni e sorgenti audio, mantenendo l’esperienza personalizzata che caratterizza il progetto.

Trasformatore di Alimentazione

Nella prossima immagine, vi mostriamo con orgoglio il cuore dell’alimentazione del nostro progetto: il trasformatore di alimentazione appositamente sviluppato. Questo componente svolge un ruolo fondamentale nell’assicurare una fornitura di energia stabile e priva di interferenze alla scheda.

Per garantire un’esperienza audio senza compromessi, sono state implementate diverse soluzioni nel design di questo trasformatore di alimentazione:

1. Doppio Isolamento Strategico: Il trasformatore è appositamente configurato con un doppio isolamento, dove il primario e i secondari occupano cavità separate nel rocchetto. Questa scelta non è solo una misura di sicurezza elettrica, come comunemente associato all’uso di rocchetti a doppio isolamento, ma è stata adottata con l’obiettivo specifico di minimizzare la trasmissione di eventuali disturbi provenienti dalla rete, superando così le convenzioni dei trasformatori classici con schermo elettrostatico.
2. Sovradimensionamento del Nucleo: Il nucleo del trasformatore è notevolmente sovradimensionato rispetto alla potenza complessiva necessaria (poco più di 10 watt su un nucleo che potrebbe veicolarne 32). Questa scelta aiuta a diminuire la dispersione di campo attorno al trasformatore, evitando interferenze indesiderate nei trasformatori audio.
3. Sovradimensionamento delle Sezioni dei Fili: Le sezioni dei fili sono anch’esse sovradimensionate, consentendo al trasformatore di operare con una densità di corrente significativamente inferiore rispetto ai trasformatori convenzionali.
4. Orientamento Differenziato: Il trasformatore di alimentazione verrà orientato in modo diverso rispetto ai trasformatori audio sulla scheda del DAC, garantendo una totale assenza di ronzio indotto nel circuito audio già a una distanza di soli 5 cm.
5. Alimentazione Filamenti ECC88 in Alternata: Un dettaglio degno di nota è l’alimentazione diretta in corrente alternata dei filamenti delle ECC88, realizzata senza problemi e senza rumori indotti. Questa scelta dimostra una progettazione attenta e competente.
6. Differenziamento della Densità di Corrente: Il secondario, che alimenta i filamenti delle valvole, è progettato con una densità di corrente più elevata rispetto agli altri secondari. Ciò si traduce in una maggiore caduta di tensione su questo secondario, riducendo i picchi di corrente durante l’accensione e preservandole nel tempo.

Queste finiture tecniche riflettono la nostra dedizione a offrire un’esperienza audio senza compromessi, dove la cura nei dettagli sottolinea la qualità del suono che il nostro progetto aspira a raggiungere.

Aggiornamento del 30/12/2023

Mentre il prototipo del PulsarWave DAC con il chip Philips TDA1543 e le valvole ECC88/6922 si prepara per il suo debutto, ho dedicato il tempo a integrare l’elettronica su una base solida e visivamente accattivante. L’avventura ha portato il progetto a nuove vette, con il trasferimento della scheda 1000 fori in un’elegante scatola personalizzata.

Il telaio, è un HiFi 2000 recuperato da un vecchio impresentabile che ho demolito anni fà che è stato riportato alla vita. Dopo un’accurata pulizia, ho praticato fori nei pannelli di alluminio per ospitare l’interruttore di accensione e posizionare il modulino PCM2706 con ingresso USB. Grazie alla stampante 3D, ho realizzato adattatori in resina per fissare in modo stabile i componenti. Gli RCA di uscita e il controllo del livello sono stati posizionati sul pannello posteriore per garantire un facile accesso e una connessione agevole.

La lamiera del fondo è stata forata per ospitare la scheda e il trasformatore di alimentazione 23S75, con un nodo dedicato per la messa a terra del telaio. La vaschetta VDE con il fusibile, già presente, è stata opportunamente riciclata. All’interno, una coppia di valvole ECC88 NOS ha trovato la sua dimora, mentre piedini di supporto personalizzati e un logo tridimensionale sono stati aggiunti per un tocco finale di estetica e funzionalità.

Il momento cruciale è stato il primo ascolto. Inizialmente, l’operazionale Motorola ha conferito al suono un carattere leggermente scuro, spingendomi a tornare al fidato TL082. Tuttavia, in cuffia, la preferenza è tornata al Motorola, sottolineando l’importanza di personalizzare l’esperienza sonora in base alle proprie preferenze.

Ulteriori perfezionamenti sono stati apportati al circuito per adattarlo alle sfumature richieste, e il risultato sonoro complessivo è stato valutato positivamente. Le varie fasi del montaggio sono documentate nelle foto allegate, offrendo uno sguardo approfondito al processo di trasformazione di questo progetto da un’idea iniziale a una realtà sonora tangibile. Ecco un paio di strumentali:

Spettro Distorsione Armonica

Onda Quadra a 1khz