|
| |
Régi gondolatom, hogy a hálózati feszültség közel sem ideális, eddig kisvárosokban éltem, ott nem vagy alig voltak ipari objektumok, amelyek komoly gépekkel szennyezték volna az "én" zenehallgatásra használt elektromos hálózatom. Azóta azonban sokkal jobb felbontású rendszeren hallgatok zenét, azóta mindenki vadul vállalkozik mindenre körülöttem, és a vállalkozásnak megfelelően hol egy varroda, hol egy üzlet nyílik mellettem. Ráadásul, mindenki törekszik - mellettem az energia takarékosságra, és megjelentek a háztartásban is nagy számmal az olcsó kínai energiatakarékos lámpák amelyek már valóban energia takarékosak, elterjedtek a kapcsolóüzemű tápegységek, sőt lassan egyedülivé válnak, ez a kérdés még égetőbbé vált. Jelentős szaklapok is elismerik, a jelentőségét és lassan az emberek tudatában is befészkeli magát, hogy - csodák nincsenek, nem-nem ez nem tudja - pici dobozban, méregdrágán árult csak bedugom a konnektorba és mindent elintéz megoldás nem jó, illetve amelyik jó az a töredékébe kerül valójában a csoda ketyere árának, és hát nem is jó mindenre.
Mielőtt értelmes megoldásokon törnénk a fejünk tisztázni is kell, hogy valójában mire is keressük a gyógyírt. Így az egészet a kályhától kell kezdeni, képzeljünk el egy pókhálót közepén a pókkal. Ebben az analógiában a pók természetesen az erőmű, mondjuk egy szép kövér atom erőmű. A háló szálain keresztül ellátja villamos energiával a háló által lefedett területet. A nekünk mint zene hallgatóknak ideális eset az lenne, ha egy erőmű csak a mi készülékeinket látná el energiával, másnak nem ad, arra más nem csatlakozhatna. Sajnos a házi atomerőmű még nem, de már házi napenergia telepek már vannak. A pókhálós erőműre azonban csatlakozik más is, a hálónak sok központi szála és - ezért hoztam ezt a példát, kereszt szálai is vannak. Ha a szálakkal valami történik, azt a pók a közepén, de más több szál is érzi. A korábbi rendszer óta azonban már nekünk is van minden féle villanyunk. Vagy is a pókhálókat összekötötték más pókhálókkal. Emiatt szabványosították a korábban Európa szerte össze vissza szabványos hálózatokat, és elfogadták egységesnek a 230V 50Hz-es hálózati szabványt. Ahhoz azonban, hogy ezt zökkenő mentesen be lehessen vezetni a szabvány meglehetősen tág határokat enged meg. Például +10%-ot és -15%-ot enged meg (195,5V - 253V). Tulajdon képen ebbe a korábbi európai szabványok változtatás nélkül beleférnek. Azt se nagyon köti meg, hogy a változás milyen gyors lehet, egyik véglettől a másikig. Csak megjegyzem, hogy az átlagos csöves készülék - ahol a csövek fűtése egy a hálózati transzformátor tekercséről érkező váltakozó áram - a benne lévő csövekkel max. 5%-os eltérést enged meg. Szintén csak megjegyzem ez komoly alul- vagy túlfűtést szokott eredményezni, jól hallható és ilyen problémának a jele, ha időszakhoz köthetően elmennek, kiürülnek a mélyek, a szimplább, élettelen lesz a zene. Ez a jelenség gyakran "öli" a csöveket, sajnos garancia időn belül, és természetesen a garancia érvényesítés lehetősége nélkül. Több tíz évvel ezelőtt ez nem volt probléma, amikor a legtöbb csöves konstrukció készült, sokkal szomorúbb, hogy vannak készülékek amelyek most is így készülnek, pedig a jelenség már nálunk is jó pár éves.
Nagy probléma továbbá, hogy a kapcsoló üzemű tápegységek, jelentős része még úgy működik, hogy a hálózati energiát rögtön egy egyenirányítón keresztül egy kondenzátorba táplálja, majd innen egy kapcsoló elem (többnyire ma már FET, MOSFET) 50kHz - 500kHz es frekvenciával a transzformátorra küldi, hogy a fogyasztóját táplálni tudja. A kapcsoló a veszteségek minimalizálására négyszögjelet használ, és mint tudjuk a legtöbb zajt a négyszögjel termeli, számos felharmonikusával. Ennek nagy részét a tápegységben szűrik passzív alkatrészekkel, de nem szűrik az egyenirányítón keletkező áramzajt. Ez abból adódik tudni'llik, hogy a diódák mögé tett kondenzátor a diódán keresztül áramot csak a töltődésekor vesz fel, vagy is a bejövő szinusz hullámból energiát csak a kondenzátor töltöttségének megfelelő feszültség felett. Ha a fogyasztó nem meríti le a kondenzátort - csúnya táp lenne ha megtehetné - minden fél periódus alatt a kondenzátor csak a szinusz sapka csúcsánál fog áramot felvenni. Ezzel természetesen igen ronda áram jelalakot indukálva a hálózat felé. A ronda jelalakba sajnos a csúcsos szögletes alak is belefér ami a legnagyobb zaj hordozója. A modernebb tápok már figyelnek erre, ha jól emlékszem 2010 óta nem lehet olyan kapcsoló üzemű tápegységgel készüléket forgalomba hozni ami ezt a problémát nem kezeli. (Ettől függetlenül persze hoznak forgalomba, ki is akadályozhatná meg, hogy az olcsó minden szabványra fittyet hányó távol keleti dömping a magyar háztartások konnektoraiba kössenek ki.)
Természetesen meg kell említeni a klasszikus zavar okozót, a villanymotort, amely a kis szénkeféivel csúnya szikráival igen félelmetes zajt képes produkálni. Szerencsés esetben a fúrót vagy a porszívót mi magunk működtetjük vagy komoly ráhatással tudunk lenni a működtetőjére és ez a probléma így "olcsón" kezelhető. Ha ipari létesítmény szomszédságában lakunk persze a legjobb megoldás az elköltözés. Sajnos nem igen hiszem, hogy valaki megválna a hűvös-völgybéli otthonától és mondjuk valami ipari óriás szomszédságába költözne magától (cserélve velünk lakást). A kapcsoló üzemű tápegységek tranziens viselkedése is csodás irodalmi téma, a laptop töltő a konnektorba dugáskor neked is szikrázik? A szikra mint tudjuk számtalan frekvencián adóként működik számtalan zavart keltve. Nem véletlenül voltak azok a szikra távírók.
További gond, a hálózaton fellépő túlfeszültség. Ennek több okai is lehet, csak az egyik a villám, vagy a villám hatására létrejövő elektromos térerő. Egy hálózati terhelés hirtelen fel, vagy lekapcsolása is okozhat komoly hálózati lökéseket. Jelalak torzulást ami akár túlfeszültségben is kibontakozhat.
Ha bele gondolunk és csak a legrövidebb utat feltételezzük is, akkor is több kilométer drótot kötünk az elektromos zenehallgatást szolgáló készülékünkbe. Ez a drót semmiben nem különbözik az antennaként is használatos drótoktól éppen ezért úgy is működik. Az elektromos hálózat drótjait maga az elektromos művek is használja kommunikációra, de léteznek direkt erre készített szabványos adat átviteli modemek is. Ha más hol nem ezeken keresztül is számos rádiófrekvenciás zavart szállít a villamos energián túl a hálózati vezeték egészen a konnektorunkig. A készülékünkbe bejutó rádiófrekvenciás zavar egy része, sajnos átjut a tápegységeken, zavart és gyors oszcillációt okozva a transzformátorok mágneses terében, össze keveredik a digitális jelekkel, hibát és adatvesztést okozva, interferál az órajel generátorokkal, a zenehallgatást fárasztónak és idegesítőnek érzi tőle az ember. Ez a zavar az egyik olyan ami, nagyon hallható, a másik a fűtés probléma, de az megszokható.
Ezen a képen amúgy a házi erőművek sem fognak jelentősen javítani, hiszen azok is össze köttetésben állnak a hálózattal, nem elszigetelt szigetként fognak jelentkezni. Bár az igazi megoldás ez lehetne. Sajnos várnunk kell egy keveset, amíg valaki meg nem jelenik egy hifi komponensek közé illeszthető erőművel, - én már fejlesztem. Addig is próbáljunk meg valami értelmeset kihozni a lehetőségeinkből. Kiváló lehetőségnek mutatkozik a számítás technikában is használatos szünetmentes tápegység. A jobbak, vagy ma már általános? a túlfeszültség ellen is védettek, és ha szükséges akkumulátorok energiáját alakítják hálózati áramnak látszó valamivé. Ebből sajnos látszik, hogy kevesek használhatóak arra amire szeretnénk, és azok is rövid ideig. Sokuk kvázi-szinuszos jelet állít elő a kimenetén, és azt is csak akkor ha nincs bemeneti feszültség, és az akkumulátoraink függvényében rövid ideig, de egy lemezoldalt nem igen szoktak kibírni még a nagyobbak sem. A kvázi-szinusz sajnos attól a kvázi-tól pont nem szinusz. Ezek a gyakorlatban torzított, kerekített négyszögjelek, s attól szinusz, hogy a négyszög jel is az, mint tudjuk, csak nagy a torzítása. Nos ez egy ilyen jel, ha esetleg toroid transzformátorokat próbálunk velük meghajtani csúnya hangjuk lesz - a toroidoknak, mellettük zenét lehetetlen lesz hallgatni. Ilyen feladatra csak a drágább szinuszos tápok a megfelelőek. Ezeket arról lehet megismerni, hogy a fúrógépek vagy flexek is mennek velük. A túlfeszültségtől, a rádiófrekvenciás zavaroktól mi magunk is megszabadulhatunk, vagy is mi is tudunk készíteni csoda dobozt, amit bedugunk a konnektorba és rögtön javul, hallgathatóbb a zene. Sajnos könnyűszerrel nem kivitelezhetőek a hálózati jelalak regenerátorok és nem is olcsók.
A működése egyszerű szűrjünk és hatástalanítsunk mindent ami nem a 230V 50Hz-es hálózathoz tartozik, de vele utazik. A nagyfrekvenciás zavar könnyedén áthalad a kondenzátoron, és nagyon megfogja az induktivitás. Vagy is nincs más dolgunk mint a vezetékekre, egy-egy kondenzátort tenni, ami levezeti a földbe a zavaró jelet, minden 50Hz-nél magasabb frekvenciájú jel esetén. Ezt egy tekercsnek kell követnie, amely csak a zavar jel nélküli alacsony frekvenciás hálózati áram számára vezető. Ha nagyon oda figyelünk a dologra, egy túlfeszültség védőt is be építhetünk, és akkor már is jelentőset tettünk a készülékeink épségért és a zene élvezetéért.
A lényeges és fontos dolgok a részletekben rejlenek. Több szempontból is fontos a jó alkatrész választás, illetve a szerelés megfelelő kivitelezése. Az egyik és legfontosabb szempont mindig a biztonság. A zavar szűrő a hálózati árammal kerül közvetlen, galvanikus kapcsolatba! Minden erre vonatkozó előírást és szabványt figyelembe kell venni, én természetesen semmiért nem vállalom a felelőséget, az után építést mindenki csak is saját felelőségére végezheti! A kivitelezés különösen fontos, rossz forrasztás, hibás csatlakozás, a csatlakozóban való nem megfelelő bekötés, áramütést, tüzet okozhat! Ilyenkor a biztosító kicsapása még a legjobb eset, mert mutatja, hogy gond van, sokkal rosszabb ha éveken át melegszik a hibás kötés, korrodál, elszakad és össze ér. Figyeljünk tehát oda, konzultáljunk szakemberrel. Én a kötéseket hő kamerával ellenőrizni szoktam, így a hibás kötés gyorsan lebukik. Fontos, vezetéknek jó minőségű vezetéket használjunk, attól, hogy drága vezetéket vettünk még nem biztos, hogy biztonságos is! A zavar szűrő a működéséből kifolyólag az utána vagy a kimenetre kötött készülékeket óvja meg a zavaroktól, ezért érdemes elosztóba vagy több aljzatot is ellátni a kimenetéről. Érdekesnek szoktam tartani azt, amikor milliós készülékeket, a több száz ezres kábellel a fali 200Ft-os konnektor aljzatba dugnak, úgy hogy nem győződtek meg még a konnektor csatlakozásáról sem. Kedvenc a fali alumínium vezeték. Érdemes tehát jó minőségű a méreg drága kábelek számára is jó kontaktus biztosító aljzatok beszerelése. A szereléshez használjunk olyan vezetéket amely átütés biztos szigeteléssel ellátott, vagy szigeteletlen - húzzunk rá üvegszálas varnis csövet ami tűzálló és a hangja is jó. Tartsuk be a biztonsági távolságokat, figyelünk a mechanikai stabilitásra, egy véletlen belerúgástól ne legyen zárlatos! Végig az összes csatlakozásnál is legyen a legszűkebb keresztmetszet is felette az előírtnak. (A vezető szükséges keresztmetszetét a kiszolgálni kívánt készülék felvett teljesítménye határozza meg! A hangnak jót tesz ha ennél eggyel nagyobbat választunk.)
A védelem, és zavarszűrő áldásos vagy akármilyen tevékenységét, csak meglévő, létező és jó minőségű védőföldelés megléte estén képes kifejteni. Ezt nem árt ellenőrizni. Csak az a földelés jó amely képes egy 100W-os égőt teljes fényerőn világításra bírni. Ezt a próbát a fi vagy életvédelmi relé kiiktatásával tudjuk csak elvégezni. A rossz földelésnek rögtön mutatkozik jele, ha az elkészült szűrőt üzembe helyezve a földelésen feszültséget mérünk (100V is lehetséges!). Ezt ugyanis az első szűrőkondenzátorok "Y" kondenzátoroknak is nevezik őket, hozzák létre, a kapacitív ellenállásaik révén. Mindenképpen, azonnal csináljunk rendes földelést. A szűrő házán belül a védőföldelést úgy kell kialakítani, hogy az ne legyen bontható a folytonossága ne szakadjon és ne legyen megszakítható. (Ez a fajta szerelés amúgy a másik két vezetőnél is előnyös a hang szereti a kevés vezeték bontást, csatlakozót.) Javaslom, hogy a szűrőt házát olyan anyagból készítsük amely, megfelel a tűz és áramütés biztonsági előírásainak. Én fát csak díszítésre, mondjuk egy fém ház külsején alkalmaznék.
Tehát a kapcsolás. A bemenetre én mindenképen javaslok egy olvadó biztosítékot, azért mert a túlfeszültség levezető csak bizonyos ideig képes a túlfeszültséget távol tartani, ha nem teszünk biztosítékot elé, akkor azt érjük el, hogy a túlfesz. levezető elég, és az esetlegesen még meglévő túlfeszültség még is csak tönkreteszi a készülékeinket. Ha azonban van biztosíték az kiég és semminek semmi baja legfeljebb a zene hallgatást kell elhalasztanunk a biztosíték csere után. Ezt követi a fázis és null vezetőt összekötő C1 kondenzátor. A kondenzátor értéke 220n a feszültsége és a kivitele viszont X jelzésű 275V AC-re méretezve. Az X jelzés azt jelenti, hogy direkt hálózati üzemre gyártották, ide jó impulzustűrő kondenzátort kell rakni, a hálózatról folyamatosan érkezik több rövidebb de nagy feszűltségű impulzus, lehet, hogy az árama nem nagy, nem elég hosszú, de a zavar szűrő kondit éppen át tudja ütni akkor sokra nem mentünk vele. A kondenzátorral párhuzamosan illik berakni egy viszonylag magas értékű ellenállást az R1-nek 520k éppen megfelelő, valamilyen nagy tokozásban, hogy simán ne tudja átütni semmi. A feladata az, hogy maradjon egy áramkör amiben akkor is folyhat áram, amikor nincs fogyasztó kötve a készülékre, és mondjuk sötétben kihúztuk a konnektorból ne rázzon meg, a kondenzátorokban maradt energia. Ezután jöhet az RV1 varisztor. Én szeretek mellette gázkisüléses túl fesz. levezetőt is használni mert rendkívül kicsi áramtól már begyújt (lásd fázisceruza). Ezt követi a két C2,C3 kondenzátor, amelyeknek az egyik kivezetése a földvezetékre van kötve a másik a fázis illetve nullvezetőre. Ezek voltak az úgynevezett "Y" kondenzátorok. Értékük 10n-10n szintén x vagy y jelzésűek. Ezután következik az L1 fojtó tekercs. Ez úgy van kialakítva, hogy a két ágban lévő tekercsek közös porvasmagra készültek, amivel azt érjük el, hogy az esetlegesen egyik ágon megjelenő zavart át visszük a másik ágra is. A kimeneten a két vezetőn ugyan az a zavar jelenik meg, így a zavar egyformán van jelen a kimeneti jelben annak különbségét nem befolyásolva marad az eredeti 230V. Ezt a tekercset egy, szintén C4 párhuzamos kondenzátor követi nagyobb kapacitással 470u, tulajdonképpen egy C-L-C szűrőként. Ezért ha nagyobb szűrést akarunk a C-k és L-e számát növelhetjük. A kondenzátorokra minden estben az x jelölés kívánatos. Nagyobb feszültség jelzésűt használhatunk de kisebbet nem! Ezután két tekercs következik amelyeknek külön álló vasaik vannak, ezek már a kimenetet adják.
A tekercsek elkészítése: L1 ferrit gyűrű vas, jó a 3001 jelű anyagból. 3 és fél menet, bujtatva tekercselve. A két tekercset egymással szembeni oldalra, nem fedve(!) tekercselve. Az L2 és L3 tekercsek ujjnyi ferrit rúdra tekercselve 3 - 3 menet.
A zavarszűrőt tovább gondolva gyorsan eljut odáig az ember, hogy jó szűrés és a feszültség ingadozásokat is kezelni tudó áramkör ennél azért bonyolultabb. A magyar ipar készített is ilyen készüléket, mert a '60-as években még meglehetősen problémás volt a hálózatunk és falvakban előfordult, hogy a televíziót kinyírta a sok hálózati ingadozás. Illetve voltak laboratóriumok, ahol szükséges volt a műszerek hálózati feszültségét stabilizálni mert a mérésük pontatlanná vált a hálózati ingadozásuk függvényében. Majd 10 évvel ezelőtt szert is tettem egy ilyen amúgy "dög" nehéz készülékre. Nem egy, hanem kettő spenót konzerv megevése is szükséges az arrébb rakásához, nem hogy a szereléséhez. és a nyakunkon dagad ki a hasizmunk mint Popeye-nek. A működése igen egyszerű ezért is vágtam bele. A hálózati áramot bele öljük egy túl gerjesztett fojtóba, ami tárolja valamelyest azt. Ezt aztán a hiány esetén kivesszük belőle. Az én példányom sajnos egy leégett példány. Az áramkörei csövesek ami pont kielégítő lehetne. Aztán jöttek az Amorf magok és a dolog úgy állt, hogy ha meg is csinálom már amorf magokkal kéne újra tekercselni, ami innentől kezdve durva árú lenne és ezért a mai napig sem készült el. Viszont a dolog csak jegelve lett és nem elfelejtve. Az energia tárolásra lehet kondenzátorokat is használni ilyen méretekben még elfogadható áron is be lehet szerezni olyan 1000u 450V-ról beszélünk ám, ami nem árt ha gyors és akár 2000u is. Szerencsére azóta olcsóbbá váltak a solar panelekhez szánt inverterek és kondenzátorok. Sajnos nem egyszerű jó hangút is találni, nem beszélve az itt már elkerülhetetlen félvezetők hangjáról sem. Egyenlőre több változat is versenyben van, ha megfelelő alkatrészeket sikerül találnom, akkor a befutó valószínűleg az a változat lesz amelyik először a bejövő hálózati áramot megfelelőre kondicionálja, vagy is helyre állítja a feszültség és áram torzulásokat és értelem szerűen megszűri a túlfeszültségtől a bejövő áramot. Ezt az áramot azután egyen irányítva betápláljuk a nagyméretű kondenzátorba. Ha lenne jó hangú szuper kondenzátor, akkor az lenne a megfelelő, de eddig nem hallottam ilyet. Ezután a tárolt energiát egy kiszajú inverterrel kvarcpontosságú hálózati árammá alakítjuk ez erősítőnk, de még inkább a DAC-unk vagy az előerősítőnk és futóművünk táplálására. Az invertert persze felkészítettem a kihívások kezelésére is, mert a jel alakok megfelelő keverésével a hang befolyásolható. Az, hogy közben a fogyasztás monitorozott csak a mai korral való lépés tartás miatt szükséges.
|
| [1] |
| [2] |