Как подключить процессор в авто
Апгрейд автозвука. Часть 2. Установка аудиопроцессора Pioneer DEQ-S1000A
После изготовления линейных выходов пришло время установить аудиопроцессор, ради которого, линейные выходы изготавливались.
Изучив варианты недорогих процессоров остановил свой выбор на Pioneer DEQ-S1000A. Раньше дело имел с Pioneer DEH-80PRS, поэтому привлёк меня и процессор этой марки. Он позволяет разрулить двухполосную поканалку с сабом, выставить задержки и частотные срезы. Причём настраивается не крутилками «на слух», а через приложение на телефоне.
После приобретения данного процессора я подключил его к лабораторному блоку питания и выяснил, что потребляет он в режиме покоя от 0,5 до 1,5А 12 вольт. Что, мягко говоря, дофига. Начал разбираться в вопросе и выяснил, что в процессоре стоит встроенный усилитель TCB501HQ (из разряда 4х50W). Пообщавшись с саппортом производителя выяснил, что усилитель в процессоре не отключаемый. Поэтому изучил даташит на микросхему и выпаял 6 и 20 «ногу» из платы. Тем самым отключил встроенный усилитель.
После данных манипуляций потребление снизилось до 0,3А 12В. На чём и остановился.
Далее, изучив матчасть, решил изготовить качественные межблоки. Так как автомобиль напичкан электроникой — для борьбы с наводками использовал более серьёзный подход.
Согласно теории необходимо использовать балансный микрофонный кабель с оплёткой и фольгой, которые распаиваются следующим образом:
Так как в МузТорге не нашёл микрофонных кабелей с фольгой, то приобрёт кабель Klotz MC.5000 с «двойной» оплёткой
Также приобрёл коннекторы с навинчивающейся крышкой (которая прижимает лепестки экрана и фиксирует соединение), которые, почему-то, в ближайших магазинах оказались экзотикой.
Далее я заплёл штатные провода процессора в две косы. Нужную и ненужную. В нужную засунул четыре провода: ручник, земля, +12, ACC. В ненужную высокоуровневые входы и выходы (не стал отрезать их, чтобы потом иметь возможность продать процессор, а вытащить пины из колодки не получилось).
На всякий случай подстраховался и сделал подключение процессора через реле. Так как он включается от акустопуска и на просторах интернета есть отчёты о том, как у них включался процессор с отключённым ACC.
Схема подключения реле примитивна:
Процессор с заплетёнными косами:
Затем я начал искать, куда разместить процессор в автомобиле. Разобрал тоннель пола и обнаружил, что он чудовищно глубокий (потому, что куга — раздутый в высоту фокус:) ). В нём нашлась удобная ниша, где процессор впритык уместился.
Ну а дальше пришёл черёд разборки панели (довольно геморное занятие). Процесс не описываю, так как он уже на драйве описан неоднократно.
Разобрав панель и тоннель — я проложил межблочники по левой стороне (так как там минимум пересечений с другими проводами), а силовую часть по правой стороне. На фото зелёными стрелками обозначил межблочные кабели, а красным — силовые. Подключение (путём пайки) произвёл к колодке штатного магнитофона. Взяв оттуда основной плюс и массу. А вот ACC подключил на контакт №2 колодки (жёлто-зелёный провод), по которому осуществляется питание GPS-антенны.
Для того, чтобы межблочники не пересекались с силовыми проводами — я выстрогал из алюминиевого профиля держатель для межблочников (на фото серебристый).
Так как процессор настраивается проводным подключением по USB — вывел из него кабель USB в районе педали (голубыми стрелками).
Установленный процессор выглядит так:
В итоге получился вот такой вот франкенштейн (сейчас уже убран под облицовку) 🙂
Как сделать процессорный звук в Жигулях
Обычно люди идут в магазин автозвука и покупают компоненты. Я же сначала спаял цифровой аудиопроцессор, а компоненты поставил какие есть.
Самая большая проблема автозвука-установка динамиков в самых неподходящих местах: динамик который играет прямо в ногу, сабвуфер массирует спину, влияние формы салона. Пока звук дойдет до ушей он будет уже не тот. Именно поэтому я начал с DSP-процессора.
Оглавление:
0. Термины
1. Начало
Вдохновился разработками фирмы miniDSP и захотел создать подобное для машины. Сердце процессора чип от Analog Devices ADAU1701
Это готовый DSP процессор для аудио со встроенным 2 канальным АЦП и 4 канальным ЦАП. Практически все используют его в режиме 2х4. Но у меня самая обычная для авто система: 2 мидбаса, 2 пищалки, сабвуфер. Нужно минимум 5 каналов.
Почитав описание выяснилось, что чип поддерживает подключение внешнего ЦАП по I2S шине.
Спаял все на макетке и проверил:
Чип действительно выдает все сигналы для работы цапа и поддерживает дополнительные каналы.
Была разработана и спаяна плата:
Подобран корпус и сделаны передние и задние панельки:
2. Что внутри
Схема главного блока:
RC_IN1 и RC_IN2 это входы для подключения крутилки/кнопки. Защищены резисторами и диодами. Конденсаторы для защиты от дребезга контактов. Транзистор для внутреннего формирователя напряжения ядра 1,8В. Инвертор с триггером Шмитта для вывода тактовой частоты(masterclock) на ЦАП. Повторитель на ОУ для средней точки аналоговых частей устройства.
Остальная обвеска по даташиту для работы внутренних частей микросхемы.
Входы принимают сигнал с тюльпанов либо с выходов на динамики (вдруг перекочует в машину со штатной магнитолой). Уровни взяты стандартные + небольшой запас, чтобы не получить клиппинг, но и не регулировать в железе. Если что усиление можно сделать в самом процессоре.
Выходной фильтр 2 порядка по даташиту:
ЦАП с точно таким же фильтром:
3. Установка
Магнитола: Alpine CDE-110
Миды: 16см 35гдн-62 в покупных подиумах внизу двери. Динамики так себе
Пищалки: 2,5см Асалаб НЕО-25 в самодельных подиумах на верхней накладке двери, развернуты на водителя. Хорошие динамики с алюмокерамическим куполом.
Сабвуфер: корпусной с фазоинвертором на 8” динамике от АСАлаб
Все динамики были в наличии, поэтому система вышла такая
Усилки: 1 готовый ACV 4 канальник (чёрный справа) и 1 самодельный для пищалок (снизу, серебристый):
4. Настройка
Настройка ведется через утилиту SigmaStudio:
Она позволяет как угодно тасовать блоки обработки, входы, выходы. Все настройки применяются “на лету”. Но после перезагрузки чип загружается с EEPROM, поэтому настройки сами не сохраняются. Нужно принудительно прошить EEPROM в этой же утилите.
Во первых были настроены все уровни:
На этом настройка отверткой закончена. Дальше все только с ноута в сигма студии.
4.1 Настройка задержек
Рулеткой замерил расстояние до динамиков. Затем пересчитывал так:
Таким образом получено расстояние на которое нужно “отодвинуть” динамик.
Задержки задавались в семплах. Т.к. Частота дискретизации была 48000, то формула такая
Задержка=48000*расстояние в метрах/340 метров в сек
Максимальная задержка получается для левой пищалки. Минимальная для правого мида и сабвуфера. Так получилось что сабвуфер и правый мид оказались на одном расстоянии.
Значение Max резервирует нужное количество памяти, чтобы регулировать на лету без компиляции.
Впоследствии при прослушивании во все каналы была добавлена задержка в 100 семплов чтобы “придвинуть” сабвуфер. Это настраивалось на слух. Очень сложно уловить что сабвуфер “придвинулся” как надо. Но если задержку убрать, то слышно что сабвуфер играет как бы отдельно сзади.
4.2 Настройка АЧХ
Далее будет много графиков АЧХ. Сразу уточню почему некоторые красивые, а некоторые кривые. Те АЧХ, которые сняты близко к динамику на расстоянии 5 сантиметров очень красивые. Но при настройке нужно использовать АЧХ в точке прослушивания. Они складываются с отраженным звуком от поверхностей салона. В некоторых местах образуются узкие и сильные провалы от стоячих волн. Это нормально. Если измерить то же самое в помещении с любой крутой системой, то будут такие же кривульки. При настройке АЧХ самое важное выровнять тональный баланс, чтобы была горизонтальная линия без наклонов, сильных горбов и пиков. Узкие провалы не так важны. Их нельзя исправить закачивая больше энергии. Можно только сделать глухую комнату. В машине это просто невозможно.
Кроме того использован некалиброванный микрофон и некалиброванный вход звуковухи. Он дает хорошие результаты до 8-10 килогерц. Дальше его показаниям не стоит верить.
Вот АЧХ из даташита микрофона:
Сначала настраиваем кроссовер. Частоты выбраны стандартные: 80 герц и 3кГц. Если с нижней частотой еще можно поиграться, то частоту среза пищалки сразу следует выбирать правильно.
На данных пищалках частота резонанса 1,4кГц. По паспорту они играют от 3 кГц. Ниже делать опасно. Выше нежелательно-сцена опустится к мидам. Кроме того левый мид не очень хорошо играет 3кГц т.к. находится под большим углом к водителю и закрывается ногой. Угловая АЧХ начинает спадать уже с 2-2,5 кгц.
АЧХ в точке прослушивания:
Для примера красивая АЧХ вблизи:
Кроссовер брался 4 порядка Линквиц-Райли (24дБ/октава).
АЧХ мида с фильтром 3 кГц:
После подстройки уровней пищалок относительно мидов появился провал на АЧХ на стыке полос:
Поэтому сигнал пищалок был инвертирован. АЧХ выровнялось. На графике не так заметно. На слух очень заметна неслитность звука, когда перепутана фаза.
Окно программы обещает провалы, но реальная АЧХ прямая. Это происходит потому, что динамики находятся в разных точках и звук у них складывается совсем не так, как на идеальном графике в программе:
Самыми проблемными по настройке оказались миды. Левый мид не играл нормально 3 кГц из-за того что не развернут и играет в ногу. Пришлось вытаскивать параметриком. На обоих мидах в точке прослушивания появился пик на 700Гц. Причем если измерять вплотную к динамику пика почти нет. Скорее всего это особенность салона. Исправлено параметриком.
У обоих мидов спад с 400 герц скорее всего из-за негерметичности дверей. Исправлено фильтром Low Shelf.
Для каждого динамика подобраны свои параметры фильтров.
АЧХ мида до коррекции:
АЧХ мида после коррекции:
Остальные неравномерности нет смысла править. Они меняются если микрофон сместить на несколько сантиметров.
При замере сабвуфера выявился существенный подъем в области 50 Гц не зависящий от положения микрофона:
АЧХ пищалок не настраивалась.Она получилась ровная за счет того, что сделаны гладкие подиумы и пищалки развернуты прямо в ухо.
Все динамики были подстроены между собой по уровню. Уровень левого канала немного убавлен, чтобы казалось что сидишь между колонками. Самый хороший эффект дает с задержками.
После того как настроены все динамики по отдельности, включаем все каналы и вносим небольшие правки в финальную АЧХ.
Подьем на суббасе в машине-необходимость. Иначе во время движения дорожный шум забивает бас. У многих качественных автомобильных систем похожий подъем.
Провал в районе 3 кГц-не совсем удалось скорректировать особенность установки мидбаса. Не все можно исправить процессором.
Выше 8-10 кГц-особенность микрофона и входа звуковухи. Дает похожий результат и на других колонках
Финальный результат прошит в EEPROM. Чтобы прошивка заработала нужно перезагрузиться: отключить USB, выключить и включить магнитолу.
5. Прослушивание
Можно приступить к прослушиванию. Проводилось со смартфона с внешним USB ЦАП и записями во flac.
Изначально эта система использовалась с фильтром из одного конденсатора на пищалке и фильтром в усилителе на сабвуфер. Все крутилось отверткой на слух. Вобщем как у всех.
После настройки звук изменился. Даже не так: ИЗМЕНИИИИИЛСЯ!1.
Сцена поднялась, тоесть звук перестал идти из ног и непонятно откуда. А переместился вперед. Все инструменты как живые. Пищалки играют так детально и слитно с мидбасами, как не играли никогда.
Такое ощущение что выкинули все эти мутно звучащие динамики и поставили новые. Удивительно что простые дешевые динамики могут ТАК играть. Сабвуфер перестал бубнеть. Не утапливает все басом. Звучит монолитно с фронтом. Иногда думаешь: где саб? Почему не звучит? А если выключить, то сразу слышно.
После прослушивания была еще одна доработка. На АЧХ сабвуфера заметно, что несмотря на хороший фильтр он играет достаточно далеко за свой диапазон. На музыке это сказалось в том, что его звук как бы затягивает удары и низкие ноты которые и так отыгрываются передними динамиками. В итоге был добавлен еще 1 фильтр выше 100 герц. И этот недостаток пропал.
6. Итоги, достоинства, недостатки
Вывод: не динамики красят звук. Динамики просто должны быть достаточно качественными и нормально установленными. Но самое главное: НАСТРОЙКА. С готовыми кроссоверами без настройки вы никогда не получите идеальный результат. Можно мучаться и менять систему постоянно или настроить 1 раз и радоваться звуку.
Вчера проехался на пассажирском: звук вроде тот же, но уже какой-то простоватый, нет глубины. В безпроцессорной системе этот недостаток тоже есть, но там нет такой большой разницы. Что у водителя, что у пассажира “сцена” хуже, чем на водительском месте системы с процессором.
Самое главное достоинство: Очень приятно настраивать звук с ноута и микрофона. Все изменения не требуют крутить отверткой, паять детали, менять компоненты.
Можно легко исправить любые мелочи, которые в обычной системе потребуют существенной переделки.
Из планов на будущее: улучшить установку мидов. Сейчас двери и технологические отверстия просто проклеены виброй STP. А покупные подиумы прикручены на тонкую обшивку двери.
Провести более тонкую настройку АЧХ и задержек.
7. БОНУС
Кто внимательно читал “ЦАП PCM1754 2 канала”. Это значит что процессор получился 6 канальный! Чтобы получить шестой канал достаточно припаять еще один тюльпан к выходу ЦАПа.
Данная статья написана с целью самозанятости, потому что в данный момент нахожусь в поиске любых предложений для сотрудничества.
Интересна ли вам тема автозвука?
DSP в массы. Инсталляция в штатную систему без мучений.
Большинство автолюбителей хоть однажды, да и посещала мысль об усовершенствовании своей аудиосистемы в автомобиле. Как раз в этот момент и происходит перелом, который делит людей на 3 категории описывая, как бы 3 разные судьбы присущие людям с разным психотипом и кошельком. (Их может быть и больше, но я опишу именно те, с которыми сталкивался лично)
В первый вариант развития событий происходит с людьми, готовыми на все ради своей идеи. В данном случае начинается полная переделка и доработка автомобиля под все нужды и прихоти хозяина со всеми выходящими отсюда последствиями. Бюджет и количество денег и затрат на работу в этом случае не ограничены. Нужно признать, что данный вариант не является массовым в связи с понятными причинами, можно только по-хорошему позавидовать людям, у которых есть такая возможность.
Второй вариант похож на первый стремлением владельца к переменам, только в этом случае сомнений и компромиссов предостаточно, да и время на осуществление задуманного уходит куда больше, как как основной целью владельца является получить максимальный результат при этом не переплачивая. Поэтому ему приходиться погружаться в мир автозвука и изучать все тонкости и нюансы, обращаться за советом к профессионалам, дабы не вылезти за уже конкретные рамки бюджета. Аудитория естественно в этом случае разная – кто-то пол жизни копит на компоненты и постепенно это все устанавливает, кто-то ставит самый начальный вариант аудиосистемы и потом уже начинает его усовершенствовать, кто-то просто меняет магнитолу и этим ограничивается.
А третий вариант людей вроде и не против улучшить аудиосистему, но как только владелец авто начинает думать о всех нюанса возможных переделках салона, вариантов замены ГУ и необходимых переходников для сохранения штатных функций, подбора компонентов и т.д. Приходит осознание, что одно тянет за собой другое и малой кровью не обойтись и желание апгрейда откладывается на дальнюю полку. И таких людей становится все больше тем более, что сладкие времена, когда автозвук был на пике моды, уже давно прошли. И автовладельцы современных автомобилей хотят ощутимый (“слышимый”) результат за адекватную стоимость. Именно для них, как нам кажется, подойдет продукт, про который сегодня пойдет речь.
На самом деле не только для них, я думаю многим он будет довольно интересен.
Рассказывать будем про цифровой усилитель класса D со встроенным DSP процессором и самое интересное — со штатным подключением.
Исполнение усилителя в одном корпусе с процессором уже не ново, его давно используют именитые бренды автозвука, такие как Audison, Eton и т.д. Правда доступными простым смертным их не назовешь. Цена кусается. Поэтому появление “народного” варианта вполне закономерно.
Усилитель/процессор имеет очень компактный корпус, способный уместиться в передней части салона, это может быть и место за бардачком, в самом бардачке, под сидением, за магнитолой и т.д. Проблем со скрытой установкой возникнуть не должно. В нашем видеообзоре мы как раз установили его за бардачком в автомобиле Skoda Octavia A7.
Модельный ряд состоит из 4-х, 5-ти и 8-ми канальных аппаратов. Мощности здесь вполне достаточно. Подробные спецификации будут ниже. Сразу обращу внимание, что мы не будем приводить в спецификациях пиковую, максимальную мощность, а будем указывать именно номинальную RMS мощность, поэтому кто привык ориентироваться на мощность встроенного усилителя магнитолы, как 4*50 Вт, тот может умножить приведенные нами значения на 2, или на 3, хоть на 5 умножайте, мы не против.
Хочется отметить основную фишку этого усилителя – это, именно простое подключение к штатной системе. В комплекте с усилителем идет Т-образный хвост со штатными разъемами для подключения усилителя в разрыв штатной системы, не нарушая проводки. Существуют хвосты для самых популярных автомобилей, н-р Audi/VW/Skoda, Hyunday/KIA, Nissan, Toyota/Lexus. Peugeot/Citroen, Chevrolet/Opel, Renault, Honda, Mazda, Mitsubishi, Ford, Jeep, Mercedes, Suzuki. Естественно, сечение проводов в штатном разъеме не может обеспечить необходимого показателя по питанию для усилителя, поэтому питание нужно продублировать, взяв его из тех мест, где сечение провода побольше. Наиболее правильный и надежный вариант — провести питание напрямую от аккумулятора.
Таким образом, можно добавлением всего одного компонента ощутимо улучшить качество звучания штатной аудиосистемы, при этом получив широчайший функционал для ее настройки. А настроек тут предостаточно:
1) ФНЧ/ФВЧ/Полосовой 4-го порядка с любой задаваемой частотой среза и его крутизной.
2) Временные задержки для каждого канала
3) 7-ми полосный параметрический эквалайзер с выбором частоты для каждой полосы и что важно выбором разных значений добротности для каждой полосы. (в версиях PRO — 31 полосный)
4) Возможность запоминать до 5 вариантов пользовательских настроек и переключаться между ними.
5) Регулируемый Bass boost
6) В версиях PRO возможность проигрывания потокового аудио по Bluetooth.
Управление всеми настройками происходит через наглядное и удобное приложение на смартфоне, предварительно потребуется “спарить” смартфон с усилителем через Bluetooth.
Подводя итоги, отмечу, что после установки усилителя, даже без какой-либо настройки, эффект был слышен сразу, баса стало ощутимо больше даже на штатной акустике, фильтры помогли подрезать его снизу, чтобы акустика не перегружалась. Поигравшись с настройками, удалось отодвинуть сцену и сделать ее более объемной. Разница есть, однозначно! Я думаю, у многих людей вызовет удивление, как добавив всего один компонент в штатную систему можно ощутимо повлиять на качество звучания в автомобиле. Это именно то, с чего можно без больших вложений и мучений начать свой путь в мир автозвука.
Цена 4-х канальной модели PNB-400 — 12950 р.
(Скидка для подписчиков Drive2 — 10% = 11655 р.)
Ссылка на описание
Ссылки для покупки:
PNB 300D (4*30 Вт RMS, класс D) — 9450 (со скидкой — 8505 р.)
PNB 300 PRO (4*30 Вт RMS, класс AB) — 11900 р. (со скидкой — 10710 р.)
PNB 400 (4*76 Вт RMS, класс D) — 12950 р. (со скидкой — 11655 р.)
PNB 400 PRO (4*76 Вт RMS, класс D) — 14900 р. (со скидкой — 13410 р.)
PNB 500 PRO (4х30Вт класс AB + 1х90 Вт класс D) — 19900 р. (со скидкой — 17910 р.)
PNB 800 PRO (4х30Вт класс AB + 4х90 Вт класс D) — 22900 р. (со скидкой — 20610 р.)
Чтобы получить цену для подписчиков, нужно в комментариях к заказу скинуть ссылку на профиль в драйве, после чего, менеджер изменит сумму.