Universelles Pedalboard-Netzteil in Modulbauweise

[KIL0]

Hallo zusammen,

ein Kollege hat sich letztens bei mir Beschwert, dass er schon zwei Netzteile auf seinem Pedalboard verheizt hat.
Was ihn am meisten dabei stört ist, dass man solche fertigen Netzteile nicht einfach reparieren kann (Schaltplan unbekannt, Beschriftung fehlt, Gehäuse verklebt oder verclipped).

Da ich das Problem mit der Auswahl vom richtigen Netzteil für's Pedalboard über die letzten Jahre schon von vielen Leuten gehört hatte, habe ich mich jetzt mal hingesetzt mal zusammengeschrieben, wie ich solch ein Netzteil verschalten würde bzw. welche verschiedenen Ausgangsspannungen und -leistungen ich (als absolutes Maximum) ansetzen würde.

Disclaimer:
Ich bin elektrisch geschult und bin mir der Gefahren von Netzspannung bewusst. Gleichzeitig will ich hier nicht das Rad neu erfinden, sondern soweit möglich auf verfügbare Module zurückgreifen.

Ziel des Ganzen:
Eine Leiterplatte (ggf. auch mit Loch- oder Streifenraster nachzubauen) für ein modulares Netzteil für den Einsatz auf einem Pedalboard zu konzipieren, welches an die - sich möglicherweise verändernden - Bedürfnisse des jeweiligen Pedalboards angepasst werden kann.
Insbesondere hierfür soll der Aufbau möglichst einfach werden, auf dass jeder Hobby-Löter das Netzteil zusammenbauen und verändern kann.

Ich habe mir hierzu mal angesehen, was denn alles an Netzteilen angeboten wird. Die grundlegenden Parameter solcher Netzteile sind:

• Wahl der Einspeisung (AC/DC) und der Spannungswandlung (SNT/Transformator)
• Verfügbare Leistung an 9V DC
• Isolierte 9V DC
• Zusätzliche Sekundärspannungen
• Verfügbarkeit von AC-Spannungen

Bezüglich der Einspeisung bin ich ein Fan davon, nicht mit Steckernetzteilen zu arbeiten. Daher plane ich eine direkte Versorgung mit 230V über eine Kaltgerätebuchse (nur ein Beispiel). Technologisch finde ich an dieser Stelle SNTs wesentlich interessanter als Transformatoren. Einerseits erzeugen SNTs keine magnetischen Störfelder im hörbaren Bereich, andererseits sind die Module kleiner und leichter.
Für AC-Spannungen habe ich persönlich noch nie eine Anwendung gesehen, weshalb ich das an dieser Stelle komplett vernachlässigen würde.
Aus technischer Sicht stoße ich mich aktuell dem Begriff der "Isolierten" Spannungen. Hier ist nicht eindeutig, ob hier eine galvanisch getrennte Spannung oder lediglich eine massegebundene Spannung über einen zusätzlichen Regler gemeint ist. Ersteres würde eine Potentialverschiebung ermöglichen, durch die auch Ausgangsspannungen von 18V realisiert werden können. Zweiteres würde eher die Entkopplung von einzelnen Geräten bezüglich der Störungen die zurück in's DC-Netz gespeist werden ermöglichen.
An Sekundärspannungen sind hauptsächlich 12V und 18V verfügbar, bei einzelnen Geräte auch 15V oder auch frei Einstellbare Spannungen.

Überlegung zum Aufbau:
Als ACDC-Wandler bin ich ein großer Freund der IRM-Serie von Meanwell. Die Module sind nicht zu groß, in verschiedenen Leistungsstufen und mit verschiedenen Ausgangsspannungen ausgeführt, unkaputtbar und bei verschiedenen Händlern zu bekommen. Hier würde ich eine Ausgangsspannung von 12V nutzen, die gleichzeitig direkt als Sekundärspannung genutzt werden kann. Ob nach dem SNT noch eine zusätzliche Filterung notwendig ist, müsste man ausprobieren.

Die 9V-Hauptspannung kann "klassisch" mit einem Linearregler 7809 erzeugt werden. Vorteil dieser Variante sind die geringen Kosten und die geringe Restwelligkeit der Spannung. Nachteil ist natürlich die Wärmeentwicklung, welche bei 50°/W im TO220-Package (exemplarischer Wert aus spezifischem Datenblatt) lediglich einen Strom von 500ma (ohne Kühlung) treiben kann. Alternativ gibt es fertige DCDC-Schaltregler, welche speziell als Drop-In-Replacement für den 7809 ausgeführt sind. Diese erzeugen potentiell ein größeres Spannungsripple, allerdings sind diese Regler effizienter und erzeugen weniger Abwärme.

Eine galvanisch getrennte Spannung mit 9V kann sowohl für die Erzeugung einer Ausgangsspannung von 18V oder für die Versorgung einzelner "Brummer" genutzt werden. Auch hierfür gibt es fertige Module, hier muss allerdings ein Übertrager genutzt werden wodurch zwingend über eine Filterung nachgedacht werden muss.

Zusätzlich zu den klassischen Ausgangsspannungen würde ich einen USB-Ausgang vorsehen. Dieser kann beispielsweise für das Laden von Akkus für Funksysteme eingesetzt werden (meine Referenz: Shure GLXD16). Hierfür können fertige Module aus dem KFZ-Bereich hergenommen werden.

Offene Punkte:
Ich würde mich über ein paar Rückmeldungen und Anregungen zu dem Thema freuen! Ein paar konkretere Fragen die für mich interessant wären:

• Hat irgendjemand konkrete Erfahrungen mit dem Einsatz von Schaltnetzteilen bzw. - modulen zur Versorgung von Effekten?
• Was für Spannungen und Ströme benötigt ihr auf euren Pedalboards?
• Was für Mods würdet ihr euch für eure Pedalboard-Netzteile wünschen oder habt ihr vielleicht schon umgesetzt?
• Könntet ihr euch für so eine Lösung begeistern und falls ja, wie müsste das konkreter aussehen? (Aufbau, Größe, Beschaffung, Spannungen, Leistung, Verkabelung, ...)

Grüße

 

[thorwin]

Hmm... interessant, über sowas hatte ich auch schonmal nachgedacht, bin aber nie dazu gekommen, es mal umzusetzen. Bzgl. benötigter Spannungen und Ströme sehe ich einerseits Bedarf nach hohen Strömen (300-500mA pro Ausgang) um Multis und digitale Kisten à la Strymon zu betreiben, andererseits aber viele Ausgänge mit kleinen Strömen (<100mA, evtl. sogar <50mA) für die diversen Zerrer etc., die oft sehr genügsam sind. Dann gibt's natürlich noch ganz dicke Brummer wie ein Helix FX/Stomp, die gerne auch mal 1,5-2A "wegatmen". Ich würde da sowas sehen (alles DC):

- 1x 9V, 2A
- 4x 9V, 500mA
- 4-8x 9V, 100mA

Am liebsten alles galvanisch getrennt, auf jeden Fall die Anschlüsse mit 500+mA, bei den kleinen reichen vermutlich 3 oder 4 getrennte "Lines"

just my2ct...

Edith meint grade noch, auf jeden Fall mit 230V Direktanschluss und gerne mit der Möglichkeit, ein Erweiterungs-Modul anzuschließen (siehe Strymon oder Cioks)

 

[InTune]

Spannender Ansatz, den wenn er eine preislich sinnvoll Alternative darstellt, ich auch umsetzen würde.
Ein passendes Netzteil zu finden ist oft wirklich nicht einfach.
Problematisch wird es insbesondere, wenn man sehr lesitungshungrige Digital Prozessoren (Helix Stomp,...) versorgen muss.

• D.h. 1000 mA sollte möglich sein.
• Isolierte Ausgänge!
• Ein Umpolen Center negative/positive
• Ich möchte nicht x Wandwarzen durch eine Wandwarze ersetzen. Wandwarzen sind nix gut für Musiker die auch live spielen. Gerne die 220V "Seite" in ein eigenes Gehäuse, aber mit Kaltgeräte-Buchse und entsprechendem Kabel.
• Für FuzzPedale machen "Sag-Potis" Sinn, mit denen man eine sterbende 9V Batterie emulieren kann.
• Spannung Verdoppelung (18V) ist für viele Pedale ein gute Option
• Wechselspannung ist sehr selten kommt aber bei Vintage Pedalen vor.

 

[thorwin]

+1 für die Sag-Potis, das hab ich oben vergessen

 

[KIL0]

Hallo zusammen,

mein Ansatz ist aktuell, das Gerät so günstig und klein wie möglich aufzubauen. Deshalb wollte ich insbesondere die Mechanik sehr reduziert halten.
Meine Erfahrung war bisher, dass Netzteile bei'm Aufbau des Boards einmal konfiguriert und dann eigentlich nicht mehr angefasst werden. Deshalb würde ich Sachen wie das Umpolen von Ausgangskontakten oder "Stecken" von Zusatzmodulen (Leistungsanpassung allgemein) eigentlich erstmal gar nicht berücksichtigen. Dafür würde ich persönlich zum Lötkolben greifen. Deshalb würde ich eine PCB so auslegen, dass sie mit dem Pedalboard "mitwachsen" kann. Was ich natürlich an dieser Stelle damit nicht berücksichtige, ist eine dezentrale Verteilung der Versorgung auf dem Board.

An die Versorgung großer Multi-Effekte hatte ich tatsächlich noch gar nicht gedacht. Dadurch steigt die Gesamtleistung des Netzteils relativ stark an. Eine galvanische Trennung mit dieser Leistung ist durch verfügbare DCDC-Module (einheitliches Pinning, Verfügbarkeit bei den klassischen "Consumer"-Distributoren) nur noch schwer zu realisieren. Hierfür würde ich tatsächlich zu einem kompletten zusätzlichen Strang ab AC greifen. Das könnte man dann als "Zusatzmodul" im eigentlichen Gehäuse sehen. Leider hat Meanwell keine IRM-Module in der entsprechenden Leistung direkt für 9V verfügbar, ich habe in meinem Bass-Amp dafür ein günstiges China-Modul verbaut. Das müsste ich aber auch mal noch ausmessen ...

Eine Sag-Funktion lässt sich mit einem LM1117 (LM1084 ect.) grundlegend recht einfach realisieren, hier stellt sich die Frage nach der notwendigen Leistung.

Grundlegend stellt sich mir die Frage, wie groß das technische Know How bei anderen Musikern ist die sich so was selbst aufbauen würden. Das würde entscheiden, ob in der Hauptsache wirklich fertige Module zum Einsatz kommen sollen oder einzelne Schaltungen auch diskret aufgebaut werden könnten. Die Frage nach der technischen Ausstattung und damit der Entscheidung ob das in THT oder SMD ausgeführt werden soll will ich an dieser Stelle noch gar nicht stellen ... ^^

Vielen Dank auf jeden Fall schon mal über die Rückmeldungen!

Grüße

 

[thorwin]

in THT oder SMD ausgeführt werden soll

ich vermute, mit SMD-Ausführung fallen viele Bastler (incl. meiner selbst) raus. Aber ja, das geht vielleicht im Moment zu weit ;-)

 

[KIL0]

Hallo zusammen,

genau deshalb wollte ich ja auf betehende Module setzen. dazu kommen dann ggf. ein paar Filter (Kondensator und Spule gibt's ja auch in THT) und ein paar Kabel.

Die Version für meinen Kollegen (als Ersatz für ein Gator G-BUS-8) so aufgebaut:

Der Eingang wird mit einem IRM-30-12 gewandelt und falls notwendig im Anschluss gefiltert. Diese Spannung kann dann direkt ausgegeben werden (nochmal Filtern falls notwendig).
Die Gruppe um den 7809 ist recht exemplarisch, die Werte der Kondensatoren sind mehr oder weniger aus dem Datenblatt. Hiervon will ich auf der PCB 5 Stk. vorsehen, die sekundarseitig (vor dem Filter) über Jumper gebrückt werden können. So kann man für den Einsatz mit einem Drop-In-Schaltregler-Modul sämtliche Ausgangsfilter mitbenutzen. Auch kann hier ein anderer 78XX verbaut werden. So könnte als Bsp. auch ein 7805 Verwendung finden um USB-Geräte zu versorgen.
Die Gruppe des DCDC werde ich drei Mal aufbauen. Somit kann man sich zwischen 3x 9V_Isoliert bis zu 3x 18V frei konfigurieren.

Wenn man grob zusammenrechnet fällt auf, dass die Ausgangsleistung in diesem Falle jetzt mit 36W über der Leistung des ACDC-Wandlers liegt. Für den Fall, dass alle DCDC-Stufen genutzt werden sollen, muss daher ein größerer ACDC verbaut werden. Hier würde ich zu einem IRM-60-12ST greifen. Dieser wird dann nicht mehr auf der PCB montiert sondern verfügt über Anschlussklemmen. Auf der Position des - dann unbestückten - IRM-30-12 werde ich einen Teil der DCDC-Wandler platzieren. Hierdurch wird die PCB verhältnismäßig kompakt.

Hier sind jetzt noch keine genaueren Details ausgeführt. Vorhalten würde ich noch LEDs für die verschiedenen Spannungsschienen und ggf. auch eine Art von Überstromschutz (PTC oder Ähnliches).
Ich denke, dass hiermit schon ein großer Teil der Anwendungen abgedeckt werden kann. Ich werde hierfür bei Gelegenheit mal ein Layout fertig machen um die Größe abschätzen zu können.

Den Sag-Regler würde ich dann im Nachgang noch einbauen. Reicht da einer oder sollten das im Optimalfall auch mehrere sein? Von welcher Leistung und von welchen Spannungsbereichen sprechen wir hier?

Hierfür wäre für mich noch interessant:

• Was für Anschlussbuchsen werden genutzt? Neben den klassischen Hohlsteckern habe ich auch 3,5mm Klinke (mono) gesehen, ist das verbreitet bzw. sollte ich das auf der PCB vorhalten?
• Soll ich versuchen, Anschlüsse zur Umschaltung der Spannung über die PCB auszuführen oder reicht das zur einmaligen Konfiguration durch Jumper ect. oder würdet ihr euch sowas mit Kabeln über die Ausgangsbuchsen zusammenklemmen, ggf. dann auch mit Schaltern ect. dazwischen?
• Welche Anzeigen würdet ihr euch wünschen? Es gibt Netzteile mit nur einer LED für "Power On", manche Netzteile haben auf jeder Schiene eine LED, sollen verschiedene Spannungen hier durch verschiedene Farben angezeigt werden? Auch denkbar wäre eine Funktionsüberwachung mit einem uC. Mit diesem könnten für komplexere Netzteile auch die Regelungen der Ausgangsspannungen direkt übernommen werden (falls jemand akademsiches Interesse an so was haben sollte ).
• Welche Größe für das Gerät würdet ihr akzeptieren?

Grüße

 

[KIL0]

Guten Abend zusammen,

ich habe gerade mal das Layout für die erste Version fertig gemacht. Von den Maßen her bin ich unter einer Eurokarte geblieben, allerdings sind die Filter schon ziemliche Platzfresser. Das müsste ich mal ausmessen, ob die in dieser Form notwendig sind.

Zwei der fünf 7809-Einheiten sind "unter" den IRM-30-12 gewandert. Das liegt daran, dass wenn man diese beiden mit nutzen wollte, man eigentlich mehr Leistung zur Verfügung stellen sollte als das 30 Watt Modul liefern kann. Dann sollte man mit einem IRM-45-12 oder IRM-60-12 (oder einem anderen 12V-Netzteil mit ausreichend Leistung) über die 12V-Klemme versorgen.

Diese Schaltung ist prinzipiell rein exemplarisch um die Größe für die Ausstattung darzustellen.

Edit (00:00): Gerade habe ich dieses Projekt gefunden: http://www.muzique.com/power.htm
Ich weiß nicht, ob jemand hierzu Erfahrungen hat, aber diese PCB nutzt Linearregler ohne LC-Filter (lediglich Stützkondensatoren).

 

[murmichel]

Eine Leiterplatte (ggf. auch mit Loch- oder Streifenraster nachzubauen) für ein modulares Netzteil für den Einsatz auf einem Pedalboard zu konzipieren, welches an die - sich möglicherweise verändernden - Bedürfnisse des jeweiligen Pedalboards angepasst werden kann.

Schau mal da: https://www.musiker-board.de/thread...fektgeraete-modulsystem-m-powersupply.598021/

 

[KIL0]

Schau mal da: https://www.musiker-board.de/thread...fektgeraete-modulsystem-m-powersupply.598021/

Oh, da hab' ich ja bisschen was zu lesen! ,)

 

[KIL0]

So, ich habe den Thread jetzt mal ganz grob durchgesehen: Das ist eine absolut saubere und professionelle Arbeit!

Ich habe jetzt noch nicht genau nachvollzogen, was die einzelnen Module kosten. Allerdings hat auch mein "Maista" mal drübergesehen und aus'm Stand einiges an Verbesserungen in die Runde geworfen.
Im Elektronik-Sektor ist in den letzten 5 Jahre einiges passiert.

Ich werde auf diesem Projekt aufbauen, allerdings möchte ich für meine Zwecke einige Änderungen vornehmen:
- Reduktion der Mechanik (Kostersparnis)
- Optimierung der Schaltung und des Layouts (kleiner, günstiger)
- Modularisierung primär auf der PCB

Ich muss mir die Schaltpläne von dem anderen Projekt mal noch genauer anschauen, ich melde mich in den nächsten Tagen mit dem Fazit ,)

 

[Sele]

Ich frage mich grade ob es das noch brauch? Thomann hat mit der PowerPlant ISO-1AC Pro und PowerPlant ISO-2AC Pro bereits ein modulares Netzteilsystem auf den Markt gebracht. Ich sehe nicht was hier noch weiter gemacht werden müsste? Es ist ebenfalls ein Schaltnetzteil und lässt sich über Kaltgerätebuchsen über Kaskadierung erweitern. Ich habe es zwar noch nicht auf den Tisch gehabt und durchmessen können, aber rein von den Reviews her u.a. auch auf Youtube würde ich sagen es ist sein Geld wert.

 

[KIL0]

Ich muss sagen, dass ich an den Harley Benton ISO-Netzteilen bisher etwas vorbeigesehen habe.
Das System sieht grundlegend gut aus, allerdings finde ich dass es an dem Grundgedanken der Ursprungsidee vorbei läuft was die Reparaturfreundlichkeit und die Möglichkeit der ausgangsweisen Erweiterung angeht. Auch ist die "Erweiterungsmöglichkeit" durch das Durchschleifen einer 50Hz AC-Leitung über das Board meiner Meinung nach nicht unbedingt optimal.
Ich denke dass hier jeder für sich selbst entscheiden muss, ob man für die erste Tretmine, welche über die Anschlussmöglichkeiten eines ISO-2AC (als Beispiel) hinaus geht gleich die zusätzlichen 60€ in die Hand nehmen will, um ein zusätzliches ISO-1AC zu kaufen oder lieber das DIY-Supply aufschraubt und ein weiteres Bauteil für (je nach Anwendungszweck maximal) 10€ einlötet.

Da dieses Thema neben der Anwendung für den Kollegen noch Bestandteil in einem größeren Projekt sein wird, werde ich mich weiter mit diesem Thema beschäftigen. Ich kann dies weiter hier dokumentieren, falls Interesse besteht. Ansonsten werde ich das Thema in einem möglicherweise folgenden Projektbericht nochmals aufgreifen.