Ricicliamo il riciclabile RKE10.2010

Ricicliamo il riciclabile…

…una volta, un televisore era una fantastica miniera di parti da recuperare: valvole, zoccoli, trasformatori, parti RF, alette e così via. Con l’abbandono dei modelli a tubo catodico e l’avvento di plasma ed LCD, le discariche si sono riempite di modelli obsoleti. Grande è stata quindi la mia sorpresa, andando un giorno all’oasi ecologica del mio paese, trovare un recente TV LCD 32″ in rottamazione. Sorpresa presto tramutatasi in curiosità di vedere “cosa c’era dentro” ad un moderno apparecchio televisivo.

Eccomi quindi a portarlo a casa e sezionarlo.

Una volta rimosso il pannello posteriore, è possibile subito notare come ben poco di quanto una volta lo riempiva, sia ancora presente.

Generalmente parlando oggi, un televisore LCD o plasma è costituito da tre parti principali: lo schermo e due schede elettroniche, una per l’alimentatore switching multitensione e l’altra per “tutto il resto”.

Quasi tutto in SMD, con componenti specifici e custom, rimane ben poco da salvare rispetto al tempo che fu.

La mia attenzione fu però attratta da una schedina elettronica isolata dal resto e dai due particolari altoparlanti.

La scheda recuperata, altro non è che il finale audio dell’apparecchio, basato su due circuiti integrati Philips modello TDA8931T.

L’ntegrato audio, è un classico amplificatore da 20W in classe D, classe di funzionamento di cui si è letto fin dai lontani anni ’70 e più recentemente, con dovizia di informazioni su questa stessa rivista.

L’occasione della scheda amplificatore da 2x20W e degli speciali altoparlantini mi suggerì di ricombinarli per sonorizzare decentemente l’uscita del pc portatile quando usato sulla mia scrivania.

Gli altoparlanti recuperati, sono dei Philips, ellittici da 4″x1″, in modo da adattarsi alle forme slim dei moderni televisori.

Per prima cosa, per poterne immaginare un impiego in una vera cassa acustica, ho cercato di ricavarne i parametri elettro-meccanici, noti come di Thiele & Small.

Una ottima procedura su come misurarli, è riportata sul sito www.progettarehifi.it che mette anche a disposizione sia la teoria dei parametri sia un comodo foglio elettronico per il loro calcolo.

Le misure dei parametri elettrici sono state eseguite con altoparlante in aria libera, montato solo su un pannello rigido di ampie (rispetto all’altoparlante) dimensioni mentre quelle dei parametri meccanici, installando lo stesso su uno speciale box di prova, del volume di circa 0,5l

Il diametro equivalente del cono, è stato calcolato come quello del cerchio con area pari a quella del cono ellittico del nostro dispositivo.

Dalle misure esce la seguente tabella riassuntiva qui a lato.

La successiva elaborazione, porta ai seguenti parametri T&S:

Commenti:

• la frequenza di risonanza propria, pari a 113Hz è alta ancorchè buona viste le ridotte dimensioni del cono (di fatto dipende dalla massa del cono e dalla cedevolezza delle sospensioni).

• Il fattore di merito totale Qts, è basso, (0,43) e questo ne sconsiglia l’applicazione in cassa chiusa (sospesione pneumatica)

• il volume acustico equivalente, Vas, è parimenti molto piccolo e questo complica oltremodo l’eventuale progetto e realizzazione di un diffusore accordato

• l’efficienza di 87dB, anche se bassa, è assieme al Fattore di Forza BxL indice di una buona costruzione e dimensionamento magnetico

Insomma, siamo ben lontati da un altoparlante per alta fedeltà, ma perfettamente sintonizzati sul reale impiego nei moderni televisori, dove il posto a disposizione è minimo e il volume di carico mai isolato.

Un buon riutilizzo di questi altoparlanti può essere il loro impiego come diffusore per ricevitori amatoriali, dove si ripropongono vincoli di installazione simili a quelli del televisore LCD di origine.

Ma per la musica sul pc… non era questa la strada per raggiungere il mio obiettivo.

Qualche tempo dopo, ritornando all’oasi, ecco spuntare dal cestone dei rottami elettronici un paio di piccoli diffusori, probabilmente parte di qualche stereo compatto da casa. Non passò un istante che fossero nel mio laboratorio.

Le casse, di classe economica montano un altoparlante a larga banda da 10cm (4″) di diametro e dalla potenza apparente di 10-15W. La cassa, vuota all’interno, offre sufficiente spazio per introdurvi la scheda di potenza prima recuperata ed il relativo alimentatore.

Così, elessi una delle due casse a fare da “master”, accogliendo sul retro gli ingressi RCA, la presa di rete con interuttore e l’uscita amplificata per l’altro diffusore.

Come alimentatore, scelsi un modello piatto da stampato, da un trentina di Watt, con uscita a 30V.

Prima di passare alla pratica, vediamo un poco più da vicino le caratteristiche dell’integrato, così come dichiarate dal costruttore:

Il TDA8931 è un amplificatore in classe D di potenza per sistemi audio, basato su uno stadio di commutazione ad alta efficienza.
Contiene lo stadio di potenza propriamente detto, la logica di controllo, le protezioni, lo stadio d’ingresso.

Il TDA8931 ha un’alta efficienza: il dissipatore di calore non è necessario fino a 20 W (RMS).

Caratteristiche:

• Elevata efficienza

• tensione di funzionamento asimmetrica da 12 V a 35 V

• tensione di funzionamento simmetrica da ± 6 V a ± 17,5 V

• protezione termica

• nessun dissipatore di calore necessario

• circuito anti-bump
  Applicazioni:

• televisore a schermo piatto

• monitor

• Sistemi Multimediali

• PA wireless
  

L’amplificatore recuperato, oltre ad ingressi, uscite ed alimentazione ha anche varie linee di controllo. Per convincerlo a funzionare senza le abilitazioni originali, la strada più semplice è forzare a livello alto il pin 14 (enable) collegandolo al pin 7 (stab out) con una resistenza da 47 kOhm.

Una volta trovato il modo di farlo “accendere”, si scopre come la risposta alle basse frequenze sia tagliata, per non sovraccaricare il piccolo altoparlante elittico prima discusso. Un esempio del taglio è visibile nella figura qui accanto (a due livelli di potenza), dove il punto a -3dB è attorno ai 300Hz, decisamente troppo alto per una corretta riproduzione musicale. Nel caso si desiderasse riutilizzare l’amplificatore come PA o accoppiato ad un ricevitore amatoriale, il taglio stesso potrebbe costituire invece un gratuito “plus” del sistema.

Per estendere la banda passante il metodo più semplice e diretto è installare un piccolo condensatore da 100 nF nei punti indicati dalle fotografie. Di fatto, tramite la capacità aggiuntiva, si collega l’ingresso al pin 4, saltando tutta la rete di filtro in smd installata sullo stampato.

Con questa modifica, la banda passante si amplia decisamente, andando, ai canonici -3dB, da 15 Hz a 80kHz @ 1W di uscita.

Una volta completata l’installazione ed il cablaggio del modulo amplificatore modificato all’interno della cassa, con la coppia di diffusori montata su un piedistallo da circa 1m di altezza, ho misurato la risposta in ambiente del sistema. La misura è soddisfacente considerando l’impiego e l’economicità dei materiali impiegati, tutti di recupero. Sostanzialmente si estende da 150 Hz a 12kHz. Sotto i 100 Hz c’è un taglio netto dovuto sia alle ridotte dimensioni dell’altoparlante sia al relativo accordo della cassa. Da 100 a 150 Hz, l’emissione pur se ridotta, è percepibile e contribuisce ad una piacevola esperienza d’ascolto. Oltre i 12 kHz si evidenziano i limiti del sistema ad una singola via, il 4″ va in break-up e l’emissione crolla. Fortunatamente il contributo energetico di un programma musicale a quelle frequenze è ridotto e spesso già tagliato dalla sorgente se non di qualità HiFi.

Conclusioni

Scopo di questo lavoro era verificare se, cosa e come si può ancora oggi riciclare dalle elettroniche consumer avviate alla demolizione. In verità i tempi sono cambiati profondamente, ma ancora qualcosa si può salvare e riciclare a nuova vita. Questo scritto, pur se focalizzato sui materiali indicati, ha valore generale esemplificando le problematiche tipiche di reimpiego di materiali simili.

Buon lavoro e buon riuso a tutti!

73, Pierluigi

Bibliografia

www.progettarehifi.it

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/114026/PHILIPS/TDA8931T.html

ACUSTICA PSICOFISICA Istituto Universitario di Architettura di Venezia – Corso di Tecnica del Controllo Ambientale Prof. Ing. G. Rossi – A.A 03-04