Tubeiacc: Pilotino II

Rieccoci dopo una lunga pausa, non è stato facile riprendere da dove avevo lasciato ormai anni fa, soprattutto dopo aver perso il disco rigido del mio computer con tutti i miei progetti ed appunti.

Diversi progetti sono stati accantonati, tra questi una revisione dei monofonici 300B, troppo laborioso per il poco tempo e spazi a mia disposizione. Un'altra cosa che accarezzavo da tempo di rivedere era il preamplificatore Pilotino, non che non funzionasse bene ma volevo ottimizzarlo e, soprattutto, fare qualcosa con un maggior livello di usabilità. Il progetto è nato quindi con i seguenti punti principali:

Accorpare i tre pezzi separati di cui si compone Pilotino: alimentatore, preamplificatore attivo e preamplificatore passivo con selettore ingressi e potenziometro del volume, in un unico chassis, possibilmente con un buon WAF (Wife Acceptance Factor).
Maggiore usabilità con telecomando e display per visualizzare ingresso attivo e livello del volume
Stadio di preamplificazione semplificato ma sostanzialmente invariato rispetto al Pilotino.

Il progetto è stato quindi diviso in due parti sviluppate in due fasi successive, rispettivamente stadio passivo ed stadio attivo. Vediamoli singolarmente.

Stadio Passivo

Lo stadio passivo è stato quello che mi ha richiesto più tempo. Dopo aver scartato diverse soluzioni già pronte di provenienza cinese, ho deciso di cimentarmi in un progetto Arduino.

La selezione degli ingressi e gestione del mute è fatta tramite microrelè di tipo latching o bistabile, il loro funzionamento è del tutto assimilabile a dei flip-flop, in pratica una volta alimentato, la tensione elettrica attraversa il circuito eccitandolo. Cessata l'alimentazione il relè latching mantiene lo stato, a differenza del relè normale che tornerebbe allo stato di riposo. I cinque microrelè , quattro per la selezione ingressi e uno per il mute, sono controllati da Arduino tramite l'I/O port expander MCP23017-E/SP avvalendosi per bus I2C. Al fine di energizzare a dovere i relè per la commutazione ho utilizzato una 5V supplementare poiché quella fornita da Arduino si è rilevata appena sufficiente. Ecco lo schema della scheda di selezione e mute.

Il connettore J2 è utilizzato per collegare il display LCD anche esso collegato sul bus I2C. Per evitare noie con qualche loop di massa ho separato la massa del segnale di ingresso da quello di uscita sulla scheda selezione ingressi. Quindi la massa dagli ingressi, attraverso il potenziometro del volume, va in ingresso al preamplificatore e, da qui, sui connettori di uscita.

Per il controllo del volume ho utilizzato un potenziometro Alps Alpine da 100K a 4 vie, due vie sono usate per i canali destro e sinistro, mentre il terzo è usato per poter leggere la posizione del potenziometro utilizzando una 5V di riferimento, in modo da poter visualizzare il livello del volume sul display. Per azionare il motore è necessaria una tensione di circa 7V e viene comandato da Arduino tramite un H-Bridge L293D. Ecco lo schema della scheda del potenziometro.

Il cuore dello stadio passivo è Arduino Nano, questo è stato installato su una scheda dove troviamo oltre a tutte le connessioni per interfacciarsi con i vari componenti, lo stadio di alimentazione a 5V supplementare e l'alimentazione a 7V che viene usata sia per alimentare Arduino che il motore del potenziometro. Al controller viene collegato otre al potenziometro, alla scheda selezione ingressi e all'LCD:

Encoder con switch per la selezione ingressi e mute
Pulsante di Standby
Ricevitore IR per telecomando
Led bicolore on/standby
Scheda a due relay per controllare l'accensione della tensione filamenti e per l'alta tensione

Ecco lo schema della scheda controller.

Il modulo a due relays, comprato su Amazon tra i tanti preconfezionati per Arduino, viene utilizzato per comandare l'accensione in sequenza dello stadio di alimentazione filamenti e, dopo 1 minuto, dello stadio di alimentazione in alta tensione, fungendo da interruttore dei primari dei rispettivi trasformatori di alimentazione.

La tensione di rete viene filtrata in ingresso da un apposito filtro di rete sempre acquistato online.

Prima di procedere alla realizzazione dello stadio attivo, lo stadio passivo è stato montato e testato nel suo chassis, un HiFi 2000 Pesante modello 03PB 2U con pannello frontale da 10mm.

Stadio Attivo.

Iniziamo dall'alimentazione.

In primis ho usato due trasformatori separati per anodica e filamenti, a loro volta separati da quello della parte passiva, in tal modo sono in grado di gestire cosa alimentare e quando.

Per l'anodica ho realizzato un alimentazione stabilizzata a 310Vcc basato sul noto circuito di Salas liberamente disponibile in rete. Il circuito stampato viene venduto da un membro del forum dyiaudio.com dove sono presenti gli schemi del regolatore, tuttavia ho preferito disegnarlo da me rifacendomi agli schemi originali.

Il regolatore va alimentato a sua volta con una alimentazione in CC che abbia tra i 20-30V in più di quella a cui vogliamo stabilizzare l'uscita, quindi nel mio caso con 330-340Vcc circa. Andare oltre significherebbe far salire eccessivamente la temperatura del Mosfet Q3, che va comunque opportunamente raffreddato. Come aletta ho usato un pannello di ferro ricavato da un secondo pannello posteriore del mobile, ordinato allo scopo e opportunamente tagliato per fungere anche da divisore tra la parte alimentazione e la parte audio.

Lo stabilizzatore ha la particolarità di stabilizzare in tensione e fungere da CCS (Costant Current Source). Poiché il preamplificatore assorbe 4mA per canale e lo stesso regolatore circa 20mA, il CCS è stato tarato per 30mA di erogazione costante.

Per l'alimentazione non stabilizzata sono partito con un toroidale a 260VAC @100mA sul secondario, quindi un normalissimo ponte di diodi e una cella CRC.

Il doppio partitore di uscita serve a sollevare da terra le alimentazioni dei filamenti della valvola bassa e valvola alta.

Per le alimentazioni dei filamenti ho usato due alimentatori stabilizzati regolabili con soft start regolati a 6.3Vcc, i circuiti di stabilizzazione sono alimentati da un toroidale da 30Va con due uscite a 9Vcc, quindi in grado di erogare 1.67A per ogni secondario.

Infine il cuore del sistema, lo stadio di preamplificazione attiva. Viste le già ottime doti sonore di Pilotino non ho cambiato molto, ho semplicemente rimosso il buffer di uscita realizzato con le 6N6P russe. Questi, dopo svariate prove ,è risultato non solo poco utile, ma aggiungeva quel che poteva sembrare "calore" al preamplificatore ma che in realtà toglieva chiarezza e definizione al suono.

Il risultato finale è un suono più definito, con una maggior estensione nelle frequenze inferiori, meglio percepibile anche grazie ad un basso ben controllato e non molle come il precedente. Insomma direi che con Pilotino II mi sono un po' allontanato dallo stereotipo del suono valvolare caldo e mollo, la ricostruzione della scena sonora è precisa e dettagliata con un basso più "secco" e una gamma alta chiara.

Ecco qualche foto di Pilotino II.

Costruzione Interna: