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3月份给孩子买了个MIDI键盘,使用一段时间后感觉有两个问题比较突出。一个是键盘用四节5号电池,大约能用四个小时,坛子里买的便宜充电电池用不了多长时间就没电所以一直用碱性电池,用起来成本有点儿高。另一个是扬声器输出功率只有0.7W,那点音量自愉自乐还行,真当乐器用的话有点儿不够看。虽然说可以外接音箱或无线传输器接调音台,但毕竟有时不一定有这样的条件。前阵儿把给孩子买的MIDI键盘拆了(详见),当时的目之一就是看有没有解决这两个问题的可能,结果还是比较乐观的,键盘空间还算富裕,这不前一阵又没电了,就下手开始改装。
原供电方式是4节5充电电池或碱性电池,电压约为4~6.8V(最低为充电电池放电截止,最高为碱性电池满电),单节锂电肯定是不行了。查资料主板上电源芯片输入电压范围为2.5~12V,3S锂电的话满电时会略超出12V,为安全起见使用2S锂电比较保险。于是先画了个简单的图确定下需要的器件和模块。充电口选择了和手机相同的Type-C口,用现成的5V 2S充电模块给电池充电;实测直接2S供电按开关没反应(当时心里一凉,还以为键盘烧了),后猜测可能有过压保护功能,于是串了两个2极管降压到7V,再测工作正常;功放直接通过电池供电,加个控制开关让功放供电可以与键盘键盘开关机联动;扬声器换成4欧的以获得更大的输出功率。
电池最早准备用18650,从XY入了一组号称3000的电池,实测只有2000,另外18650直径还是有点儿大,放到键盘里空间有点儿紧张。后又从XY入了10节14500,标称容量800实测700以上。
四并两串容量约2800mAh+,整成一个长条放到键盘一侧的槽里,用双面胶固定,不占用键盘内部空间。两组输出线一组至主板,一组经过开关到功放,另外预留了平衡口在需要时可以平衡下两组电池。
充电口用的是这种带耳母座,从后面开了个长孔用螺丝固定,开孔时没注意给开歪了,将就着用吧。
充电模块从TB淘的成品充电模块,实测充电电流约600mA,这样大约5小时能充满。模块包上胶布再用双面胶粘到AUX口插座上,侧面开个小孔填上热熔胶正好能看到充电状态指示灯的灯光。
因为供电电压只有6.6至8.4V,功率还要大,满足这个条件的功放不太好找。最初想用D类功放,因为效率比较高。于是先买了PAM8610,结果实测音量大的时候会有破音,后又买了TPA3116,然而声音有明显杂音,最后买了TDA2050功放模块,音质还算理想,功率略小但勉强够用。
功放供电要能和键盘开关机及耳机插入动作同步,所以供电部分要加个开关。这里用了一片AO4606,最大电流应该是6A来着,对这个功放来说足够用了。
顺着耳机线路查到主板上的控制线,在原喇叭功放附近有一个焊点,开机及不插耳机时有3V电压,关机或插入耳机后电压为0,用来控制功放的开关正好。另外从板载功放的输入电容前引出音频信号到加装的功放(下图中的灰线)。原功放的供电没做处理,反正原来最大也只有0.7W的功率,拆掉扬声器后应该更小,现在电池容量大了,就不费心处理它了。
功放用大耐热双面胶粘在扬声器边的空位处,散热片太大碍事拆掉了,因为供电电压只有8.4V,功耗不大,实测连续工作也只是微温就没说换个小点儿散热片,直接就不装了。
原配的扬声器(右边)就是垃圾,3寸纸盆胶边8欧3W,高音还行低音就惨不忍睹了。待换的扬声器是莞音的2寸钕磁纸盆橡皮边全频,本来也想换3寸的,但键盘的内部空间高度只有37mm,功率大点儿的不要说3寸的,2.5寸的高度都在40mm以上,没办法只能选择了两寸的。
因为尺寸小了一圈,只能先做了个小一圈的密封圈,然后3D打印了个压盖压住。
改装前后分别用DR-05录音,录音电平50距离15厘米左右,图中间白色的波形是改装前波形图,绿色的是改装后的波形图。改装前最大音量约-24db,改装后最大音量约-3db,效果还是非常明显的。
音质方面的提升也比较明显,特别是低音,附件第一个文件是改装前的录音,第二个是改装后的录音。从第30秒开始是打击乐部分,像鼓什么的都是以低音为主,改装前有些音甚至按键的声音比扬声器发出的声音还大,改装后声音终于可以清晰的听到了,而且明显更有弹性。约1分后是低音测试,同样差距巨大。
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