LEACH AMPLIFIER 200W

Print
Category: Listrik & Elektronika
Last Updated on Monday, 20 April 2015 Published Date Written by Nurhadi Budi Santosa

LEACH AMPLIFIER 200W

 

Nurhadi Budi Santosa, M.Pd.

Widyaiswara PPPPTK BOE Malang

 

Abstrak

 

The Leach Amp adalah salah satu rangkaian power amplifier rancangan dari Mr. Marshall Leach, yang namanya sudah terkenal di dunia penguat audio. Leach Amp merupakan salah satu penguat audio yang betul-betul Hi-Fi, mempunyai parameter penguat yang baik, daya yang cukup dan kontruksi yang sederhana.

Di pasar lokal ternyata susah mendapatkan komponen yang sesuai dengan rancangan Leach Amplifier yang disarankan, perlu dicarikan padanan atau pengganti komponen-komponen yang ada.

Rancangan PCB yang ditampilkan disini adalah persis sesuai rancangan PCB Leach Amplifier versi 4.5. Rangkaian Power Amplifier “Leach Amplifier“ ini mampu mengeluarkan daya sampai 200 Watt RMS. Ini sudah cukup untuk power amplifier sound sistem di gedung, lapangan apalagi untuk keperluan rumah tangga.

Respon frekuensi dari Leach Amplifier ini antara 20Hz – 20KHz masih stabil penguatannya (20 X) dan sinyal keluaran masih sinus. Bahkan di frekuensi ekstrem 200KHz sinyal keluaran juga masih sinus.

 

Kata Kunci : power amplifier, Leach Amplifier, Amplifier 200W, penguat kelas AB

 

Pendahuluan

            Artikel kali ini akan menjelaskan bagaimana penulis merangkai sebuah penguat audio (Audio Amplifier) dari Mr. Marshall Leach, yang namanya sudah terkenal di dunia penguat audio, yang salah satu rancangannya adalah "The Leach Amp". Penulis mencoba membangun Leach Amplifier ini dari petunjuk asli Mr. Marshall Leach.Selama bertahun-tahun penulis mencoba mencari penguat audio yang betul-betul Hi-Fi, mempunyai parameter penguat yang baik, daya yang cukup dan kontruksi yang sederhana namun belum menemukan yang sesuai keinginan. Penulis juga mencoba membuat Amplifier yang menggunakan Integrated Circuit (IC) / rangkaian terpadu namun hasilnya sampai kini masih belum memuaskan.

            Penulis akhirnya menemukan rangkaian Power Amplifier ini (The Leach Amp) dan mencoba membuat PCB dan merangkainya. Dan ternyata hasilnya sangat memuaskan, sesuai keinginan. Hanya saja komponen yang disyaratkan dalam Leach Amplifier agak susah didapatkan di pasaran. Sehingga penulis mencoba mencari komponen padanan yang sesuai ataupun mendekati dengan yang disyaratkan, terutama transistor-transistor yang digunakan.

 

Skema Rangkaian

 

Gambarn 1. Skema Rangkaian Leach Amp Version 4.5

 

Daftar Komponen

No

Notasi

Unit

Tipe Asli

Tipe Pengganti

1

Q1, Q2, Q5, Q7, Q9, Q10

12

MPSA 06

BC546

2

Q3, Q4, Q6, Q8, Q11

10

MPSA 56

BC556

3

Q13, Q14

4

2N 3439

BC141

4

Q12, Q15

4

2N 5416

BC161

5

Q16

2

MJE 15030

TIP41C

6

Q17

2

MJE 15031

TIP42C

7

Q18, Q20

4

MJ 15003

2SC3284

8

Q19, Q21

4

MJ 15004

2SA1295

9

D1, D2, D3, D4, D11, D12

12

1N4007

-

10

D5, D6, D7, D8, D9, D10

12

1N4148

-

11

D13, D14, D15, D16

8

20 V Zener +5% tolerance, 0.5W

18V Zener

12

C1

2

390 pF

390 pF / keramik

13

C2, C3, C15, C16, C23, C24, C25

14

100nF/100V film

100nF/100V Mylar

14

C7, C12, C17, C18

8

100nF/50V film

100nF/50V Mylar

15

C4, C5, C13, C14, C21, C22

12

100uF/63V

-

16

C6a, C6b

4

220uF/16V

-

17

C8

2

180pF mica

180pF / keramik

18

C9

2

47pF mica

47pF / keramik

19

C10, C11

4

10pF mica

10pF / keramik

20

C19, C20

4

10nF/50V film

10nF / Mylar

21

R1

2

20K

22K

22

R2

2

2K

2K2

23

R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10

16

 330

-

24

R11, R12, R27

6

1K2

-

25

R13, R14

4

2K2 / ½ watt

-

26

R15, R16

4

12K

-

27

R17, R18

4

11K

10K

28

R19

2

1K1

1K

29

R20

2

22K

 

30

R21, R22

4

30

33

31

R23, R24

4

360

330

32

R25, R26

4

1K

-

33

R28, R29

4

270

-

34

R30, R31

4

3K9 / ½ watt

-

35

R32, R33, R51

6

82

-

36

R34, R35

4

330

-

37

R36

2

220

-

38

R37, R38, R39, R40

8

680

-

39

R41, R42, R43, R44

8

10 / ½ watt

-

40

R45, R46, R47, R48

8

0,33 5 watt

-

41

R49, R50

4

10 / 2 watt

-

42

P1

2

2 K / VR

2K2 / VR

 

 

Gambar 2. Lay Out PCB dan tataletak komponen

 

Kalau dilihat rangkaian diatas memang tidak sederhana, namun juga tidak begitu rumit. Jika ingin mencoba merangkai/membuat sebaiknya membuat/mencetak PCB nya terlebih dahulu. Disini penulis mencoba menggambar ulang rancangan PCB Leach Amplifier seperti terlihat pada gambar 2 diatas.

 

Komponen

Saat penulis mencoba mencari komponen di pasar lokal ternyata susah mendapatkan komponen yang sesuai dengan rancangan Leach Amplifier yang daftarnya bisa dilihat diatas. Akhirnya penulis mencoba mencari padanan atau pengganti komponen-komponen yang susah didapat di pasar lokal misalnya transistor MPSA 06 dan MPSA 56, 2N 3439 dan 2N 5416 dan lain sebagainya. Komponen-komponen yang susah dicari dipasar lokal dan sudah penulis cari penggantinya dapat dilihat langsung di daftar komponen diatas.

Selain transistor ada juga komponen yang susah didapatkan di pasar lokal semisal kapasitor film yang dapat diganti dengan menggunakan kapasitor keramik. Memang akan sedikit berubah karena kualitas kapasitor keramik dibawah sedikit daripada kapasitor film. Namun kalau tidak menggunakan kapasitor keramik kita akan kesulitan mencarinya dan jika tidak mendapatkan maka penguat Leach Amplifier tidak akan terangkai.

Ada juga beberapa resistor yang harus diganti nilainya, karena susah didapatkan juga di pasar lokal. Walaupun di beberapa kota besar resistor dan komponen yang lain agak mudah dicari, namun yang namanya hoby membuat power amplifier tidak hanya di kota besar saja. Berdasarkan hal ini penulis mencoba memberikan daftar komponen yang dapat digunakan untuk merakit Leach Amplifier namun masih mudah dicari di pelosok daerah.

Untuk C4, C5, C13, C14, C21, C22 kalau bisa dicarikan harga 100uF/100V, agar tegangan yang diumpankan ke rangkaian bisa lebih tinggi. Kalau masih menggunakan 100uF/63V maka tegangan yang diumpankan ke rangkaian Leach Amplifier ini terbatas, kira-kira hanya mampu sampai sekitar 45V – 50V DC, mengingat kemampuan kapasitor maksimal sekitar 63V. Jika mendapatkan kapasitor 100uF/100V maka tegangan yang bisa diumpankan ke rangkaian akan dapat lebih tinggi, sehingga daya keluaran Leach Amplifier ini dapat lebih besar.

 

Perakitan

Rancangan PCB yang ditampilkan di sini adalah persis sesuai rancangan PCB Leach Amplifier versi 4.5, hanya digambar ulang agar pembuatan film untuk keperluan sablon menjadi mudah. Anda bisa mencoba PCB diatas, karena penulis sudah puluhan membuat/merangkai dan berhasil dengan baik.

Yang perlu diperhatikan dalam merakit adalah kesiapan komponen dan peralatan soldernya. Juga peralatan tangan yang dibutuhkan dalam proses perakitan. Pertama pasanglah jumper (kabel/kawat penghubung) JP. Setelah itu baru dioda 1N4148, dioda zener dan resistor. Usahakan dalam merakit memasang terlebih dahulu komponen yang berdimensi kecil dan dengan ketinggian yang pendek terlebih dahulu. Hal ini untuk mempermudah dalam pemasangan dan penyolderan. Setelah itu pasanglah komponen yang mempunyai dimensi lebih besar dan lebih tinggi. Begitu seterusnya sampai semua komponen terpasang rapi.

            L1 dibuat dari kawat email dengan diameter penampang 1mm dililitkan pada R49 (10 Ohm/2Watt) sebanyak 10 – 11 lilitan. Ujung kawat disolderkan ke kaki resistor dikedua ujungnya. Dalam melilit usahakan serapi mungkin dan antar lilitan saling menempel, agar muat 10 – 11 lilitan di resistor 10 ohm/2 watt tersebut.

 

 

Gambar 3. Lilitan L1

 

 

Gambar 4. Rangkain yang telah jadi

 

Untuk transistor power sebaiknya dipasang di pendingin yang baik yang bisa menyerap panas dari transistor. Karena penguat Leach Amplifier ini termasuk penguat kelas AB yang mempunyai desipasi daya yang lumayan besar, maka membutuhkan pendingin yang mumpuni. Demikian juga untuk transistor Q12, Q13, Q14, Q15, Q16 dan Q17 sebaiknya juga dipasang pendingin.

Sementara untuk menghubungkan rangkaian driver dengan transistor power menggunakan kabel. Diusahakan pengkabelannya sependek mungkin dan serapi mungkin. Jangan lupa memasang plastik isolator antara transistor dengan pendingin, serta melapisi isolator dengan pasta pendingin silikon.

Penempatan D1 - D4  sebaiknya ditanam di pendingin, karena fungsi ke 4 dioda yang dirangkai seri ini sebagai detektor suhu. Gambar pemasangan D1 – D4 seperti gambar dibawah.


 

Gambar 5. Contoh pemasangan transistor power dan Dioda D1-D4

 

 

Gambar 6. Contoh perakitan ke dalam Box

 

Gambar 6 diatas memperlihatkan pemasangan/perakitan Leach Amplifier kedalam box. Untuk power supply memakai transformator toroid, namun bisa juga memakai transformator kotak biasa. Yang terpenting adalah transformator yang digunakan minimal 20A, 2 x 32V (CT) atau 20A, 2 x 36V (CT). Jika C4, C5, C13, C14, C21, C22 memakai 100uF/100V, maka transformator dapat memakai 20A, 2 x 42V (CT).

 

Uji Coba

Rangkaian Power AmplifierLeach Amplifier“ ini mampu mengeluarkan daya sampai 200 Watt RMS. Menurut penulis sudah cukup untuk power amplifier sound sistem di gedung, lapangan apalagi untuk keperluan rumah tangga. Karena dayanya yang sudah lumayan besar, disarankan dapat diuji coba di lab elektronika (jika memungkinkan) dengan memakai Audio Frequency Generator dan Oscilloscope. Jika tidak diuji di lab elektronika, kita bisa menguji dengan beban speaker langsung dan masukanya dari Cassette Recorder/CD Player/MP3 Player. Disarankan memasang mixer antara player dengan amplifier, sehingga besar kecilnya volume dapat diatur.

Respon frekuensi dari Leach Amplifier ini antara 20Hz – 20KHz masih stabil penguatannya (20 X) dan sinyal keluaran masih sinus. Bahkan di frekuensi ekstrem 200KHz sinyal keluaran juga masih sinus. Pada ujicoba sinyal masukan 1KHz dengan supply CT 32V dan beban 8 Ohm, dapat mengeluarkan daya sekitar 100 Watt. Kalau dengan supply yang sama beban 4 Ohm maka dapat mengeluarkan daya sekitar 200 Watt RMS.

Apabila tegangan supply CT 42V, maka dapat mengeluarkan daya sekitar 170 Watt pada beban 8 Ohm, dan daya 340 Watt pada beban 4 Ohm.

 

Kesimpulan

The Leach Amp adalah salah satu rangkaian power amplifier rancangan dari Mr. Marshall Leach, yang namanya sudah terkenal di dunia penguat audio. Leach Amp merupakan salah satu penguat audio yang betul-betul Hi-Fi, mempunyai parameter penguat yang baik, daya yang cukup dan kontruksi yang sederhana.

            Di pasar lokal ternyata susah mendapatkan komponen yang sesuai dengan rancangan Leach Amplifier yang disarankan, perlu dicarikan padanan atau pengganti komponen-komponen tersebut.

            Respon frekuensi dari Leach Amplifier ini antara 20Hz – 20KHz masih stabil penguatannya (20 X) dan sinyal keluaran masih sinus. Bahkan di frekuensi ekstrem 200KHz sinyal keluaran juga masih sinus.

Pada ujicoba sinyal masukan 1KHz dengan supply CT 32V dan beban 8 Ohm, dapat mengeluarkan daya sekitar 100 Watt. Kalau dengan supply yang sama beban 4 Ohm maka dapat mengeluarkan daya sekitar 200 Watt RMS.

 

Referensi :

 

W. Marshall Leach, The Leach Amp, http://users.ece.gatech.edu/~mleach/lowtim/, diakses tanggal 23 April 2013

 

Pavel Ruzicka, The Leach amp 200W amplifier, http://www.pavouk.org/hw/leachamp/en_index.html, diakses tanggal 24 April 2013.

 

 

 

 

 

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG