Kraftman Power Supply

Feliz 2018 para todos que desde 2012 acompanham este blog. Como o tempo passa!

Sempre dei bastante foco aqui no blog sobre o coração de qualquer circuito: a fonte.

Seja ela do amplificador, dos pedais, ou até mesmo uma dedicada apenas para os filamentos das válvulas. Ela faz toda a diferença.

Vivemos em um mundo moderno e globalizado onde nunca se cuidou tanto da saúde. “Você é aquilo que come” virou o mantra das novas gerações. No sentido oposto, curiosamente o mesmo não se aplica para a tecnologia. Parece que as pessoas estão cada vez mais conformadas com o “Made in China” e acham que todos os produtos eletrônicos desde que funcionando aparentemente bem são a mesma coisa.

Se você se alimenta bem para ter saúde, por qual motivo não irá alimentar bem os preciosos circuitos que possui? Isso vai desde um carregador de celular original até a fonte dos seus pedais.

Vejo com preocupação a negligência dos guitarristas quando o assunto é fonte de alimentação para pedais. Tenho amigos que possuem pedais de 2 mil reais, mas se recusam a gastar mais de 150 reais com uma fonte de qualidade. De nada adianta um pedal de qualidade com os melhores componentes selecionados plugado em uma fonte instável e ruidosa.

Além do fator qualidade, observo o fator quantidade. É preciso pesquisar, buscar um conhecimento mínimo sobre o consumo dos pedais que você utiliza e escolher uma fonte que não só suporte com alguma folga, mas que também esteja preparada para alterações e upgrades de novos pedais ao set.

Se formos olhar com carinho para o pedalboard e somarmos os valores de cada pedalzinho que compramos, temos fácil o valor da nossa melhor guitarra, ou até mais. Então não tem sentido não cuidar bem deles, pois de longe é o tipo de equipamento que os guitarristas mais compram, vendem e trocam. Estou em alguns grupos no Facebook onde a galera publica o pedalboard no início do ano e depois no final do ano com todas as mutações que ocorreram ao longo de 12 meses. O mais curioso? A fonte é sempre a mesma, e muitas vezes o set sai de dois ou três tímidos pedais para layouts complexos com mais de 10.

Ao longo dos últimos anos mantive o meu set de pedais intocado, exceto a fonte que troquei muitas vezes.

Comecei com uma fonte que eu montei com um 7809 e que em pouco tempo se mostrou ineficiente para os pedais que eu tinha, aquecendo bastante e apresentando alguma instabilidade ao regular a tensão nos 9v após algum tempo de uso. Ela tinha uma tendência de oscilar bastante a tensão e apenas servia para utilizar com um ou dois pedais.

Em 2013 comprei nos Estados Unidos uma OneSpot da VisualSound, com uma capacidade de entrega de corrente de até 1700mA, o que é bastante para uma fonte de pedais.

A fonte é muito legal e funciona bem com poucos pedais, mas testes me mostraram que a sua saída de tensão estava na casa dos 9.22v, com ou sem pedais ligados nela. Pedais mais sensíveis podem não funcionar bem, ou até mesmo estragar passado algum tempo. Apesar de ter muita corrente disponível, tinha apenas uma saída, o que obrigava o uso de cabos Daisy Chain e com mais de 5 pedais começavam os problemas com ruídos com pedais de alto ganho e instabilidades relacionadas com os circuitos de Bypass eletrônicos dos pedais.

Como sempre tive um pedalboard enxuto, fui levando essa situação por dois anos até que viajei para a Europa e comprei uma fonte de uma loja da Alemanha que parecia me atender melhor, só que não…

Em um primeiro olhar a fonte funcionava muito bem e era silenciosa. Também não apresentava problemas de interferências entre os pedais. Tinha um regulador de tensão para cada saída e aos meus ouvidos não tinha problema algum. Mas nem todo o problema se esconde no som.

Sempre me atento aos detalhes e antes de qualquer coisa resolvi medir a tensão de cada saída para verificar a qualidade da mesma. Foi aí que começaram as surpresas.

As saídas variavam entre 8.60v e 8.80v, claramente distantes dos 9v que precisamos para os pedais. O pior era quando ligava pedais com consumo mais elevado e estes valores caíam ainda mais.

Prontamente entrei na internet e resolvi pesquisar reviews de usuários desta fonte. Sim, fiz a burrada de comprar sem verificar na internet o que outros proprietários falavam dela. Várias pessoas reclamavam da imprecisão da tensão. Basicamente todas as saídas utilizavam um regulador de tensão com os respectivos resistores de ajuste de tensão de saída fixos e bem calculados para a uma saída de 9v. O problema é que apesar de bem calculados e nos valores corretos, não eram resistores de precisão. E isso se traduzia em uma variação enorme na tensão regulada no final de cada porta.

Bem, era a fonte que eu tinha, né? Precisava resolver de alguma maneira para continuar normalmente com os ensaios e shows.

Abri, removi cada resistor de cada regulador e instalei trimpots multivoltas para um ajuste extremamente fino de cada saída. O empenho deu certo. Consegui 9v em cada saída, mas quando ligava os pedais em suas respectivas portas, ela ainda apresentava alguma queda na tensão. Tive a brilhante ideia de ligar cada pedal em sua porta de destino, e com eles ligados ajustei novamente para cada saída entregar os 9v prometidos. Funcionou, e utilizei por um ano a fonte assim pois era o que eu tinha para o momento. Mas isso não é saudável para os pedais. Não é legal o circuito receber mais tensão do que deve, e contar com o seu próprio consumo para levar a fonte para o patamar de tensão adequado. Toda vez que você liga o pedal na fonte ele toma uma porrada por conta disso.

Mas os problemas não ficaram por aí… A fonte nunca estragou, nem apresentou ruídos. Mas além deste problema de instabilidade, o fator Europa atrapalhou bastante as coisas.

Temos duas tensões de rede Elétrica no brasil: 127v e 220v.

A fonte tinha um transformador com primários 115v e 230v.

A saída deste transformador entregava 12v. Quando em 127v, ele entregava 13,25. O que não era um problema para os reguladores, mas o transformador acabava aquecendo bastante por trabalhar muito acima dos 115v e também em uma frequência diferente dos 50Hz para que foi construído. Lembrando que no Brasil a frequência é de 60Hz.

Quando em 220v as coisas pioravam bastante, pois ele entregava 11.45, e os reguladores apresentavam dificuldades em estabilizar a tensão de saída em 9v.

Fiquei um ano com esta fonte até o ano de 2016 quando recebi um e-mail do Ricardo através do blog que me contou que estava desenvolvendo um projeto de fontes personalizadas para pedais e gostaria de trocar figurinhas sobre o assunto comigo.

Fiquei muito feliz pois finalmente encontrei alguém que falava a mesma língua e que tinha o mesmo (e muito mais) grau de exigência que eu sobre este assunto.

Para mim uma fonte não basta funcionar e manter os pedais sem ruído. Ela precisa ser confiável pois na utilização de longo prazo uma fonte instável pode danificar tudo.

De problemas relacionados com tensão, já basta os que encontramos em cada local de show que vamos.

Uma fonte ruim é uma doença silenciosa e que pode ser fatal para todo e qualquer circuito conectado nela.

Após alguns meses de muitos e-mails trocados com muitos testes feitos dos dois lados em circuitos de fontes, o Ricardo me enviou um protótipo do que ele estava desenvolvendo.

A caixa foi feita em uma impressora 3D para testar todas as possibilidades de posicionamento do circuito interno. Debatemos muito isso, inclusive a melhor disposição dos jacks e chaves de painel.

É importante lembrar que não se trata de uma fonte convencional com um regulador simples para pedais. Além de ser desenvolvida para ter o melhor filtro, estabilidade e proteção, conta também com componentes de alto desempenho. A fonte passou por testes de stress com carga máxima para sempre oferecer o menor ripple possível, e sem variar a tensão com ou sem carga.

Quando chegou, fiz todos os testes possíveis, e cheguei a ligar todos os pedais que tenho em casa para ver como se comportava. Deixei por semanas todos os pedais ligados nela e fiz medições em vários horários diferentes, inclusive com chuveiros e torneiras elétricas ligados pela casa.

Os 9v nunca oscilaram nem um ponto. Nem para cima, nem para baixo. Coloquei o protótipo no meu pedalboard e utilizei durante todo o ano de 2017 em ensaios e shows.

O tempo passou, o projeto cresceu e o que então era uma pesquisa virou uma marca, com um projeto final com várias novas funções e melhorias, mas mantendo a mesma estabilidade do protótipo que eu tinha em casa.

Recebi no final do ano a versão final, que prontamente integrou o meu pedalboard de forma permanente e resolvi de uma vez por todas todos os problemas que algum dia tive com fontes para pedais, que não foram poucos.

O mais legal é que as fontes da Kraftman podem ser personalizadas, pensadas com cuidado para os pedais que o guitarrista possui. Hoje temos vários fabricantes de fontes nacionais e internacionais, mas nenhuma marca com projeto dedicado para cada caso particular.

Muitas marcas permitem personalizar a guitarra, o amplificador e o pedal que irá compor o seu set, e hoje ter uma marca que também entrega uma fonte na medida é algo que todo o guitarrista deve buscar.

Tive a honra de participar dando ideias, impressões, testando e comparando as evoluções dos circuitos. Nunca tinha utilizado nada feito exclusivamente para a cadeia de pedais que eu utilizo, o que foi sensacional.

Evitei até aqui entrar em detalhes técnicos, pois ninguém melhor que o desenvolvedor para falar com precisão o leque de características que as fontes Kraftman possuem. Pensando nisso pedi para o Ricardo fazer um texto falando com carinho sobre todo esse universo e disponibilizo aqui junto com este primeiro prelúdio que fiz, com carinha e tamanho de testamento.

Um pouco sobre fontes de alimentação e a fonte Handamade Kraftman Pedal Power Supply

Conhecimentos técnicos

Todo músico profissional deve possuir conhecimentos além de sua formação principal, pois algumas outras áreas que não fazem parte de sua formação fazem parte do seu dia-a-dia na música, e um deles é relacionado com a energia que alimenta seus equipamentos.

Para aqueles que buscam um conhecimento mais aprofundado sobre fontes de alimentação, esse tópico é uma excelente fonte de consulta e que pode responder direta e indiretamente algumas questões relacionadas.

Como funciona o áudio e a fonte de energia

A fonte de alimentação, seja ela um conversor AC para DC (fontes propriamente ditas) ou uma bateria, são referência de potência que qualquer circuito de áudio precisa para fornecer um sinal na saída (empurrar o sinal modulado para a saída).

Todo circuito de áudio que faz algum processamento de sinal, como um pedal de efeito por exemplo, que a partir um sinal de entrada processa o efeito e entrega na sua saída o resultado desejado. Esse processo faz uso de uma fonte de energia. Para isso, no caso do pedal, ele usa o sinal de áudio para dar o formato e a alimentação para dar potência para esse sinal, (empurrar o sinal é o termo popularmente conhecido).

Resumindo, isso quer dizer que todo circuito de áudio transfere a potência da fonte para a saída, só que no formato do sinal de áudio, seja ele de ganho 1 ou ganho infinito, em outras palavras, independente da potência.

Só para fazer um paralelo, um amplificador de potência na verdade não tem potência nenhuma, a potência vem da fonte. O que um amplificador tem é a capacidade de transferir determinada potência da fonte para a sua saída a partir de um sinal de áudio.

Isso quer dizer que se você tem um amplificador de 100W, você só terá essa potência se sua fonte de alimentação tiver no mínimo 100W. Na prática, a fonte deve ter potência maior, mas se sua fonte fornecer apenas 50W, ao aumentar o volume você vai ter um som muito distorcido na saída e nunca terá 100W pois não tem de onde vir essa energia, a não ser da fonte, e se a fonte não tem esse potencial seu amplificador muito menos.

Fonte de alimentação tem potência?

Sim, as fontes de alimentação fornecem uma tensão em volts até um certo limite de corrente, que é dado em amperes. A potência é o produto dessas duas grandezas corrente(A) x tensão(V) = potência (W).

Exemplo

Se a fonte do seu pedal fornece 9V com até 500mA de corrente, quer dizer que sua fonte tem uma potência máxima de 4,5W, como 500mA=0,5A você tem 9V x 0,5A = 4,5W.
Ao ultrapassar os 500mA a tensão tende a cair, pois a fonte não tem mais potência para fornecer, se você medir e perceber que a corrente subiu mas a tensão diminuiu, e fizer os cálculos, vai ver no resultado que a potência é a mesma. Mas essa condição extrema implica diretamente na qualidade do sinal que a fonte está fornecendo, que passa a ter ondulações e consequentemente ruído no seu áudio.

Fontes

Quanto mais limpa (silenciosa) for uma fonte de alimentação, melhor será a qualidade do sinal de saída. Toda fonte de tensão contínua não pode ter variações do seu nível ao decorrer do tempo, isso quer dizer que ao decorrer do tempo sua tensão não varia, com isso ela apresenta uma reta, caracterizanda como contínua. Ao contrário da tensão alternada que varia no tempo, por isso apresenta um sinal em forma de senóide, que em momentos alternados a tensão é positiva e negativa. Assim como mostra a figura.

Na figura abaixo; A: Tensão alternada B: Tensão contínua

Se uma fonte tiver alguma ondulação no seu sinal, seja ela de baixa ou alta frequência, ela deixa de ser silenciosa, pois isso é considerado ruído. Uma fonte que apresenta essas características de ondulações, quando o sinal de áudio for modulado a partir dela, essas ondulações na tensão vão se somar com o do áudio na saída. No caso de um pedal de guitarra esse ruído será percebido no amplificador.

Ruídos em fontes

O ruído na saída da fonte pode vir diferente origens que podem ser:
Ondulações de ripple, ocasionadas por instabilidades na tensão de saída de uma fonte.
Ruído eletromagnético, provenientes da rede elétrica local ou de componentes internos da fonte.
Ruído de RF, são ruídos de alta frequência do espectro eletromagnético dentro da faixa de rádio, seja AM ou FM. Algumas vezes uma estação de rádio próxima pode ocasionar essa interferência ou mesmo uma fonte chaveada próxima pode gerar portadoras de ondas de rádio que provocam oscilações quando o circuito de áudio entra em ressonância com certas frequências.

A figura A mostra: Tensão contínua com ripple de tensão, ocasionada por excesso de consumo de corrente ou por falha de filtragem. Essa ondulação provoca ruído. B: Tensão contínua ideal, sem ruídos.

As Fontes Kraftman Pedal Power Supply

Nossas fontes possuem uma excelente filtragem e regulagem e isso garante a entrega de uma energia silenciosa, livre de variações que possam se transformar em ruído na saída.
Para garantir isso as fontes Kraftman possuem filtros na etapa anterior à regulagem, que atenuam essas variações, e para o problema de interferência eletromagnética, o case feito em alumínio fundido impede a permeabilidade de ondas eletromagnéticas.

Tudo isso associado ao regulador de tensão usado em nossas fontes, que é de uma tecnologia mais atual que garante uma excelente qualidade de energia de saída, pois tem um melhor rendimento garantindo e uma energia mais estável e silenciosa.
Por se tratar de uma fonte linear, tem baixíssimos níveis de emissão de ondas eletromagnéticas e zero emissão de RF, pois tem uma frequência máxima de operação da ordem de 120Hz da parte de filtragem e 60Hz do transformador, que não interferem no sinal de saída que é contínuo e reto.

Proteção contra sobrecarga e curto-circuito

O que torna nossas fontes um grande diferencial das demais do mercado é o circuito de proteção contra sobrecarga e curto-circuito que faz parte de todos os modelos.
Esse circuito monitora a corrente de saída da fonte, que ao atingir um limite, desabilita a saída que está nessa condição.

Um curto em um cabo faz com que a energia não chegue aos pedais, mas por outro lado, a corrente dentro da fonte tende a subir bruscamente gerando muito calor. Como na grande maioria das fontes lineares a proteção contra curto-circuito é térmica e não por excesso de corrente diretamente, alguns componentes podem não suportar a corrente instantânea e queimar.

Foi pensando nisso que fizemos nossa proteção atuar no instante do aumento da corrente e não no da temperatura. Isso garante uma estabilidade de baixa temperatura de trabalho e uma maior vida útil dos componentes da fonte, não dando tempo para aquecimentos desnecessários e assim evitando a queima da fonte.

Dada uma condição de sobrecarga ou curto-circuito, um LED acende indicando essa condição, deixando a saída em modo de proteção. Para retornar à condição de funcionamento normal, basta desligar a fonte, esperar o LED se apagar e religar a fonte após 3s, ou no caso de uma saída independente basta tirar o cabo que vai para o pedal e esperar o LED se apagar.

Como nossas fontes possuem no mínimo duas saídas isoladas, se uma entrar nessa condição, a outra continua funcionando normalmente, pois esse circuito é independente para cada saída determinada isolada.

Proteção de sobre tensão e picos de energia

Como toda fonte linear (analógicas), elas possuem uma chave de seleção de tensão da rede, nominalmente 127v ou 220V. Essa proteção atua da seguinte forma: caso a chave esteja na posição 127V e a fonte é ligada em uma tomada 220V, a proteção cria um desvio dessa tensão que incide diretamente para um fusível, isso faz com que o fusível queime interrompendo o fornecimento de energia para a fonte, garantindo que a fonte não se queime. Nesse caso basta substituir o fusível por um de mesma corrente e mudar a chave para a tensão correta e a fonte vai funcionar novamente.

Transientes de energia acontecem e são muito comuns, mas eles podem danificar um circuito. Esses transientes são picos de tensão que ocorrem na rede, e possuem uma tensão muito maior que a tensão nominal.

Algumas pessoas já tiveram uma experiência de acordar e pela manhã verificar que tal equipamento não está funcionando. Esse equipamento pode ter queimado devido a um pico momentâneo de energia, e isso pode acontecer a qualquer momento e não somente de madrugada.

Na figura abaixo, A: Forma de onda senoidal da rede elétrica em condições normais. B: Picos de tensão momentâneos na rede que podem provocar a queima de equipamentos.

A fonte Kraftman possui um dispositivo que funciona permanentemente de acordo com a tensão selecionada na chave, que limita a tensão que entra na fonte, evitando assim a queima do transformador e consequentemente da fonte. Esse dispositivo limita esses picos de tensão, reduzindo-os para um valor de tensão suportado pela fonte. Nenhuma outra fonte linear para pedais no mercado nacional possui esse recurso.

Referência Imagens:

https://www.quora.com/What-is-transient-in-electrical-power-systems