Amplificador de 240 vatios con 12 salidas para Sonido Ambiental

En muchas ocasiones nos encontramos con que un cliente nos piden instalar una videorockola en un negocio o establecimiento de gran tamaño y con muchos espacios independientes. Colocamos la rockola con 4 parlantes y no conseguimos que el sonido llegue a todos los rincones del sitio.
Además, para que se escuche en todo el lugar, se hace necesario subir el volumen demasiado, incomodando algunos clientes.  Otro problema que se presenta, es que hay personas que quieren un nivel de volumen más suave que otros. Pensando en solucionar ese problema hemos diseñado un amplificador para sonido ambiental con 6 salidas estéreo y 6 controles de volumen. Permite controlar el nivel de cada dos parlantes. Así podremos distribuir el sonido por todo el lugar y controlar su nivel de volumen de manera independiente.
Otros usos que le podemos dar a éste amplificador, es para ambientar en pequeñas clínicas, Gimnasios, Hoteles, iglesias y colegios.

Descripción general

Presentamos un amplificador de audio de 20W por 12 canales. Utiliza 6 circuitos integrados TA8210, todos en la misma tarjeta, incluyendo la fuente rectificadora.
Podemos observar 6 potenciómetros dobles que controlan la señal estéreo que entra a cada circuito integrado. A esto se le conoce como un distribuidor de señal de audio.
Como el TA8210 es bastante sensible y el diseño de la tarjeta es óptimo, no se necesita preamplificar la señal antes de entrar a los amplificadores. Sin embargo recomendamos usar un control de tonos o un ecualizador para dar color al sonido.
NOTA: El circuito impreso es de 30 cm x 17 cm. Es muy grande para hacerlo con el método de planchado. Por eso en el archivo PDF viene la fotomecánica para hacerlo con la técnica de serigrafía. Si por casualidad usted se encuentra en colombia. Le podemos recomendar empresas como El radar electrónico, Yahico electrónica, o Microcircuitos. Si está en otro país, puede calcar el diseño con las herramienta de EasyEDA y mandarlo a hacer por Internet.

Circuito integrado TA8210

El circuito integrado TA8210 utiliza muy pocos componentes externos. Esto lo hace muy fácil de construir. Se alimenta desde 9V, hasta 18V DC. En este caso usamos un transformador de 12VAC que al ser rectificado entrega unos 15V DC. Para obtener un buen desempeño y buena respuesta de bajos, es aconsejable que la fuente entregue al menos 10 amperios como mínimo.
Otra recomendación es aislar el circuito integrado del disipador. A pesar de que este chip se puede colocar sin aislante, los hemos aislado con teflón adhesivo, pensando en que si un circuito integrado se daña y entra en corto, no envíe voltaje a los otros, afectando los demás. Es sólo a modo de protección.
El reemplazo de éste circuito integrado es el KIA8210.

Usualmente los TA8210 son alimentados con batería, ya que su uso más frecuente es como amplificador en el coche. En este caso los hemos alimentado con el voltaje de la red pública. Para esto es necesario usar un transformador y una fuente rectificadora. La fuente es alimentada por el transformador, que convierte el voltaje de la red pública, en 12VAC. El transformador le entrega la corriente al puente de diodos. El puente de diodos invierte todos los semiciclos negativos a semiciclos positivos, desapareciendo la tensión negativa, entregando los semiciclos positivos al condensador de 6800 uF. El condensador se carga y no deja que la corriente baje a cero, manteniéndola en un mismo voltaje. Es en ese momento que la corriente alterna (AC), se convierte en corriente directa (DC).

El transformador

Debemos construir el Transformador para este amplificador. En este caso hemos usado un núcleo de 3.8 centímetros, por 5 cm. Este núcleo está en capacidad de entregar hasta 360W y sólo necesitamos 240W, más el 30% que es algo más o menos 300W. Pero es necesario usar un núcleo sobre-dimensionado, para que quepan las vueltas de alambre que vamos a enrollar. En Colombia el voltaje de la red pública es de 120 voltios, por lo tanto tuvimos que enrollar 265 vueltas de alambre calibre 18 en el devanado primario y 27 vueltas de alambre calibre 13, en el devanado secundario. Para los países que tiene un voltaje de 220 en la red publica, es necesario dar 486 vueltas en el devanado primario y el calibre de éste, sería 21 según la tabla AWG.
El devanado secundario es igual para los dos casos.
Además hicimos dos devanados adicionales de 12V con alambre calibre 23. Uno de estos devanados es para alimentar el preamplificador, ecualizador o reproductor Mp3, según sea el caso, y el otro devanado es para alimentar un ventilador.

El preamplificador

Para dar el matiz al sonido a nuestro gusto, hemos incorporado el Ecualizador de 5 bandas en su versión con potenciómetros redondos.
Este EQ está constituido por 5 filtros pasa banda, formados por condensadores y potenciómetros que filtran la banda de frecuencia deseada. Los picos de banda afectados por este EQ son: Bajos (100Hz), medios bajos (330Hz), medios (1kHz), medios altos (3.3kHz) y altos (10kHz).
No quiere decir que sólo se deba trabajar este amplificador en compañía del EQ. También puede usarlo con el preamplificador con entrada de micrófono y línea. Así podrá hablar y ser escuchado por los 12 parlantes.

los parlantes o altavoces

Usamos  parlantes de 6 pulgadas, con una potencia de 60W y una impedancia de 8 ohmios. Si lo desea, puede usar parlantes de hasta 12 pulgadas.  En este caso usamos parlantes pequeños, ya que es el estilo adecuado para el espacio donde los pensamos colocar, que es un restaurante. Así no ocupan mucho espacio y dan un sonido ambiental, que es lo que buscamos.
La gran ventaja de estos parlantes, además de su sonido limpio y fiel, es que son de dos vías. Tienen un parlante para reproducir las frecuencias medias y bajas y un tweeter que reproduce las frecuencias altas. Así nos evitamos instalar los tweeter por aparte y garantizamos un buen sonido. Los parlantes que vienen de dos y tres vías vienen diseñados de tal manera que cada parlante es complemento del otro.
Como el TA8210 es un circuito integrado para amplificadores de automóvil, está en capacidad de soportar parlantes de 4 ohmios. Sin embargo nosotros lo trabajamos a 8 ohmios para dar un sonido mas limpio y no forzar el amplificador.

Construcción del gabinete para el amplificador

Lo primero es doblar una lámina de hierro en forma de (U) con un par de pestañas de 2 centímetros. Ésta lámina pre-formada, debe llevar los orificios para: el interruptor de encendido, los potenciómetros de control de tonos y volumen, el ventilador, salidas de parlantes, entrada de señal, fusible y cable de poder.  En el piso tiene los agujeros para los tornillos que ajustarán el transformador y la tarjeta del amplificador. Todos estos orificios fueron abiertos con taladro, excepto el del ventilador, las salidas a parlantes y el switch, que se hicieron con una caladora manual y una cuchilla para metal.
Luego cuando la lámina está con todas sus perforaciones y dobleces, se pinta con Pintura Electrostática (Powder Coating). Esta pintura se aplica en polvo seco, se utiliza para dar un acabado más resistente que la pintura convencional, sin contar su bajo precio. Sólo nos costó 5 dólares.

Diseño del frente de amplificador

Ahora podemos apreciar el frente de la lámina con la calcomanía que previamente diseñamos en Corel Draw. Muestra las funciones de los botones de la parte frontal. Esta calcomanía la imprimimos en papel de vinilo adhesivo, del mismo usado en publicidad para los avisos publicitarios. Luego de pegarla, la cubrimos con papel contact para proteger la calcomanía. Si es posible, use papel flu graphic que es más resistente. Esto le da una muy buena presentación a la caja. Además si la intención es vender amplificadores, esto le da confianza al cliente, al ver un aparato con su propia marca.
Puede descargar el archivo de corel draw del diseño frontal con sólo dar Clic aquí.

Construyendo el túnel de madera o tapa del gabinete

Ahora: para la tapa del gabinete, construimos un túnel de madera de pino, que contendrá la lámina de metal. Se pueden usar infinidad de maderas, tales como Pino, cedro, sajo, entre otros. Esto depende de su presupuesto. La madera fue unida con pegante para madera y tornillos autoperforantes. Colocamos unos listones de 1×1 cm, en el interior del borde del frente. Esto para que la lámina sólo entre por atrás y tope con el borde frontal sin que se vea hacia adentro. Además le lijamos las esquinas para dar un acabado más suave. Recuerde dejar al menos 3 milímetros de espacio entre la estructura metálica y el túnel de madera. A veces por no dejar nada de luz, no entra la lámina y para que entre, se hace necesario lijar y lijar, perdiendo mucho tiempo.

Aplicando un tinte a la madera

La brea o neme, conocida en México con el nombre de Chapopóte, es un residuo de la descomposición química o destilación de alquitranes. Es usada para pegar el asfalto en las carreteras. La brea sólida a temperatura ambiente y al diluirla en gasolina se convierte en un líquido espeso. Luego le agregamos grandes cantidades de thinner, hasta lograr un tinte que al aplicar da un tono café, como el apreciado en la primera fotografía.

Luego que seca el tinte. Debemos aplicar una cera que fabricamos a partir de combinar cera líquida roja, cera líquida amarilla, betún negro y betún café. Ponemos los 4 ingredientes en un tarro metálico y los calentamos a fuego lento, hasta que se derrita el betún y revolvemos hasta lograr una mezcla uniforme. Dejamos enfriar y tendremos una cera de excelente calidad, para aplicar en la madera con la ayuda de una brocha.
Luego que seca la cera, debemos darle brillo con en cepillo de embolar zapatos y volver a aplicar cera, hasta lograr el tono y textura deseados.

Construcción de los bafles

La construcción de los bafles o cajas acústicas es un trabajo de cuidado y muy importante, a la hora de querer aprovechar al máximo un parlante. Cuando una caja acústica no está bien construida, no es posible conseguir un buen sonido, a pesar que el parlante o altavoz sea de buena calidad.

Los materiales son importantes para dar una buena acústica. Se deben usar maderas semi-duras o porosas, no tan livianas. En este caso usamos pino para los laterales, OSB para el fondo y aglomerado para el frente. Estos bafles los construí con solo material reciclado. Así hacemos algo de ecología y de paso se ahorra dinero.
Es importante usar pegante blanco para madera y puntillas sin cabeza. El pegue debe ser fuerte y uniforme. Estas cajas tienen 30 centímetros de alto, por 22 de ancho y 14 cm de profundidad.

NOTA: El entrepaño que forma el desfogue no llega hasta el fondo. Debe haber un espacio de 3 centímetros en la parte de atrás, para que salga al aire. En el archivo PDF que entregamos al final de este artículo se encuentran los planos de estos bafles.

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