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Bogotá, 01 de septiembre de 2014
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CONSTRUYA UN AMPLIFICADOR DE BAJO COSTO DE 30W

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amplificador_tda2030

A continuación presentamos un amplificador de audio estereo muy económico que entrega una potencia de 15 vatios por canal. Es ideal para espacios pequeños y también ha sido probado en las videorockolas, obteniendo un resultado aceptable. Como la respuesta de este amplificador es plana, puede ecualizar el sonido desde el software del computador de la videorockola o desde el reproductor que use, ya sea ona tablet o un reproductor MP3.

Este amplificador estereo es ideal para principiantes, por su sencillez y bajo costo. Utiliza un par de integrados TDA2030. Este es un circuito integrado monolítico de clase AB, que llega a proveer hasta 15W de potencia de salida, con una carga de 8 Ohmios.
El TDA2030 ofrece una alta corriente de salida y muy baja distorsión armónica. Además incorpora un sistema de protección de corto circuito, que limita automáticamente la potencia disipada para mantener el punto de trabajo de los transistores de salida, asegurando su funcionamiento. También incluye un sistema térmico de apagado convencional.

 

Diagrama de un canal del amplificador

diagrama amplificador

En el diagrama podemos apreciar que es un amplificador en configuración No inversora. Es decir que la señal entra por su entrada no inversora y la señal que entra, saldrá con la misma polarización que entró.

El circuito impreso (PCB)

 

circuito impreso amplificador

El circuito impreso o PCB (printed circuit board) consiste en una placa de plástico (baquelita) o fibra de vidrio, con un baño de cobre. Teniendo el dibujo del circuito impreso, este se transfiere al cobre por medio de alguna de las técnicas utilizadas para esto, como son: La técnica de planchado o serigrafía. Estas son las más comunes aunque hoy en día existen otras más sofisticadas pero son para hacer grandes cantidades.
En este caso hicimos el circuito impreso con la técnica de serigrafía para poder colocarle la máscara de componentes y de antisolder. Claro que en el video que encontrará al final de este artículo, podrá observar que el PCB que usamos en este es hecho con la técnica de planchado. Así damos fe de que cualquiera que sea la forma de hacer el impreso, funciona adecuadamente, siempre y cuando se haga con las normas requeridas.

 

 

resistencias colocadasCuando tenemos listo el circuito impreso, los primeros componentes que colocamos son las resistencias. En este caso todas son a 1/4W, excepto las dos de 1 ohmio, que son a 1/2W.
La función de las resistencias es limitar la corriente, pero dependiendo del sitio, conexión y componentes que la rodean, su función cambia. Por ejemplo:
La resistencia de 100K (R1) que está en paralelo a la entrada de señal se encarga de fijar la impedancia de entrada. Si se cambia por una de más valor, puede aumentar el nivel de ruido, pero si se coloca una más baja de 33K, se comienza a perder volumen.
La ganancia o sensibilidad del circuito es determinado por la resistencia de 47K (R5) y la resistencia de 1.5K (R3), también conocida como 1K5. Si dividimos 47K por 1.5K tenemos una ganancia de: 47.000 / 1500 = 31.333. Si queremos aumentar la ganancia podemos cambiar la resistencia de 1.5K por una de 1K. Y si queremos disminuir la ganancia, se puede cambiar la resistencia de 47K por una de 33K. De todos modos el circuito ya está con los valores adecuados para dar una buena ganancia sin exceso de distorsión.

 

jumpers

 

 

Los puentes o jumpers se hacen con los sobrantes de los terminales de las resistencias ya colocadas. Estos tiene como función hacer pasos de corriente entre puntos que no fue posible unir por debajo con las pistas de cobre.
Los puentes deben estar bien derechos tal como se aprecia en la fotografía. La idea es lograr un trabajo bien presentado.

 

 

Fuente de media onda o doblador de tensión

 

El TDA2030 se alimenta con fuente dual, por esta razón, el diseño de la fuente de alimentación de este amplificador, es un Doblador de tensión que convierte la corriente alterna a directa, y además como su nombre lo indica, la duplica. Esto evita el tener que conseguir un transformador con TAP central, sólo basta con un transformador de 12 voltios a 4 amperios sencillo, para que funcione perfectamente.

doblador de tension

En el diagrama anterior observamos que el transformador tiene uno de sus terminales de salida a tierra y el otro va a un par de diodos, pero con un interruptor que servirá para el encendido y apagado del amplificador.
Como la corriente que entrega el transformador es alterna (AC), es decir que oscila de positivo a negativo, debemos separar los semiciclos positivos de los negativos. Esto lo hacen los dos diodos 1N5403. Estos diodos son de 3 amperios y como vemos uno va con su cátodo hacia el polo positivo de un condensador y el otro está al contrario, con su ánodo hacia el polo negativo del otro condensador.
Los semiciclos positivos irán al condensador de arriba y saldrá un voltaje de entre 15 y 16 voltios directos (DC), mientras que por el otro diodo solo pasarán los semiciclos negativos hasta el condensador de abajo, entregando un voltaje negativo de entre -15 y -16 voltios DC. Así obtenemos un voltaje simétrico a partir de un transformador simple.

NOTA: Este amplificador NO sirve para automóvil ya que como acabamos de explicar, su alimentación es simetrica. En nuestra sección de proyectos se encuentra un amplificador para automóvil, que si podrá alimentar con 12 voltios, fuente simple o con una batería.

diodos

 

Veamos los diodos de la fuente colocados. Deben quedar algo levantados de la tarjeta para que puedan disipar su calor. Estos pueden ser de 3 amperios en adelante. La referencia 1N5401, hasta la 1N5408 son todos compatibles. La única diferencia es que un diodo que termina con el número 1, soporta hasta 100V pico y uno que tiene un 8, soporta hasta 800V pico. Así que no importa cual use, ya que este amplificador sólo se alimenta con 12 voltios y los diodos estarán sobrados.
Lo que si es importante es que sean de al menos 3 amperios para evitar que se calienten, llegando a averiarse por exceso de temperatura.

 

condensadores

 

Los condensadores que apreciamos son de 0.22uF (224) de poliéster. Estos son parte de la Red de zobel en conjunto con las dos resistencias de 1 ohmio. La Red de zobel o bloqueo de oscilación, se encarga de proteger los integrados de salida de posibles corrientes inversas provenientes de los parlantes y de las oscilaciones.
Se pueden colocar de material cerámico, pero lo más aconsejable es que sean de poliéster, ya que son más precisos y soportan picos de voltaje más altos.

 

 

ceramicos

Los condensadores cerámicos que se usan en este amplificador tiene la función de limpiar la corriente de posibles rizados. Los rizados son corrientes parásitas que se filtran en la corriente DC, generando ruido en el audio (hum).
Estos condensadores son de 0.1 uF, 100 nanofaradios o en el código japonés sería 104.
Van colocados en paralelo a la entrada de alimentación DC, tanto en el voltaje positivo, como en el voltaje negativo. Pueden ser cerámicos o de poliéster. estos no tiene polaridad.

 

amplificador casi listo

 

Los condensadores electrolíticos son los de forma cilíndrica y tienen polaridad. Cuando se consiguen nuevos tienen su terminal positivo más largo que el negativo y además tiene una franja blanca con el signo negativo. Si por equivocación colocamos un condensador electrolítico al revés, es muy posible que el circuito funcione mal y en muchos casos el condensador se recalienta y luego estalla.
Así que debe usar la guía de la máscara de componentes que damos en el archivo PDF al final de este artículo.

 

 

led

EL LED que apreciamos es para saber si el amplificador está encendido o no. Se puede instalar directamente en la tarjeta o con un conector y un cable para poder colocarlo en la caja o gabinete que usemos. En este caso lo dejamos en la tarjeta para evitar cables, pero en el video si lo colocamos alejado de la tarjeta.
La resistencia de 1.5K que está al lado es su resistencia de polarización. Se encarga de limitar la corriente para que el LED pueda ser alimentado con los 15 voltios DC que entrega el doblador de tensión. Recordemos que un LED rojo común trabaja a 2.8 voltios y 0.02 amperios. Por eso siempre que se piense alimentar con más voltaje y corriente de lo permitido se debe colocar una resistencia.
La fórmula para hallar la resistencia es Voltaje total, menos el voltaje del LED, dividido por los amperios del LED
16 voltios – 2.8 voltios de LED = 13.2 voltios, / 0.02 = 660 ohmios, pero como la resistencia se calentaba un poco, la subimos a 1.5K, y de paso garantizamos una larga vida al LED.

 

conector_entrada

 

El conector que vemos en la fotografía es de 3 pines pero le retiramos el pin del centro. Es un conector tipo MOLEX o conector conector espaciado de 3,96mm (En inglés connector spacing 3.96mm). En él se conecta el switch o interruptor de encendido.
Si no quiere colocar el interruptor, sólo tiene que omitir el conector y colocar un puente o jumper, uniendo los dos orificios.
Esto lo digo porque a veces hacemos un aparato con otros circuitos como por ejemplo reproductor Mp3 y preamplificador y pues estos se alimentan de otros devanados del transformador. En esos casos en interruptor debe ir a la entrada del transformador y no a la salida de éste.

 

 

 

 

 

 

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