Ensamble un Amplificador de 40W y Fuente Simple

Amplificador estéreo muy económico que utiliza el circuito integrado TA8210 y puede ser alimentado con una batería de 12 voltios.

Sello de probadoAquí tenemos un amplificador estéreo de 40 Watts en 4 ohmios, o 24W en 8 ohmios. Este amplificador utiliza el circuito integrado TA8210 que tiene la  gran ventaja de ser alimentado con una tensión entre 9 y 18 voltios con fuente simple. Esto permite alimentarlo con una batería o con la fuente swichada del computador, haciéndolo ideal para amplificadores o videorockolas portátiles. Otra gran ventaja es su reducido tamaño y bajo costo.



Características del TA8210 

  • amplificador estéreo 40WBaja resistencia térmica: Θj-T = 1,5 ° C / W (disipador de calor infinito)
  • Potencia de salida (1) 22W (típico) por canal (VCC = 14,4V, f = 1kHz, THD = 10%, RL = 4Ω)
  • Potencia de salida (2) = 19W (típico) / canal (VCC = 13,2V, f = 1kHz, THD = 10%, RL = 4Ω)
  • Relación de distorsión baja: THD = 0.04% (típica) (VCC = 13.2V, f = 1kHz, POUT = 1W, RL = 4Ω, GV = 50dB)
  • Bajo ruido: VNO = 0.30mVrms (típico) (VCC = 13.2V, RL = 4Ω, GV 50dB, Rg = 0Ω, BW = 20Hz ~ 20kHz)
  • Función de stand-by incorporada (con el pin (4) en estado bajo, la alimentación está apagada)
  • Función de Muting incorporada (con el pin (1) en estado bajo, la alimentación está apagada)
  • Circuitos de protección: apagado térmico, sobretensión, cortocircuito en VCC en la salida y/o cortocircuito de GND en la salida.
  • Funciona con tensiones de alimentación entre los 9 ~ 18VDC
Salidas en puente o bridge (BTL)

Las salidas de este amplificador están constituidas por 4 amplificadores que trabajan en pares (Modo bridge o puente). Un amplificador en configuración puente o BTL, es aquel que mediante dos salidas amplificadas forma una sola salida. Un amplificador hace los semiciclos positivos y el otro hace los semiciclos negativos, para así formar una onda completa. Esto permite alcanzar buena potencia con bajo voltaje. Por esta razón no es posible conectar a tierra ninguno de los polos de salida del amplificador, y tampoco se pueden unir las salidas negativas, puesto que eso sería hacer un corto circuito entre las dos salidas.

Alimentación con fuente simple

Por lo general encontramos que la mayoría de amplificadores trabajan con fuente simétrica, quiere decir que tienen polo positivo, polo negativo y tierra. Esto dificulta la alimentación con baterías para su uso en el automóvil o motocicletas.
Una gran ventaja de este amplificador es que SE PUEDE ALIMENTAR CON UNA BATERÍA, ya que sólo necesita voltaje positivo y tierra.
Recuerde colocar un fusible de 4 amperios, entre el positivo de la batería o fuente del computador y el amplificador, así lo protege de sobrecargas.

signal InputLa entrada de señal por ser estéreo, lleva un conector MOLEX macho de 3 pines de 2.54 mm. Recuerde que aquí en Colombia les llaman conectores GP. La distribución de pines es la siguiente:
El pin izquierdo, corresponde a la entrada de señal Izquierda, El pin derecho, corresponde a la entrada de señal derecha y el pin central corresponde al polo a tierra.
La utilización de conectores es muy útil al momento de hacer un mantenimiento, ya que permite desconectar y conectar rápidamente todos los cables. Además alarga la vida de la tarjeta, puesto que si se hace necesario desoldar los cables, se van levantando las pistas. En cambio con el conector la tarjeta se mantiene intacta.

circuito integrado TA8210El TA8210 utiliza muy pocos componentes externos. Esto hace que el amplificador sea muy fácil de construir.
El TA8210AH y el TA8210AL funcionan igual. La diferencia radica en la posición de sus patas o terminales. El TA8210AH tiene las patas intercaladas, unas al frente y otras rectas, y el TA8210AL tiene todas las patas alineadas.
Recordemos que este circuito integrado puede ser alimentado desde 9V, hasta 18V DC. no obstante la potencia varía. Lo ideal es trabajar con voltajes entre los 12 y 16 voltios DC.  Para obtener un buen desempeño y una buena respuesta de frecuencias bajas en alto volumen, es aconsejable que la fuente entregue 4 Amperios como mínimo. El reemplazo de este circuito integrado es el KIA8210.

Usualmente un amplificador va acompañado de un preamplificador con tonos, permitiendo así controlar el volumen y la ecualización. Este amplificador se puede usar con el cable volumen señalPreamplificador con EQ de 3 Bandas y Fuente Simple, dando una excelente respuesta de altos y bajos. Si desea utilizar solo el amplificador, para tener una respuesta plana (flat), deberá colocar un potenciómetro doble, entre la fuente de señal y el amplificador.
La manera correcta de colocar un potenciómetro de volumen, se hace uniendo mediante soldadura las dos patas izquierdas del potenciómetro.  Luego, Usando cable apantallado estéreo, soldamos el polo tierra a éstas dos patas unidas y unificamos tierra. En un extremo del cable se coloca un conector hembra que irá conectado en el amplificador. Los cables que llevaran la señal al amplificador, serán soldados en las dos patas centrales del potenciómetro, Los cables que vienen de la entrada de señal se sueldan en las dos patas restantes del potenciómetro, y en el otro extremo del cable va un conector RCA, que recibe la señal del reproductor que usemos, que puede ser el computador, un Reproductor MP3 o el estéreo del automóvil.

amplificador listo
Aquí vemos nuestro amplificador estéreo de 40W con su conector de entrada, potenciómetro de volumen, conector de salida y alimentado con una batería de 3.5 amperios. Recomendamos una batería de 7 amperios o más, para que la carga dure bastante tiempo.
Los parlantes o altavoces ideales para este amplificador deben estar en el rango de potencia, de entre los 80W y 150W pico. La impedancia puede ser de 4 ohmios, pero debemos usar un disipador más grande del que se aprecia en la foto, ya que en este caso hemos trabajado el amplificador a 8 ohmios. El tamaño de los parlantes puede ser de entre 8 y 10 pulgadas.

Si desea alimentar el amplificador con una fuente simple, debe construir un Transformador de 12 voltios AC, 4 amperios y la Fuente simple que entregamos gratis en el archivo PDF de este amplificador.

Como el TA8210 puede llegar a soportar hasta los 18 voltios DC, el transformador pude ser de 12 voltios AC. Recordemos que cuando se rectifica un voltaje, este se multiplica por 1.4141 y se le restan 2 voltios de consumo del puente de diodos de la fuente.
12 voltios AC * 1.4141 = 16.97 – 2 = 14.97 voltios DC.
Entonces si queremos alimentar este amplificador con un transformador y una fuente rectificadora, se puede hacer con un núcleo de 3.2 x 4 centímetros. Este núcleo tiene una potencia pico de 163W pero es el ideal para que el alambre entre fácilmente.
Se puede usar alambre calibre 20 o 21 para el devanado primario y un calibre 17 hasta 15 para el devanado secundario.
El cálculo de las vueltas de alambre se hace de la siguiente manera:
Tomamos el área del núcleo que es: 3.2 x 4 = 12.8 cm2.
La constante 42, dividido por los 12.8 del núcleo = 3.281 vueltas por voltio
Ahora bien; Si la red pública de nuestro país es a 120 voltios, tenemos que:
120V x 3.281 = 393 vueltas de alambre para el devanado primario.
El secundario seria: 12 voltios x 3.281 = 39 vueltas.
En el caso de que en nuestro país tengamos un voltaje de 220V en la red pública, solo es calcular el devanado primario, multiplicando los 220 por 3.281 = 721 vueltas. Este puede hacerse con un alambre calibre 22, pero el secundario si será igual para los dos casos.

NOTA: La lista de materiales, el circuito y la máscara de componentes que usaremos como guía en el ensamble, se encuentra en el archivo PDF que entregamos Gratis al final de este artículo. Se debe tener mucho cuidado al momento de colocar los componentes, sobre todo la polaridad de los condensadores y la polaridad de la alimentación.

Video de prueba del amplificador de 40W con TA8210



Algunas mediciones obligatorias antes de encender el amplificador

Cuando hacemos un circuito y lo vamos a poner a trabajar por primera vez, es importante revisar muy bien el circuito impreso, sus componentes y conexiones.
Lo primero es lavar el circuito impreso por el lado de las pistas usando un cepillo de dientes y thinner o varsol. Luego se seca muy bien y con una brocha se retiran las partículas y cualquier cuerpo ajeno que queden sobre las pistas. Inmediatamente se revisa el impreso colocándolo a contra luz en una bombilla de alta potencia. NO DEBE HABER CORTOS ENTRE PISTAS.
Habiendo hecho esto, revisamos la posición de los componentes, nos aseguramos que el disipador esté bien apretado contra el integrado y verificamos todos los cables de entrada, salida y alimentación.
Las mediciones que se deben hacer antes de alimentar el circuito son las siguientes:
1) Con el multímetro en la escala de continuidad, se mide la entrada de alimentación, donde irá conectada la fuente o la batería según sea el caso. No deberá marcar nada. En el multímetro se verá un uno (1) a la izquierda que significa infinito o no conducción.
2) También se deben medir las salidas a parlante. No deberá marcar nada.
Si las mediciones anteriores son correctas, podemos conectar la batería o fuente, pero teniendo en cuenta de no olvidar colocar un fusible de 4 amperios, en serie con el positivo.
3) Ahora colocamos el multímetro en la escala de voltaje continuo (DC) y medimos las salidas a parlante. Se coloca una punta del multímetro en un pin de salida y la otra en el otro de la misma salida. El voltaje deberá ser de cero (0) voltios. Mida ambas salidas.
4) Se mide entre tierra y cada pin de las salidas, deberá haber un voltaje de Vcc 1/2. Esto quiere decir que si la alimentación DC es de 12 voltios, deberá medir 6 voltios aproximadamente.
En caso de haber una medición incorrecta, le recomendamos revisar nuevamente cada componente y el ensamble en general. Si el problema persiste. Cambie el integrado.
Si todas estas mediciones son correctas ya podrá conectar los parlantes, una señal de audio y disfrutar de su amplificador.
5) La distorsión en alto volumen debe ser moderada, pero la hay como en todos los amplificadores que se alimentan con bajos voltajes. Pero cuando se presenta demasiada distorsión en alto volumen, se puede deber a que los parlantes no son los adecuados o no tienen sus cajas bien diseñadas. Otra causa es cuando la señal del reproductor está demasiado fuente, ya que el TA8210 tiene una ganancia de entrada bastante alta.

NOTA: Como este amplificador ya está en configuración puente (bridge), ya no es posible convertirlo a mono. Hago ésta aclaración, ya que muchos me preguntan que cómo lo pueden volver mono y esto es imposible. Para las personas que desean un amplificador mono de 40W con alimentación a 12V, les recomiendo investiguen el circuito integrado TDA7396.

IMPORTANTE: Estudie a conciencia el artículo y el PDF hasta entender el funcionamiento del circuito. No lo arme sólo por armarlo. Cuando se tiene claro el funcionamiento de un circuito, no habrá obstáculos al momento de construirlo.
Antes de empezar a construir cualquiera de nuestros proyectos electrónicos, lea nuestra sección de Recomendaciones. Contiene muchos “tips” que le serán muy útiles y le evitarán dolores de cabeza.



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NOTA : Para conseguir el éxito ensamblando nuestro amplificador de 40 watts, usted debe tener un nivel básico de conocimientos en electrónica. Así que recomendamos que primero estudie nuestra sección de Recomendaciones

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