Excelente amplificador de audio de tamaño reducido, bajo costo y además muy sencillo de construir.
Este amplificador de audio estéreo de 60 vatios puede ser utilizado para las videorockolas de computador portátil o de pared. Tiene la gran ventaja de tener un reducido tamaño. Además es muy sencillo de construir.
Podemos Acompañar nuestro amplificador con un preamplificador con tonos como el preamplificador con entrada de micrófono, línea y EQ. O el control de volumen y tonos controlado por tensión. Así lograremos que este amplificador nos dé un excelente rendimiento. Vale resaltar su gran desempeño al usarlo sin tonos. Se puede lograr un buen sonido, con solo ecualizar desde el software del computador o de la videorockola.
Otro sistema de sonido que hemos probado con gran satisfacción, es la combinación del este amplificador con el preamplificador con EQ de tres bandas que puede aprender a construir dando clic aquí.
Materiales
Observemos los materiales necesarios para construir este amplificador. Al final de este artículo, en la segunda página, podrá descargar el archivo PDF con el circuito impreso, el diagrama eléctrico y la lista de materiales.
En la fotografía se aprecian los componentes esenciales para construir la tarjeta principal. No se ve el transformador ni los cables, ya que de estos hablaremos más adelante.
Es importante que al comprar los componentes, revise muy bien y si es posible utilice el multímetro para verificar que midan correctamente. Desafortunadamente hoy en día se consiguen muchos componentes falsificados y debemos estar alerta para no ser estafados.
Colocando las resistencias
El circuito impreso (PCB) se debe hacer con alguno de los métodos expuestos en nuestro artículo de Fabricación de circuitos impresos. Puede hacerse con el método de planchado o el método de serigrafía. Esto ya depende de su necesidad y presupuesto.
Teniendo hecho el circuito impreso, debemos comenzar a colocar los componentes. Comenzamos por las resistencias. Se deben colocar de manera ordenada y pulcra. Deben estár muy derechas, tal como se aprecia en la fotografía.
Casi todas las resistencias que lleva el circuito son de 1/4W, excepto las dos resistencias de 4.7 ohmios de la red de zobel que son de 1/2W. También las dos resistencias de 390 o 470 ohmios que polarizan los diodos zener, que son de 1W.
Las resistencias de 1/4W se colocan totalmente sentadas en la tarjeta, mientras que las resistencias de 1/2W y de 1W deberán quedar al menos un milímetro levantadas de la tarjeta. Esto se hace para evitar su recalentamiento y que no calienten la tarjeta.
Las resistencias de 68 ohmios (R2) y las de 33K (R3) trabajan en llave, fijando la ganancia del amplificador.
La división de 33.000 / 680 = 48.5 veces. La ganancia es la cantidad de veces que la señal es amplificada.
Los puentes o Jumpers se construyen a partir de los sobrantes de los terminales de las resistencias colocadas anteriormente. Estos puentes se encargan de unir pistas que al momento de hacer el diseño no fue posible unir por la parte de abajo del circuito impreso.
Los puentes deben quedar bien derechos. Esto da una buena presentación.
Para ver el detalle, de clic sobre la fotografía.
Fuente regulada adicional
Pensando en facilitar la alimentación de un eventual preamplificador, hemos aprovechado un espacio vacío del circuito impreso para colocar una fuente simétrica regulada. La fuente está formada por un par de diodos zener de 12 voltios y sus respectivas resistencias de polarización.
El voltaje DC del amplificador es de aproximadamente +/-24 voltios. Los diodos zener se encargan de bajar el voltaje a +/-12 voltios DC.
Las resistencias de paralización varían su valor, dependiendo del consumo del preamplificador que conectemos. En este caso usamos un par de resistencias de 390 ohmios. Si al conectar el preamplificador usted percibe un calor excesivo en ellas, puede subir su valor hasta 570 ohmios. El valor medio sería de 470 ohmios.
Los 4 diodos rectif
icadores 1N5403, soportan hasta 3 amperios. Todo diodo que su nombre comienza por 1N54xx, soporta 3 amperios y la terminación 03, significa que soporta hasta 300 voltios. Así que no hay problema en caso de que sólo pueda conseguir diodos con una terminación final de un número más alto, como por ejemplo 07. Estos soportan hasta 700 voltios y nuestra fuente sólo es de 18×18 voltios. Al final lo único importante es que los diodos sean de al menos 3 amperios.
Estos 4 diodos están conectados de tal forma que separan los semiciclos positivos de los semiciclos negativos de la corriente alterna proveniente del transformador, para luego estos semiciclos puedan ser rectificados, convirtiendo así la corriente alterna (AC), en corriente directa (DC).
Condensadores no polares
Ya hemos colocado los condensadores de poliéster y los condensadores cerámicos. Estos tienen diferentes funciones en el circuito. Por ejemplo:
Los condensadores de 0.1 uF (104) cerámicos, se encargan de eliminar posibles “Rizos” de la fuente. Son 4 condensadores, ya que cada canal requiere dos condensadores. Uno va entre +Vcc y tierra y el otro va entre –Vcc y tierra.
Los dos condensadores de 0.1 uF (104) de poliéster, son parte de la Red de Zobel o bloqueo de oscilación. En compañía con las resistencias de 4.7 ohmios, se encargan de proteger los integrados de posibles corriente de reversa, provenientes del parlante y de posibles oscilaciones.
Y por último los condensadores de 0.22 uF (224) son los desacoples DC de entrada de señal. Estos evitan que posibles corrientes parásitas DC provenientes del reproductor, entren al amplificador.
Condensadores electrolíticos
A diferencia de los condensadores de poliéster y los cerámicos, los condensadores electrolíticos tienen polaridad. Se debe tener muy en cuenta su posición al momento de colocarlos. El dibujo en la máscara de componentes tiene una protuberancia que representa el polo negativo y el condensador tiene una franja con un signo menos.
Los condensadores electrolíticos también tienen diferentes funciones, como por ejemplo los condensadores de 220uF también se encargan de limpiar la corriente DC de posibles Rizos.
Los condensadores de 22uF son una derivación DC a tierra de las resistencias de ganancia. Y los condensadores de 1uF también son desacoples DC de entrada.
La importancia de los conectores
Para lograr una buena presentación de nuestro amplificador, facilitar el ensamble final y los posibles mantenimientos, debemos usar conectores en los sitios donde irán cables, que comunican el amplificador con el exterior y con el transformador.
En la salida a parlantes y en la entrada del transformador hemos colocado conectores grandes de 6 pines tipo (MOLEX), a los que les hemos retirado un pin de por medio, logrando así conectores de 3 pines con más espacio entre cada pin.
En la entrada de señal va un conector pequeño de 3 pines y de 2.54 milímetros. En Colombia son conocidos como conectores GP. Por último hemos colocado otro conector de 3 pines en la salida para el ventilador, sólo que le retiramos el pin del centro.
NOTA: La salida del ventilador entrega 24 voltios DC. Así que por lógica debemos usar un ventilador de 24 voltios. Si desea usar un ventilador de 12 voltios, se debe colocar una resistencia limitadora en serie con el positivo del ventilador. El valor de esta resistencia puede ser de 100 ohmios a 5W, aunque lo mejor es calcularla con la siguiente fórmula:
Vt – Vf / Af
Voltaje total, menos el voltaje del ventilador, dividido por los amperios del ventilador (Fan).
Por ejemplo: Si tenemos un ventilador de 12 voltios a 0.25 amperios, seria:
24V DC – 12V DC = 12V DC / 0.25 amperios = 48 ohmios.
Como esta resistencia calculada está a tope, es decir que es la mínima a colocar, es mejor aumentar su valor en un 30% y así calienta menos. La ideal sería una resistencia de 68 ohmios o algo más.
Los condensadores de la fuente
Los condensadores electrolíticos de 4700 uF son parte de la fuente rectificadora. Trabajan en conjunto con los 4 diodos 1N5403.
Estos se encargan de rectificar la corriente AC entregada por los diodos, para lograr la corriente DC.
Estos condensadores pueden ser de 35 voltios en adelante.
No necesariamente debemos usar el circuito integrado TDA2050. También sirve el LM1875.
El TDA 2050 es un circuito integrado monolítico, amplificador de audio clase AB. Proporciona hasta 35 Watts RMS de potencia real, con una carga de parlante de 4 ohmios. @ THD = 10%, VS = ± 18 Voltios DC, f = 1KHz. Y hasta 32 Watts con una carga de 8 ohmios. @ THD = 10%, VS = ± 24 Voltios DC, f = 1KHz. Su alta potencia y muy baja distorsión armónica de cruce, hace del circuito integrado TDA2050, óptimo para trabajar en espacios pequeños, dando un sonido de alta calidad.
Sin embargo después de trabajar más de 2 años construyendo una buena cantidad de amplificadores con este circuito integrado, me he encontrado con que últimamente los TDA2050 estaban saliendo falsificados. Desafortunadamente a mi ciudad están llegando muchos componentes falsificados y se comenzó a hacer casi imposible conseguirlos originales.
Por esta razón comencé a usar los LM1875 y a pesar que la hoja de datos dice que sólo entregan 20W cada uno, la verdad es que no he notado la diferencia y por el contrario me gusta más su definición de sonido y limpieza.
El disipador de calor
ES INDISPENSABLE la utilización de un buen disipador y en muchos casos también se debe usar un ventilador adicional (cooler).
Los circuitos integrados producen gran calor debido al esfuerzo que hacen para amplificar el sonido. Por esta razón NUNCA encienda su amplificador sin antes haber colocado correctamente el disipador de calor.
Los circuitos integrados van asegurados al disipador mediante tornillos con tuerca. También deben ir aislados del disipador, utilizando aislantes de mica y bujes aislantes, también conocidos coloquialmente como “pasa-muros”.
Los bujes aislante o pasa-muros son unas pequeñas piezas de plástico que aíslan el tornillo del disipador y del circuito integrado.
La necesidad de aislar los circuitos integrados se debe a que la parte de atrás del IC es –Vcc, es decir voltaje negativo. Si no aislamos los circuitos integrados, es muy fácil hacer un cortocircuito, con sólo tocar el disipador con tierra o el polo común.El transformador para este amplificador debe ser de 18×18 voltios AC y una corriente de al menos 3 amperios.
Para la construcción del transformador para este amplificador, usamos un núcleo de 2.8 centímetros, por 3.5 cm. En Colombia el voltaje del toma corriente de la red pública es de 120 voltios. Por lo tanto es necesario enrollar 514 vueltas de alambre calibre 24 en el devanado primario. Y para el devanado secundario se enrollan 154 vueltas de alambre calibre 18.
Recuerde que al construir este transformador, por tener TAP central, es necesario detenerse a la mitad de las vueltas (73 vueltas) del devanado secundario. En ese punto se debe soldar un cable de salida, para luego dar las otras 73 vueltas de alambre. Otra forma es sólo dar las 73 vueltas con el alambre en doble, tal como se muestra en nuestro video de Construcción de un transformador.
Para los países que tiene un voltaje de 220 en la red pública, es necesario dar 942 vueltas en el devanado primario y el calibre de éste, sería 26, según la tabla AWG. Las vuelta del devanado secundario no varían en cantidad ni en calibre de alambre.
NOTA: Otra opción es reciclar transformador de equipos viejos. Esto es muy económico y le ayudamos a nuestro planeta con no seguir contaminando.
Cuando encontramos un transformador reciclado como el que apreciamos en la foto anterior, debemos ubicar los cables de entrada y los de salida. Es decir que se deben identificar cuales son los terminales del devanado primario y cual es el secundario.
Para esto debemos usar el Circuito Serie con un bombillo incandescente o alógeno de 60W.
Conectamos nuestro circuito serie y vamos conectando y desconectando rápidamente los terminales. El devanado primario lo tendremos ubicado en el momento que el circuito serie no prenda.
Luego con ayuda de nuestro multímetro en la escala de voltaje AC, vamos midiendo los otros terminales para identificar el TAP central. Así sabremos que voltajes entrega nuestro transformador.
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