Construya un amplificador estéreo de 10W por canal, con preamplificador y EQ de 3 bandas, todo en la misma tarjeta. Se puede alimentar con fuente de computador o con una batería de 12V.
En muchas ocasiones nos han preguntado por un amplificador de audio que pueda ser alimentado con la fuente del computador. Ésto para así poder amplificar todo lo que escuchamos en nuestro PC. También hemos visto la necesidad de un amplificador que pueda ser transportable a todas partes y que nos preste un servicio de potencia aceptable. También que lo podamos conectar en el automóvil.
Pensando en llenar todas estas expectativas, presentamos un amplificador estéreo de 20W (10W por canal), con control de tonos de 3 vías. Todo incluido en el mismo circuito impreso.
Lo primero que debemos hacer para construir este amplificador es estudiar nuestra sección de Recomendaciones, al igual que éste artículo por completo. Luego debemos descargar el archivo PDF que se encuentra al final y analizar el diagrama eléctrico.
Después de estudiar muy bien el diagrama y de haberlo comparando con la máscara de componentes, debemos conseguir todos los materiales en la tienda de electrónica de nuestra confianza. Luego debemos hacer el circuito impreso, ya sea con la técnica de planchado o la técnica de serigrafía. Ver tutorial de Fabricación de circuitos impresos.
Luego que ya hayamos hecho el PCB, se deben colocar todos los componentes en su sitio, tal como se muestra en la máscara de componentes. La posición de los condensadores electrolíticos debe ser la correcta, según la polaridad mostrada, tanto en el condensador, como en la máscara de componentes. los circuitos integrados también tienen polaridad.
Para terminar se debe limpiar muy bien la placa o circuito impreso y revisar varias veces, antes de hacer mediciones y por lógica antes de probarlo.
Este amplificador de sonido utiliza el circuito integrado TDA2003 que tiene la misma configuración y distribución de los pines del TDA2002.
Lo interesante de éste integrado es que usa muy pocos componentes externos, su montaje es muy sencillo, es de bajo costo y requiere poco espacio. El TDA2003 proporciona una corriente de salida de hasta 3,5 Amperios y muy baja distorsión armónica o cross-over.
Tiene protección contra corto circuito en DC y AC, protección térmica por encima del rango permitido, volcado de la carga en picos de tensión de hasta 40V y rupturas fortuitas del polo a tierra.
En conclusión es una buena opción cuando se trata de un amplificador para la mesa de trabajo o el cuarto. Ideal para principiantes, aunque debemos aclarar que todo circuito por sencillo que sea, a veces tiene sus inconvenientes. Por eso siempre recalcamos en que deben estudiar primero nuestra sección de Recomendaciones.
NOTA: Los integrados de salida TDA2003 deben estar bien adheridos a un disipador de aluminio, para que el calor emitido por ellos sea disipado. Si no le coloca un buen disipador, atornillando fuertemente los integrados, seguramente se quemará el amplificador en unos pocos minutos.
La parte de los tonos es un poco más compleja pero nada porque asustarse.
El componente principal del preamplificador con control de tonos es el circuito integrado C4558. El circuito integrado original es el JRC4558 de la empresa New Japan Radio Co, pero en los que su nombre comienza solo con la letra (C), salen de buena calidad al igual que otras marcas.
El IC 4558 es un amplificador operacional doble de bajo ruido. Es uno de los más usados en el audio profesional por su excelente respuesta y sonido definido.
Se pueden usar otros reemplazos como el TL072, pero el sonido no es el mismo, a pesar que también es bueno.
Una de las grandes cualidades del diseño de este amplificador es que colocamos los controles de tonos y volumen, todo en el mismo circuito impreso. Así se evitan cableados adicionales que pueden hacer difícil el ensamble.
Los 4 potenciómetros que van al frente de la tarjeta tienen las siguientes funciones (de izquierda a derecha):
El primer potenciómetro es control de volumen. Luego siguen control de frecuencias bajas, control de frecuencias medias y por último el control de frecuencias altas.
Como el amplificador es estéreo es indispensable usar potenciómetros dobles.
En la fotografía se aprecia un LED rojo que indica cuando el amplificador está encendido. Recordemos que los LEDs trabajan en su gran mayoría a 3 voltios y los rojos a 2.8 voltios. Como el amplificador se alimenta con 12 voltios DC, es necesario usar una resistencia limitadora para que el LED no se queme. En este caso usamos una resistencia de 2.2K que es la que se aprecia al lado del conector de entrada de señal.
La entrada de señal es estéreo. Por eso vemos tres pines. El pin izquierdo es la entrada de señal izquierda, el pin derecho es la entrada de señal derecha y el pin del centro es tierra o también conocido en algunas partes como masa o común.
Los dos condensadores electrolíticos son de 1 uF. Estos son los desacoples de entrada de la señal. Su valor puede variar desde 0.47uF, hasta 2.2 uF. Si usa mas bajos, se atenúan las frecuencias bajas y si lo usa más alto de 2.2 uF, se aumenta el “POP” de encendido.
Otra gran opción de nuestro amplificador estéreo de 20W es que se puede usar con una batería de 12 voltios. Esta debe entregar al menos 3.5 amperios como mínimo para lograr que el amplificador entregue una buena respuesta de bajos en alto volumen y no haya demasiada distorsión. Si usa baterías de menos amperios no le garantizamos un buen sonido.
La posibilidad de usar el amplificador con batería, permite llevarlo a todas partes. Esto es muy atractivo entre los jóvenes. Solo bastaría con adicionar un Reproductor MP3 con entrada USB y podremos llevar nuestra música a todas partes.
IMPORTANTE: Por seguridad y para proteger el amplificador de posibles sobre cargas y corto circuitos, es muy importante colocar un fusible de 2.5 amperios en serie con el positivo de la batería. Así, si llegase a haber algún problema, el fusible se quemará y se protege el circuito.
NOTA: Si su idea es alimentar este amplificador con la red pública, debe hacer o conseguir un transformador que entregue 12 voltios y una corriente mínima de 3 amperios. Luego construye una Fuente simple que se encarga de rectificar la corriente y convertirla de corriente alterna (AC), a corriente directa (DC), como la que produce la batería. Esta corriente DC es la que deberá usar para alimentar el amplificador.
Mediciones
Siempre que realizamos un proyecto electrónico es absolutamente indispensable que antes de probarlo, verifiquemos que esté bien ensamblado y la integridad de todas sus partes. Lo primero al terminar de ensamblar el circuito es lavar muy bien las pistas con la ayuda de un cepillo de dientes y algún disolvente como el thinner, tolueno o varsol. Así podrá verificar que no haya cortos entre pistas o excedentes de soldadura que puedan generar cortocircuitos.
Luego de revisar muy bien el circuito impreso y verificar que los componentes fueron colocados en sus lugares y posiciones correctas, tal como se muestra en la máscara de componentes, debemos proceder a hacer las mediciones en frío, es decir sin alimentación.
Lo primero es verificar que no haya corto a la salida o que el circuito integrado esté averiado. Para esto debemos colocar el multímetro en continuidad y medir en los pines de las salidas a parlantes. No deberá haber medición alguna. Esto se representa en el multímetro como un (1) a la izquierda que quiere decir infinito. Algunas veces al medir, se aprecian unos números y luego sí mide infinito. Esto sucede mientras se cargan los condensadores y es un comportamiento totalmente normal.
El problema es cuando aparece una medición de alguna impedancia o continuidad. En ese caso puede haber un corto entre pistas o el circuito integrado está defectuoso. Proceda a medir los condensadores de 0.1 uF (104) y revise las pistas. Si todo está bien y sigue el error, cambie el circuito integrado correspondiente a la salida defectuosa.
La entrada de alimentación también se debe medir con el multímetro en continuidad. No deberá marcar ningún valor. debe ser infinito (un 1 a la izquierda).
Cuando hay continuidad o aparece alguna impedancia, puede ser que haya un corto entre las pistas o alguno de los condensadores de derivación de tensión esté corto, (el condensador 104 que va en paralelo con la entrada de voltaje o el condensador de 100 uF).
Hay que tener en cuenta que también puede ser algún componente defectuoso de la parte del preamplificador con tonos, ya que los dos circuitos se alimentan con la misma fuente. Revise muy bien cada componente y las pistas del circuito impreso.
Mediciones en caliente (con alimentación)
Si hemos tenido éxito en las mediciones anteriores, podemos conectar el amplificador a la alimentación. Recuerde colocar un fusible entre el polo positivo de la alimentación si va a alimentar con la fuente del PC o con batería También puede colocar un bombillo de 12 voltios a 3 amperios, a manera de fusible. Si piensa usar un transformador y una fuente simple, puede usar el Circuito Serie con el bombillo, tal como enseñamos en nuestra sección de recomendaciones en nuestro artículo de COMO ENSAMBLAR UN CIRCUITO CON ÉXITO.
Para alimentar un amplificador operacional como el C4558 es necesario hacer un divisor de voltaje o pedestal en los pines 3 y 5. Es decir que el circuito integrado no ve los 12 voltios simples, si no que ve +6V y -6V DC.
Para verificar que el divisor está trabajando bien, se coloca el multímetro en la escala de voltaje continuo (DC) y se mide, con la punta negra en el pin 3 o en el pin 5 y la punta roja en el pin 8. El voltaje deberá ser de +6V.
Luego medimos con la punta negra en el pin 3 y la punta roja en el pin 4 y deberá haber -6V DC. Si estas mediciones no son simétricas, revise las resistencias de 10K y el condensador de 10 uF. Si una de estas resistencias no tiene la impedancia correcta, se desequilibra el voltaje y el integrado trabajará mal y con ruido. Vale la pena volver a insistir en revisar las pistas y las soldaduras. Es en eso donde se falla mucho, sobre todo cuando se hace el circuito impreso con la técnica de planchado.
Ahora debemos medir las salidas a parlante. Como es un amplificador de alimentación simple, estos no miden (0) voltios a la salida, si no Vcc ½, es decir la mitad del voltaje de alimentación.
Con el multímetro en la escala de voltaje continuo (DC), se mide cada salida y deberá haber un voltaje aproximado a 6 voltios. En este caso se observa que nos da en una salida casi 6.7 voltios y en la otra 7 voltios. Esto se encuentra en el rango de voltajes permitidos. Si vemos un voltaje superior a los 7V o inferior a los 6 voltios, puede ser que haya algún componente defectuoso, como alguno de los condensadores de 1000 uF o alguno de los circuitos integrados de salida.
Habiendo terminado las mediciones, podemos conectar los parlantes y disfrutar de nuestro amplificador.
Los parlantes recomendados para este amplificador pueden variar desde los 30W, hasta os 100W. La impedancia puede ser de 8 y 4 ohmios, aunque el sonido en 8 ohmios es más limpio. El tamaño de los parlantes pude ser desde 6 hasta 10 pulgadas.
Video de prueba del Amplificador de 20W
Para terminar presentamos la versión del amplificador estéreo de 20W pero sin tonos. Es decir la versión plana (Flat).
Solo basta con colocar un potenciómetro de volumen a la entrada y tendremos una amplificación con una respuesta igual a la que apliquemos a su entrada mediante un reproductor de sonido.
Esperamos que este proyecto les sea de gran utilidad y les deje algún conocimiento.
NOTA: Si no tiene experiencia soldando componentes y haciendo cables, puede usar como guía el video del Amplificador de 30W que muestra todo su proceso de ensamble.
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