CONSTRUYA UN AMPLIFICADOR ESTEREO DE 400 WATTS<<< 1 2 3 >>>

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Aqui tenemos un amplificador de audio estéreo de 400 vatios, de configuracion complementaria. utiliza transistores NPN y PNP. Como utiliza 4 transistores por cada una de las salidas (2 PNP y 2 NPN), permite el trabajo a 4 ohmios. Esto quiere decir que podemos colocarle 4 parlantes de 8 ohmios en total (2 parlantes en paralelo por canal). Otra de sus grandes virtudes es su gran potencia y baja distorsión armónica, que lo hace ideal para videorockolas o uso doméstico.

NOTA: Si no tiene experiencia en el ensamble de circuitos electrónicos, le recomendamos comenzar con el amplificador de 30 Vatios que se encuentra en nuestra sección de Proyectos.Este amplificador ha sido probado satisfactoriamente. El éxito o fracaso en el ensamble de este proyecto,

depende de las bases y experiencia en electrónica que usted tenga. No podemos dar garantía de la calidad y metodología de su trabajo, a la hora de hacer este o cualquiera de los circuitos de nuestro sitio Web. El costo aproximado de este proyecto 80 dólares, siempre y cuando se fabrique el transformador.

Lea cuidadosamente este artículo y al final podrá descargar el archivo PDF con el diagrama eléctrico, circuito impreso y lista de materiales.Después de descargar el archivo PDF, podrá hacer el circuito impreso (PCB) sobre baquelita mediante la técnica de serigrafía o planchado.Si no desea hacerlo usted mismo, recomendamos la empresa MicroledPCB, que hace muy buenos impresos. Escribales al correo electronico microledpcb@gmail.com o al celular 314 200 75 96.La medida del impreso de este amplificador es 21.3 cm x 15.6 cm. Recuerde configurar bien la impresora para que la impresión salga al tamaño correcto. Si desea puede imprimir la mascara de componentes sobre el lado superior de la baquelita.

El Transformador que usamos en el prototipo que mostramos en el video es un transformador 33-0-33 voltios AC, con TAP central, y al medir de extremo a extremo marca 66 voltios AC. Esto nos da una potencia total de 300W (150W) por canal.Si queremos obtener los 400W reales (200W por canal), debemos usar un transformador de 40-0-40 voltios AC.La razón por la que hicimos el proyecto con un transformador de un voltaje mas bajo, fue pensando en las personas que no tienen el dinero suficiente. Así habría una versión económica y una más costosa, que proporciona más rendimiento.

En caso de conseguir un transformador de un voltaje muy alto, de mas de 45+45V AC y quiere acondicionarlo, puede quitarle unas vueltas de alambre hasta que le de el voltaje adecuado para este amplificador o aun mejor, construir otro amplificador que utilice más voltaje, como nuestro Amplificador estereo de 500W, que utiliza un transformador de 55+55V. La corriente ideal para lograr un buen desempeño de este amplificador, es de 12 amperios. Recuerde que esto también depende de los transistores que utilice a la salida. En caso de usar transistores 2SC5200 y 2SA1943, estos necesitan una corriente mínima de 1 amperio, por lo tanto le recomendamos usar un transformador de al menos 8 o 10 amperios.

Para la construcción de este transformador, usamos un núcleo de 3.8 centímetros, por 6 cm, que entrega una potencia de 519W aproximadamente. Esto se hace pensando en las posibles pérdidas por corrientes de foucault. En los países que tienen un voltaje en la red pública de 120 voltios, se deben enrollar 221 vueltas de alambre calibre 19 en el devanado primario y 122 vueltas de alambre calibre 14 en el secundario. Recuerde que este transformador, por tener TAP central, es necesario detenerse a la mitad de vueltas del secundario y soldar un cable de salida, antes de dar la otra mitad de vueltas de alambre, o enrollar solo 61 vueltas en alambre doble, tal como se muestra en nuestro video de Cómo hacer un transformador.El número de vueltas de alambre pueden variar dependiendo del núcleo que consiga. (Lea nuestro artículo de calculo de transformadores). Para los países que tiene un voltaje de 220 en la red publica, es necesario dar 405 vueltas en el devanado primario y el calibre de este, baja a 22. El devanado secundario es igual para los dos casos

Después de imprimir el circuito impreso sobre baquelita, proceda a colocar todas las resistencias. Es importante saber leer resistencias (código de colores de las resistencias), de lo contrario se

dificulta el trabajo, aumentando las posibilidades de fracasar con el proyecto.

Las resistencias se usan básicamente para limitar o derivar la corriente en los circuitos. Están compuestas básicamente de materiales conductores y resistivos, con un ajuste en la proporción de uno y otro, logrando así los valores deseados de resistencia.En este caso las funciones de las resistencias son variadas. Unas se encargan de la ganancia del amplificador, otras polarizan los transistores y otras son de protección del circuito.

Proceda a colocar los Diodos 1N4004, doble sus patas y colóquelos teniendo en cuenta la dirección mostrada en la máscara de componentes. Luego proceda a soldar. El diodo es un componente electrónico con dos terminales el cual se comporta de manera ideal como un interruptor común con la particularidad, que solo puede conducir en una dirección.Observe los diodos colocados. Los dos

primeros diodos de izquierda a derecha se encargan de polarizar el transistor A1015 que hará las veces de regulador del par diferencial.Los otros tres diodos que se observan a la derecha de la foto se encargan de la regulación de BIAS. Se llama ajuste de BIAS, a la regulación de la intensidad que circula por los transistores de salida cuando el amplificador se encuentra en reposo.Para verificar que las BIAS están correctas se debe medir en el ánodo del primer diodo y en el cátodo del tercer diodo. Deberá medir entre 0.7 y 0.8 voltios.Para ver mejor los detalles, de clic sobre la imagen.

Coloque los diodos de 6 amperios, midiendo antes de doblar sus patas, para que no entren forzados en la baquelita. Recuerde instalarlos con la guía de la mascara de componentes y dejarlos ligeramente levantados de la tarjeta, ya que estos calientan un poco, cuando el amplificador está funcionando en alto volumen. La función de estos 4 diodos es la de conformar un puente rectificador, que acompañados de los dos condensadores de 4.700 uF, forman una fuente rectificadora simétrica o dual.Antes de colocar los diodos es importante medirlos con el multímetro para verificar que estén en buen estado. También verifique que sean diodos normales y no de alta frecuencia. Alguna vez me

dieron en la tienda de electrónica unos diodos de alta frecuencia y me tuvieron un par de horas buscando el problema. El amplificador se mantenía en corto y hasta que no cambié los 4 diodos no pude hacerlo funcionar.

Para colocar los puentes o jumpers, mida la distancia sobre la baquelita, doble el alambre sobrante a la distancia, haciendo que case en los orificios e introdúzcalo, luego suelde.

El puente o jumper, no es más que un conductor de alambre usado para el paso de la corriente por encima de la baquelita. Esto se hace necesario en caso de no ser posible unir las pistas por la parte inferior, al momento de hacer el diseño del circuito impreso.

Coloque los transistores A1015, teniendo en cuenta la posición mostrada en la mascara de componentes. El primer transistor de izquierda a derecha se encarga de regular el voltaje que llega a los otros dos transistores. Estos transistores están en una configuración llamada “par diferencial”. Consiste en que los emisores están unidos y reciben un voltaje positivo DC, la señal entra por la base de un transistor y la ganancia se regula por la base del otro transistor. Los dos transistores entregan señal por sus colectores a cada transistor de la siguiente etapa, también conocidos como pre-excitadores. Al medir el voltaje DC en la unión de los emisores de los A1015, debe dar 0.7 voltios aproximadamente.

Hoy en día los transistores A1015 son falsificados con regularidad. Esto hace que nuestro amplificador trabaje mal. Debemos garantizar que los transistores sean originales, para esto es necesario medir el BETA o hFE de cada transistor. Para el caso de los A1015 el hFE debe ser de 180 o menor. Si llegase a ser mayor es porque son falsificados. Puede aprender a medir el hFE de un transistor en nuestro artículo de Manejo del multímetro.

Coloque los transistores TIP41C y TIP42C. Recuerde instalarlos siguiendo la guía de la mascara de componentes.

El TIP41C (NPN) y el TIP42C (PNP) son transistores de silicio epitaxial el cual es el componente base de los transistores de potencia. estan montados en una capsula A-220, de plástico. Se usan para aplicaciones de media potencia lineal, como impuldores y en conmutación. Estos transistores son complementarios entre ellos.Si desea aumentar la potencia de este amplificador, puede alimentarlo con un Transformador de hasta 44-0-44 VAC, pero antes deberá cambiar los TIP41 y TIP42, por los transistores MJE15032 (NPN) y MJE15033 (PNP), o por los transistores A1837 (PNP) y C4793 (NPN) que soportan más voltaje. También deberá cambiar los transistores de salida por los 2SC5200 (NPN) y 2SA1943 (PNP).

Coloque los condensadores de 0.1 microfaradios. Estos no tienen polaridad. Se encuentran 4 de estos condensadores; dos de estos están en paralelo con los voltajes  de alimentación, evitando corriente de rizado y los otros dos son parte de la RED de Zobel o protección de oscilación.

Un condensador está formado por dos placas separadas por un aislante llamado dieléctrico. La principal función de los condensadores es la de almacenar energía eléctrica en forma temporal. Los condensadores de poliéster son mas precisos que los condensadores cerámicos.

Coloque los condensadores electrolíticos,  tenga en cuenta la posición dada en la mascara de componentes, puesto que estos tienen polaridad.

Los dos condensadores que se aprecian en la fotografía tienen como función: El de 2.2 uF es el desacople de entrada de señal. Este se encarga de no dejar pasar corriente parasitas DC al amplificador y viceversa. El otro condensador de 47 uF, es el condensador de derivación de tensión de la ganancia.

Coloque los condensadores de 330 picofaradios. Si no consigue estos, puede usar de 270 picos. La medida picofaradio, equivale a una billonésima de faradio (0.000000000001 F).

En el código japonés de condensadores se escribe 331. (ver nuestro curso básico de electrónica).

En la foto se aprecian el conector de entrada de alimentación AC y el conector de salidas a parlante.

Para colocar el conector de seis pines grande, retire una pata de por medio, y colóquelos en la baquelita. Uno será la entrara de corriente AC y el otro la salida de señal a los parlantes.

Para colocar los conectores de 3 pines, retire la pata central del conector y colóquelos en la baquelita, estos serán las entradas de señal derecha e izquierda.

Las bobinas de la Red de Zobel tienen como función proteger los transistores de voltajes negativos que pueda producir el parlante y de posibles oscilaciones. También limitan el exceso de frecuencias altas, que llegan a ser molestas para el oído humano.

Generalmente las bobinas debe construirlas uno mismo de acuerdo a la aplicación que necesite. Comercialmente son difíciles de conseguir. Para hacer las bobinas, tomamos alambre de cobre, calibre (18 AWG), ( 1.024 mm.) y una broca de 3/8 de pulgada, damos 11 vueltas sobre la broca,  cortamos el excedente de alambre y enderezamos las patas de la bobina, tal como se aprecia en la foto.

Transistores de salida

Coloque los transistores de potencia D1047 (NPN) y los transistores B817E (PNP). En cada salida van dos transistores positivos y dos negativos. A esta disposición  se le llama Complementario. En caso de no conseguirlos, puede reemplazarlos por los 2SC5200 (NPN) y 2SA1943 (PNP), con los cuales podrá subir el voltaje del trasformador hasta 44V x 44V y ganar un poco mas de potencia.Recuerde que para hacer esto, deberá subir el voltaje de todos los condensadores por encima de 63 voltios, y cambiar los TIP41c (NPN) y las TIP42c (PNP), por los MJE15032 (NPN) y el MJE15033 (PNP), o por los transistores A1837 (PNP) y C4793 (NPN), que soportan mas voltaje, por lo tanto trabajarán mas descansados. No olvide colocarles disipadores.

Coloque los condensadores de 6.800 microfaradios a 63 voltios de la fuente de poder. Si lo desea, puede  cambiarlos por condensadores de hasta 10.000 microfaradios, para disminuir el rizo, ganar más limpieza en el sonido y más contundencia en el bajo en alto volumen.

Ahora se puede apreciar la tarjeta terminada, lista para la instalación del disipador.En este punto del ensamble es recomendable lavar la tarjeta con thinner, utilizando un cepillo de dientes. Esto con el fin de retirar todas las partículas de soldadura que puedan posteriormente hacer un corto circuito.

Los aislantes de mica, los tornitos pasantes con tuerca y los pasa muros son materiales necesarios e indispensables para aislar los transistores del disipador de aluminio. Si no consigue los aislantes de mica, puede usar teflón adhesivo.

Nota: Si no quedan bien aislados los transistores del disipador de aluminio, pueden generarse corto circuitos, que lo llevarán a fracasar en este proyecto.

No olvide que los transistores de salida van aislados del disipador con aislantes de mica y grasa siliconada para transmitir el calor al aluminio.

Cerciórese de que están bien aislados, midiendo entre el colector de los transistores de potencia (pin central) y el disipador. Para esto el multímetro debe estar en escala de continuidad y no deberá marcar nada (un uno a la izquierda).

Además es importante que el disipador sea lo suficientemente grande, ya que estos transistores disipan bastante calor.Aplicamos grasa siliconada en la parte posterior de los transistores de salida,  Coloque el disipador y  atornille la tuerca apretando fuerte para que se transmita el calor de los transistores al disipador de aluminio.

Dada la escasez de disipadores en el mercado; es importante ser recursivos, se trata de generar un área en aluminio lo suficientemente grande, como para capturar el frío del ambiente que disipe el calor emitido por los transistores de salida. Para ello hemos utilizado un fragmento de riel de aluminio, en la parte posterior del ángulo de aluminio, que servirá como aleta disipadora;  formando así un disipador económico y funcional.Recuerde Aplicar grasa siliconada entre las dos piezas de aluminio, y atornillarlos fuertemente.

En el caso que usted no quiera hacer un preamplificador de los que ofrecemos en la sección de proyectos, puede conectar un potenciómetro de volumen de 10K o 20K, de la sigueite manera:

Para el potenciómetro de volumen debemos unir los dos pines o terminales izquierdos mediante soldadura. Los cables que vienen del amplificador serán soldados en los dos pines centrales del potenciómetro, y el tierra a los dos pines que unimos anteriormente.Los cables que vienen de la entrada de señal se sueldan en los dos pines restantes, y unificamos tierra.

Conecte el potenciómetro a las entradas del amplificador. Conecte Terminal de salidas al amplificador.

De clic para ver más grande la foto.

Cerciórese de colocar los transistores en la posición correcta, de no ser asi puede quemar su amplificador o simplemete no funcione. Los TIP42 tienden a calentarse bastante, por lo cual recomendamos colocarles un disipador de aluminio a cada uno por indenpendiente.

Este amplificador fue probado con 2 parlantes de 300 watts de potencia y con una impedancia de  8 ohmios y 12 pulgadas, dando un excelente rendimiento, aunque aconsejamos parlantes de 400w a 500W y con un tamaño de hasta 15 pulgadas.

Cuando hacemos un producto y queremos comercializarlo, debemos tener muy en cuenta que sea un buen producto, durable, de buena calidad y muy bien presentado. Muchas veces tenemos buenos desarrollos, pero mal presentados y el posible cliente ni siquiera se toma la molestia de escucharlo, ya que la falta de presentación no da confianza en un producto.Como ya tenemos un amplificador de buen rendimiento y de alta potencia, Sólo nos falta darle una buena presentación, de esta manera lograr que al cliente le llame la atención y lo escuche sonar.

Debemos construir una caja o gabinete para el amplificador. Esta caja se hace, la mitad en lámina de hierro con los orificios para: el interruptor de encendido, los potenciómetros de control de tonos y volumen, el ventilador, salida de parlantes, entrada de señal, fusible, cable de poder, reproductor mp3 y en el piso van los agujeros para los tornillos de ajuste del transformador, el amplificador y la fuente regulada. La lámina se pinta con Pintura Electrostática o alguna pintura de buena calidad. La calcomanía del frente debe mostrar todas las funciones de los botones de la parte frontal. Se imprime en papel de vinilo adhesivo, y luego de pegarlo, lo cubrimos con papel contact que ayuda a proteger la calcomanía. Esto le da una muy buena presentación a la caja y confianza al cliente. Descargue aquí el archivo de Corel Draw con el diseño del frente de este amplificador. La otra parte de la caja es un túnel de madera en el cual entra la lámina de metal. Se puede hacer en OSB, o en MDF. Se colocan esquineros plásticos y una manija de agarre para transportar

el amplificador. A los lados van dos orificios de ventilación, cubiertos por un par de mallas metálicas, que sirven como protectores y a su vez mejoran el diseño de nuestro gabinete.

La fotografía de lado nos muestra una panorámica de todo el amplificador y las conexiones entre sus partes. Tiene un ecualizador de 5 bandas, un preamplificador de micrófono y línea mezclada y un reproductor MP3 Puede dar clic sobre la foto para verla en un tamaño grande y así poder estudiar con detenimiento como deberá conectar cada componente.Recuerde mantener un buen orden de cableado y usar cables de diferentes colores para no confundir las conexiones. Una recomendación importante es usar cable blindado o apantallado para el transporte de la señal entre entradas,

preamplificadores y amplificador.

El  reproductor mp3 con entrada USB que adaptamos al frente del amplificador, le da un valor agregado y mejores prestaciones. Así no es necesario cargar con un DVD o un computador para programar música.Primero se desarma el reproductor con mucho cuidado, y se saca de su caja, luego se instala al frente del amplificador, de tal manera que se vea, parte de la estética del aparato. La salida del reproductor va conectada a la entrada del ecualizador de 5 bandas, al igual que la entrada de línea exterior. Por eso se aprecian unas resistencias de 2.2K que sirven como sumador de las dos señales. Así podemos ecualizar la señal proveniente del reproductor o del exterior, dándole a la música la ecualización de gran calidad o a nuestro gusto.

La fuente simple regulada la usamos para alimentar el Reproductor Mp3 y el ecualizador de 5 bandas. La nueva versión del EQ de 5 bandas ya trae su propia fuente, así que de este podemos alimentar el reproductor MP3, pero como en este caso la versión que usamos no tenia fuente, fue necesario usar la fuente simple reguladaEl preamplificador de micrófono y línea lo alimentamos con la fuente simétrica que vemos en la fotografía. Esta se encuentra en el artículo de fuentes simétricas.

El interruptor (Switch) debe soportar al menos 4 amperios y 250 voltios. En este caso usamos un interruptor con piloto, para que nos muestre cuando está encendido. Se utiliza espagueti termoencogible para aislar las soldaduras y dar un mejor acabado. También le aplicamos un poco de silicona al interruptor, evitando así que se salga por el frente.Cada marca de interruptor tiene una manera diferente de conectarse. Por esta razón debe estudiarlo primero, con la ayuda de su multímetro.

El amplificador se debe refrigerar muy bien para así darle una larga vida. Hemos usado un ventilador de 3 ½ pulgadas, que enviará aire frío al disipador de aluminio. Lo hemos conectado directamente al transformador a una salida de 12 voltios AC. Como el ventilador es de alimentación DC, le hemos colocado un diodo en serie con el positivo, con su cátodo mirando el ventilador. De esta manera el ventilador sólo recibe semiciclos  positivos y gira sin problema. En la parte posterior se coloca una malla de 3 ½ pulgadas que protege el ventilador de objetos extraños y de posibles accidentes humanos al manipular el amplificador. También podemos apreciar las salidas a parlantes. Se debe unificar tierra en el terminal de los bafles y conectar los tres cables, Canal derecho, canal izquierdo y tierra, provenientes del amplificador. La entrada de señal del exterior tiene

un par de resistencias de 2.2K, que funcionan como sumador de señales con la señal del reproductor MP3.

El amplificador de 400 watts con ecualizador de 5 bandas, entrada de micrófono y línea mezclada, representa el nuevo concepto en diseño de videorockolas, ya que actualmente se construyen con computadores portátiles (laptop), consiguiendo videorockolas de 10 centímetros de espesor, por 45 cm de ancho y 60 cm de alto. Estas videos rockolas tienen su amplificador externo al igual que los bafles. De tal forma que el manejo del volumen y la ecualización se hacen desde el mostrador del negocio. Esta optimización redunda en

economía y ahorro de espacio.

A continuación podemos observar un video hecho por uno de nuestros fieles visitantes, que se ha tomado la molestia de grabar una prueba del amplificador de 400 vatios.

Muchas gracias a piteralbehiro

Ver Video de Amplificador de 400W