AMPLIFICADOR DE ÁUDIO ULTRACOMPACTO DE 12V

 

 

Abaixo descrevo a construção de um pequeno amplificador de áudio ultracompacto de 12V de grande potência.  Assim nasceu o modelo que apresento a você que tem um som excelente e muito potente e de  respeito (2 x 22W).

Para alcançar tal potência com uma tensão de apenas 12V DC é necessário um circuito com configuração de ponte (classe B) que obtenha a excursão máxima de tensão nos alto-falantes de saída. Para isso, cada canal estéreo é composto de dois amplificadores que funcionam invertidos com cada saída conectada a um membro do alto-falante. Quando um tem a saída positiva, o outro terá negativo e vice-versa. Portanto, para dois canais de saída são necessários 4 amplificadores.

A configuração da ponte não precisa de capacitores entre as saídas e os alto-falantes. Normalmente é usado em amplificadores de carros porque  é onde há apenas 12V da bateria (além do meu laboratório) e você geralmente quer muita energia. Eles são conhecidos como "amplificadores de carros automáticos".

Minha experiência anterior com amplificadores "integrados" de auto-carro classe B não foi muito boa porque os modelos que testei eram muito instaláveis e sensíveis ao ruído. No final encontrei um excelente modelo integrado de amplificador mesmo que seus projetos sejam mais de 20 anos. Estou falando do Philips TDA1557Q. Além do poder, este sofisticado amplificador integrado tem proteção automática contra alto-falantes e é muito silencioso.

Assim que decidi o modelo que queria usar, tive sorte que o negócio de eletrônicos online onde normalmente compro muito material tinha, então comecei a procurar na internet projetos feitos com esse amplificador. Para minha surpresa, muito pouco, as únicas páginas que propuseram esse amplificador, não mostraram projetos sérios para fazer (sem circuito impresso ou com circuitos impressos mal projetados). No final eu decidi fazer tudo sozinho baseado apenas em um circuito de kit que encontrei e na ficha técnica do componente.

O amplificador integrado precisa de pouquíssimos componentes externos (na verdade quase nenhum). Apesar disso, optei por adicionar um pequeno circuito extra para retardar a ativação da parte de energia evitando o "boop" nos alto-falantes quando o amplificador é ligado. Para isso usei um transistor e uma rede simples "resistor e capacitor" que funciona no pino "mudo" do circuito integrado.

Uma coisa que eu nunca gostei sobre eletrônicos DIY é a falta de variedade de caixas ou armários onde construir projetos. A maioria deles são esteticamente feios. Para o amplificador, eu queria algo realmente compacto, sem grande incômodo na montagem e boa aparência. No final optei por uma caixa de luz externa como visto nas fotografias.

Para manter a plaqueta do amplificador pequena, em vez de um dissipador de calor "profissional" eu simplesmente usei um perfil de alumínio retangular. O projeto PCB permite acomodar um dissipador de calor maior do que eu usei (no meu caso não me serve muita potência). Para quem precisa de toda a energia que aconselho usar dissipadores de calor maiores, melhor ainda, aparafusado em uma caixa de metal de alumínio como a que eu mostro na fotografia.

Os resultados que obtive são tão bons que no final construí dois amplificadores iguais e pretendo reunir outros no futuro. Espero que minha experiência te inspire.

 

[ Circuito impresso do amplificador (formato KiCad) ] (6969 downloads)

[ Folha do fabricante TDA1557Q (formato PDF) ] (6725 downloads)

 

Atualizado 

devido aos inúmeros pedidos de explicação da conexão de entrada e do potencialiômetro, publico aqui um esquema pictórico que espero servir para esclarecer o argumento. Também aproveito para dizer algumas coisas que sempre surgiram através de seus comentários:

1. O pcb é exatamente 82,5 mm x 49,5 mm

2. É necessário um fornecimento regulamentado de pelo menos 12V e 3 Amp. O amplificador com volume normal não consome tanta corrente, mas quando o ligamos precisa de um pico de alta corrente e se a fonte não for capaz de dar, o "amp" não começa. Em repouso e sem áudio, o amplificador consome um pouco menos de 100 mA (ou seja, mais ou menos 1,2 W).

3. O diod 1N5401 serve apenas como proteção em caso de erros de conexão (inversão da polaridade da fonte de alimentação), mas não é necessário para o funcionamento do circuito. Eles podem simplesmente substituí-lo por uma ponte de arame ou um pedaço de cabo.

4. A resistência de 4,7 ohms conectados ao pino 2 da massa integrada e, serve para dar uma certa separação à massa de entrada da massa geral. Em alguns casos, essa separação pode causar problemas de zumbido no amplificador. Nesses casos, eles podem tentar simplesmente substituí-lo por uma ponte de arame ou um pedaço de cabo.

5. No entanto, o TDA1557 pode atingir uma potência de saída de 22W para cada canal, o projeto que fiz é projetado como um módulo compacto para ser usado com potências muito mais baixas, ou seja, ouvir música em casa sem que os vizinhos me neguem. Isso não tira o fato de que meus leitores mais duros querem mais poder. Nesse caso, é necessário usar um dissipador de calor muito maior e a fonte deve ser mais poderosa. Logicamente, a caixa que a contém também terá que ser maior.

6. Na vista pictórica, a linha vermelha chamada "ponte" é simplesmente um pedaço de fio que serve para se juntar a duas faixas.

7. Este é o elenco de materiais necessários

• 1 resistência de 1K5
• Resistência de 10K
• 1 resistência de 100 ohms
• 1 100K resistor
• 1 resistência de 4,7 ohms (opcional: veja esclarecimentos)
• Capacitor de 100nF
• Capacitores 2 470nF
• 1 capacitor eletrolítico 22uF 25V
• Capacitor eletrolítico 2 1000uF 25V
• 1 retificador diod 1N5401 (opcional: veja esclarecimentos)
• 1 BC548 transistor
• 1 circuito integrado TDA1557Q
• 5 terminaleras dois contator para placa de circuito impresso
• 2 terminais de saída de alto-falantes
• 1 potencialiômetro logarítmico estéreo 10K
• Conectores de áudio RCA de 2 painéis
• 1 conector de energia do painel
• 1 botão de volume
• 1 led verde com resistência de 1K5
• 1 interruptor de ignição dupla
• 1 placa de circuito impresso
• 1 dissipador de calor de alumínio
• vários parafusos e porcas

8. Massa (em inglês GND) é o negativo. É chamado de massa em vez de negativo porque as malhas dos cabos de áudio e também os escudos metálicos são geralmente conectados a ela para evitar interferências.

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