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Amplificador de Audio Punga bueno y barato


Punga ampli en progreso
PungAmpli35w

En este artículo te voy a contar cómo armé un circuito amplificador de sonido de 35w stereo con buena calidad de sonido, con pocos componentes baratos y que vos también podés armar.

En el mercado se venden placas amplificadoras de todos los tamaños y para todos los gustos. Tenés la posibilidad de comprar un amplificador armado o una placa amplificadora ya lista para integrarla a tus proyecto pero, qué gracia tendría? Quien la fabricó no le puso amor 🙂 en cambio con este proyecto además de que te va a salir todavía más barata vas a gozar del irremplazable placer de haberla armado con tus dulces manitas.
No tomes esto como un tutorial, no te voy a decir “cortá este cablecito así, soldá acá”. Más bien es un punto de partida para que vos hagas el proyecto a tu gusto, que lo cambies o lo mejores para que se ajuste a tus necesidades.

La base de todo es un chip

El circuito integrado es el corazón del amplificador y para este proyecto vamos a usar alguno de estos: STA540 / TDA7375 / TDA7377 / TDA7379.
Los nombrados son intercambiables entre sí, con apenas diferencias mínimas, así que podés usar el que consigas más cerca o más económico.
Estos integrados fueron diseñados para audio de automóvil, y brindan una muy buena calidad de sonido, sin llegar a ser tal vez audio super profesional de estudio, pero es más que bueno para aplicaciones hogareñas. De hecho son utilizados por la marca Edifier para muchos de sus productos.
Algunas ventajas de estos chips:

  • Se alimenta con una fuente simple DC y no requiere fuente simétrica (se puede alimentar desde 9v hasta 22v).
  • Son económicos y fáciles de conseguir.
  • Amplificador clase AB de buena eficiencia y calidad de sonido.
  • Amplificación stereo en un sólo integrado.
  • Lleva un circuito con pocos componentes económicos.

Si miramos la hoja de datos del integrado nos va a decir qué cualidades tiene.
La primera a resaltar es que cuenta con 3 modalidades de trabajo. Tiene 4 entradas de audio independientes, para si por ejemplo quisiéramos amplificar un sistema cuadrafónico, o tener distintas salidas con distintas ecualizaciones para parlantes de bandas de graves, medios o agudos. A su vez se pueden juntar 2 entradas en una y dejar 2 independientes, o sea tendríamos 3 salidas si quisiéramos hacer un sistema 2.1 con subwoofer.
Y por último la modalidad que voy a desarrollar aquí es la de combinar 2 y 2 entradas para tener un amplificador stereo 2.0 tradicional. Eso se llama modalidad BTL.
Es interesante mencionar todas las posibilidades del integrado para que las investigues aunque las modalidades no stereo requieren circuitos más complejos.

Si observamos el gráfico de potencia vs distorsión vamos a ver que la mejor calidad del integrado se obtiene entre los 2w y los 14w de potencia por canal:

Distorsión vs potencia de salida

Esto significa que hasta los 14w con una carga de 4 ohm vamos a tener una distorsión armónica de menos de 0.1%, lo que es muy buena calidad.

potencia de salida vs voltaje suministrado parlante 8 ohm

Para tener más potencia hay que alimentar el circuito con mayor voltaje, en la tabla nos indica que alimentando con 12v si tus parlantes son de 8 ohms lográs casi 8 watt de potencia por canal.

potencia de salida vs voltaje suministrado para parlante 4 ohms

En cambio, si contás con parlantes de 4 ohms, con 12v te va a dar una potencia de unos 14-15w por canal.
La potencia que te va a dar alcanza para mover parlantes medianos-chicos a medianos-grandes (conos de hasta 7-8″) para usarlos en el living de una casa, no son para una discoteca. A lo sumo para una pequeña fiesta hogareña, aunque te aseguro que alcanza para molestar a los vecinos :).

El circuito

Para el circuito nos vamos a basar en el esquemático que provee la hoja de datos del fabricante:

circuito típico STA540 modo BTL

Este es el circuito para el modo BTL, que es el modo estereo convencional y además como pueden ver es muy sencillo.

esquematico punga35 ampli
esquemático cicuito STA540 35w version punga

El esquemático y board para Eagle 7.6 y PDF se puede descargar aquí
Las diferencias entre este esquemático y el del fabricante son que el stand-by está conectado a DC+, que se agrega un potenciómetro y una resistencia de 1 ohm del pin 9 a masa (GND). La resistencia de 1 ohm desde el pin 9 para ser sincero la agregué porque la vi en otro circuito, pero es optativa, no creo que haga gran cosa reemplazarla con un puente.

board de ampli punga 35w
diagrama circuito impreso STA540 35w ampli punga, siempre con muchas cosas para mejorar.

Un modelo 3d aproximado de cómo se vería la placa montada, faltaría el disipador

Cosas que se pueden cambiar o mejorar

  • Pre-amplificador:
    Este circuito tiene un simple control de volumen mediante un potenciómetro. Si quisiéramos algo más sofisticado como control de tonos (bajos, medios, agudos, etc.) lo que podríamos hacer es eliminar el potenciómetro, puentearlo y en la entrada AUDIO_IN conectarle un circuito pre-amplificador aparte. (como por ejemplo este)
  • Fuente dedicada:
    Podés conectarle un jack DC para poder enchufarle cualquier fuente, también podés crear una fuente dedicada y conectarla a la entrada DC.
  • Entrada de audio bluetooth:
    Se puede incorporar un receptor de audio bluetooth, alimentarlo desde la misma fuente con un conversor DC-DC que adjuste el voltaje requerido y conectarlo al AUDIO_IN dándole funcionalidad inalámbrica.
  • Filtrado entrada:
    El capacitor ese grande es el capacitor de entrada que tiene la función de filtrar las imperfecciones de la corriente de la fuente de alimentación. Lleva mínimo uno de 1000uF, pero dejé bastante espacio en el pcb para que se coloque uno de mayor capacidad. Si vas a alimentar el circuito con una batería, el de 1000uF o incluso uno más chico vas a estar bien, pero si vas a utilizar una fuente conmutada mejor ponerle uno más grande, de 4700uF o 6800uF.
  • Sin control de volumen?
    Podrías incluso, si te falta el componente, no utilizar potenciómetro y regular el volumen de entrada mediante la fuente de sonido (por ej. el volumen de un celular).
    Si no te conviene el montaje de potenciómetro en el pcb podés también en su lugar soldarle cables que vayan a un potenciómetro en el gabinete, siempre usando cables mallados.
  • Protecciones:
    Se le puede agregar un fusible en la entrada de alimentación y/o un diodo para evitar cualquier problema si se llegara a invertir la polaridad de la alimentación.
  • Stand-by/mute/botón de encendido:
    Se puede cambiar el circuito y conectar interruptores en los pines de stand-by y mute para poner el amplificador en modo “reposo”. También se puede directamente instalar un interruptor antes de la entrada DC para que corte la alimentación completamente. Tranquilamente se puede apagar cortándole la corriente ya que no produce el molesto “pop” de encendido y apagado que tienen algunos amplificadores.
  • Entradas y salidas:
    Las conexiones de entrada de audio son a gusto, en el pcb hay pines pero podrías reemplazarlo por borneritas con tornillo. Luego a esos pines o borneritas podés ponerle un jack miniplug stereo 3.5mm, podés ponerle 2 RCA hembra, dos jack plug (no balanceados). Incluso podrías poner todas esas distintas entradas en paralelo. Para las salidas a los parlantes podés usar distintos tipos de conectores, banana, terminal pala, bornera, molex… siempre recordando que a la salida hay más potencia que a la entrada y los cables y los conectores tienen que ser más gruesos. Hacelo a tu gusto y como más te sirva!

Alimentación

Al poder utilizar alimentación con fuente simple se amplía bastante la versatilidad en cuanto a fuentes de energía. Podemos usar:

  • Una fuente conmutada de 9v a 22v (2 amperes o más recomendado).
  • Una fuente de PC.
  • Una fuente hecha con transformador de 9v a 22v (2 amperes o más recomendado).
  • Una batería de 12v de auto, moto, de gel de esas para alarmas de seguridad.
  • Una pack de baterías de litio (por ej. 3 baterías en serie para llegar a 12v) y hacer algo portátil.

Materiales

materiales ampli
algunos de los materiales para construir el amplificador. Nota: el disipador que ven ahí no es el que utilicé finalmente por ser demasiado pequeño.

Muchos de estos materiales se pueden sacar de placas y dispositivos electrónicos en desuso, con eso vas a abaratar costos y ayudar al medio ambiente. Para saber más sobre reciclado electrónico te recomiendo el blog del amigo lmtreser, te dejo el link donde te muestra cómo recuperar componentes de placas y donde encontrarás otros proyectos interesantes.
La lista de materiales que vamos a necesitar:

  • 1x Integrado STA540 o TDA7375 o TDA7377 o TDA7379
  • 2x capacitor 470nf (474) de poliester de 25v o más
  • 1x resistencia 10k ohm
  • 1x capacitor 1000uF o más, 25v o más
  • 1x capacitor de 47uF, 25v o más
  • 1x capacitor cerámico 100nF (104)
  • 1x capacitor 10uF, 25v o más
  • 1x disipador (placa de aluminio al menos 5×7 cm)
  • tornillo(s) con tuerca y arandela (según el modelo de integrado)
  • pasta térmica

Opcionales:

  • Potenciómetro lineal o logarítmico, 10 o 20k ohm
  • una perilla para el potenciómetro
  • tira de pines (8 pines)
  • cabezal molex de 2 pines
  • 1x resistencia de 1 ohm

Construcción

Las formas de construir el amplificador son diversas. Podés hacerlo con un PCB, podés armarlo en una placa experimental, podés perforar una placa de plástico o cartón, podés armarlo sobre un pedazo de madera, hasta incluso podés armarlo “en el aire” como hacen aquí. Esa es la ventaja de ser un circuito relativamente simple.
Para mi prototipo opté por hacerlo en una placa de plástico.

placa plastica
Primero imprimí las posiciones de los componentes y las perforaciones, no es exactamente igual que el PCB final, ya que después de armado el prototipo hice algunos cambios y mejoras.
pungampli 35 perforando
Luego hice las perforaciones
Poniendo pasta términa en la parte de atrás del integrado
pungampli35 disipa
el primer disipador que puse, con las pruebas resultó insuficiente y lo tuve que cambiar por otro más grande.
pungampli35 montaje con esquema
Fui montando los componentes guiándome con el esquema impreso. Tener cuidado con las polaridades de los capacitores electrolíticos.
pungampli35 montando componentes
terminando de montar los componentes, saqué el papel de abajo, es todo medio desastre pero sirve para prototipo
pungampli35 soldando 1
Empecé soldando aprovechando los alambres largos de los componentes
Después continué soldando los cables de alimentación negativos y positivos, con colores rojo y negro.
pungampli35 soldadura 3
terminando los cableados, lindo quilombito no? Pero bueno, es el prototipo
pungampli35 prototipo
Ahí va el prototipo armado, como verán le cambié el disipador, utilicé uno de una fuente de PC reciclada. Con un disipador de este tamaño va muy bien, al menos para funcionar a 12v.
Ya se que es todo muy desprolijo pero vos podés hacerlo mejor 🙂
pungampli35 montaje parlantes
los parlantes en los que va a quedar instalado el ampli son unos que reciclé de un viejo equipo de música de los llamados “combinado” de 1967, más precisamente motorola bgh sc 600. A pesar de sus años estos parlantes rescatados suenan muy bien al menos a potencia moderada. Tengo pendiente emprolijarlos y pintarlos.
pungampli35 chassis
Al final terminé poniendo todo el circuito adentro de un gabinete de fuente de PC, conectado a masa, para evitar interferencias de radio.
pungampli35 chassis 2
pungampli35 chassis 3
primera versión con entrada miniplug
pungampli35 rca
luego con el uso decidí eliminar la entrada miniplug y poner en su lugar 2 RCA que me resultan más prácticas y robustas

Te muestro el montaje para que veas opciones, también se puede dejar en una caja externa, hacerle un lindo gabinete propio, etc.

Evitando ruidos

Qué pasa si una vez que armé el amplificador tengo ruidos indeseados y cómo los soluciono?

Hay varias posibles causas:

  • Defecto en el integrado: suele ser lo menos probable, en ese caso la única solución es cambiarlo por otro.
nucleo de ferrita
núcleo de ferrita
  • Interferencia de radio: si acerco el oído a los parlantes y escucho gente hablando o música o ruidos, probablemente tengo interferencia de radio 🙁 esta puede venir de la fuente de audio o de la placa que armé. Probá desconectando la fuente de audio, si la interferencia se termina, quiere decir que venía del cable que conectaste al amplificador. La solución en ese caso es usar un cable apantallado/mallado de buena calidad.
    Utilizar “chokes”: poner un núcleo de ferrita al cable entre el conector de entrada de audio y el amplificador. (Que por cierto podés obtenerlo reciclando cables de dispositivos viejos.)
    Si en cambio la interferencia continúa aún sin conectar nada en la entrada de audio, tal vez está ingresando por la misma placa. En ese caso recomiendo poner todo el amplificador adentro de un gabinete metálico que va conectado a masa (gnd).
    También verificar los cables que van a los parlantes, pueden estar funcionando como antena, en ese caso reemplazarlos por cables mallados.
    A veces es buena idea soldar el chasis del potenciómetro con un cable a masa (gnd). Yo no noté diferencia haciendo eso en mi caso, pero muchos armadores de amplificadores lo hacen.
    También verificar la fuente de alimentación, cambiarla por otra de mejor calidad, ya que puede ser origen de interferencia de radio.
aislador de masa
aislador de masa
  • Loop de masa (ground loop): cuando ocurre esto podemos tener un ruido extraño como un zumbido y a veces por ejemplo si usamos este amplificador con una computadora escuchamos el ruido del mouse cuando lo movemos por la pantalla o cualquier acción que hagamos con la PC se ve reflejada en ruido. Esto ocurre porque el amplificador y la fuente de la PC en algún punto comparten una masa (gnd) común. Para solucionarlo podés probar conectar el amplificador y la PC a tomas de corriente alejadas una de otra. O bien colocar un aislador de masa (ground loop isolator) que va entre la salida de audio del dispositivo y la entrada del amplificador.

Eso es todo larvitas

Espero que este proyecto te sirva para ponerte manos a la obra y hacer ese parlante potenciado que tenías ganas de armar, para tu PC, para escuchar música con el celular, para ponerlo en un parlante portátil a batería o lo que sea. (Aunque para portátil tal vez sea mejor utilizar un amplificador clase D).

Reciclando componentes te puede salir muy económico, incluso gratis, si buscás tal vez tengas un viejo equipo de audio que posea un integrado compatible con este proyecto, e incluso todos los demás componentes que se pueden recuperar de placas de cualquier dispositivo electrónico.

En mi caso gasté solamente en el integrado STA540, el capacitor de 6800uF, el potenciómetro y la perilla, ya que el resto de componentes los tenía. Costó algo de 700 pesos argentinos (alrededor de 7 dólares estadounidenses).

Con respecto a la calidad de sonido, vas a tener que creerme que es muy buena, no necesité ecualizarlo ni mejorarle nada. Y al menos para el uso que le estoy dando, que es ver películas con buen sonido estereo, me sirve muy bien.

Te invito a que investigues toda la línea de integrados de audio TDAxxx porque aunque hay quienes dicen que son obsoletos por ser tecnología de los años 90’s o anteriores, la calidad de sonido de este tipo de amplificadores AB es sólida, y hay muchas variantes interesantes para armar amplificadores a buen precio y de eficiencia eléctrica razonable.


Categoria: pvm blog | tutoriales


10 comentarios

  1. Ricardo Quesada dice:

    muy buen articulo, con mucho detalle! que se repitan!

  2. franz dice:

    no me mato, que buena onda, genial el ampli, no sabía que se podía hacer así. muy bueno armarlo sobre un pbc! (al prototipo, claro). estaría bueno que pongas cuánto te costó apróx cada componente (y en que fecha lo compraste si fue en pesos argentinos…) así nos damos una idea del gasto que habría que hacer. graciass besito ?

    • uctumi dice:

      hola Franz, puse un aproximado de los componentes que compré, que da alrededor de 700-800 pesos, en febrero de 2021.
      Lo que compré fue el integrado que me salió $400, un capacitor de 6800uF 25v por $180, un potenciómetro estereo de 20k lineal por $140 y una perilla $50. Todo el resto es de mucho menor valor, además lo reciclé o lo tenía, capacitores, resistencias, el disipador, tornillo, etc. Si te conseguís por ej. una fuente de PC vieja que no funcione AT o ATX, ya con eso tenés el 70% de los componentes, y además te quedan componentes para otros proyectos.
      saludos!!

  3. Juan dice:

    Excelente! en el texto mencionás que es posible hacer derivaciones para distintas ecualizaciones. Vos sabes que es justamente lo que busco hace un tiempo. Tengo dos cajas activas de las tipo “inyectadas” y un amplificador de bajo. Queria usar el ampli de subwoofer aprovechando todas sus prestaciones. Cómo haria esas salidas? precisas una modificacion, calculo, de tu proyecto? Gracias de antemano y te dejo un gran abrazo!

    • uctumi dice:

      hola, si las cajas ya son activas y el ampli de bajo es activo no necesitás este amplificador. En ese caso simplemente podés armarte un cable que derive la dos señales stereo una para cada lado de las cajas y después sacar en paralelo un cable que junte los dos canales para ir al subwoofer. O sea básicamente el mismo cable stereo al que conectarías las cajas, sacarle una derivación en paralelo para el subwoofer.

  4. juan dice:

    Excelente tutorial; me sirve tu amplificador si lo quiero usar con un cabezal de walkman de los 80? o le tengo que poner un pre-amplificador como este https://www.electronics-lab.com/project/tape-head-pre-amplifier/ ?
    gracias

    • uctumi dice:

      Gracias por el comentario! Desconozco qué se necesita para un cabezal de walkman. Este es un circuito amplificador para recibir señal de línea de una computadora, un celular, un reproductor de mp3, un reproductor bluray o dvd, etc.

      Suerte

  5. Pablo dice:

    Hola que tal como andas?, te saluda pablo desde argentina. Se que ya tiene un tiempo esta publicacion pero queria hacerte una consulta si podrias ayudarme. Adquiri un home philips viejito ya, es 2.1 que trabaja con este IC STA540 tiene 2 parlantesitos y 1 subwoofer. Me gustaria poder dejarlo asi en estereo con 2 canales nada mas, para hacerlo trabajar con 2 parlantes de 8 pulgadas de 4 ohms, para que me entregue los 35/38 wats, y anularle el sub-woofer, ya que ya tengo un ampli con un subwoofer de 12 aparte. Desarme el home, y probe en los pines 1 y 2 un parlante y suena super fuerte muy bien, sin ningun otro parlante conectado, y probe en los pines 14 y 15 y no se escucha nada. Bueno, el sub-woofer del home esta conectado en esos pines 14 y 15, pero me entrega solamente frecuencias bajas. Lo que no se es como anular ese subwoofer con esas frecuencias bajas para conectar ahi el otro parlante, ¿podrias ayudarme en que parte anular o modificar para dejarle con 2 canales normales como en tu post?. saludos. mi mail es: pablo_anger arroba hotmail.com

    • uctumi dice:

      Hola Pablo, tendrías que sacar el STA540 de la plaqueta y armarle una nueva placa siguiendo el diagrama del artículo.
      La placa del home theatre seguramente está diseñada para que el integrado funcione en modalidad 2.1 con subwoofer, el diagrama, componentes, pines utilizados, etc. es diferente entonces estando en esa plaqueta nunca va a funcionar como vos querés.
      Así que mi sugerencia es desoldá el STA540 y armate una placa nueva siguiendo este mismo tutorial.

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