Construya un amplificador estereo de 400 watts

1. CONSTRUYA UN AMPLIFICADOR ESTEREO DE
400 WATTS
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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.

2. 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

3. 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.

4. 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.

5. 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).

6. 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.

7. 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).
AMPLIFICADOR DE 400 WATTS
COMPLEMENTARIO (parte2)
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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.

8. Las bobinas de la Redde 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.
Video tutorial que muestra el proceso de ensamble de ese circuito
A continuación veremos como encajar el amplificador en su respectivo gabinete.
AMPLIFICADOR DE 400 WATTS COMPLEMENTARIO (parte3)
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13. 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.

14. 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 regulada
El 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.

15. 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.

16. Muchas gracias a piteralbehiro.
Nota: Antes de empezar a construir cualquiera de nuestros proyectos electrónicos, lea nuestra sección de
Recomendaciones. Contiene muchos “tips” que le serán muy útiles y le evitarán dolores de cabeza.