Haz tu primer amplificador serio

¡Lo hice! Siempre quise construir mi propio amplificador, y ahora, finalmente, hice uno. Es mi primer proyecto de "audio serio".

Comenzar este proyecto fue desalentador para mí. Hubo una brecha entre comprar las piezas y realmente hacer el amplificador ... una brecha de dos años, de hecho. Sé una o dos cosas sobre electrónica analógica y puedo leer y comprender diagramas electrónicos, pero nunca hice nada desde cero que se conecte directamente a una toma de corriente. Y generalmente hago cosas con electrónica, ya sea para niños o como "prueba de concepto", donde la precisión y los detalles importan muy poco. En otras palabras, estaba inseguro sobre mí como fabricante de amplificadores serios.

Lo que me ayudó a comenzar es que solo necesitaba un amplificador. Me encanta reproducir música y el mejor sistema de sonido que tenía era mi iMac. Y eso no fue lo suficientemente bueno para mí. Así que tuve la opción de comprar un receptor barato sabiendo que tenía todas las piezas para un amplificador mucho mejor o simplemente comenzar a construirlo. ¡Oh muchacho, estoy tan contento de haber hecho eso!

Si sueña con construir un amplificador de vez en cuando, pero no está seguro de cómo hacerlo: ¡siga leyendo! Describí la fabricación de mi Serious Amp lo mejor posible, incluidos los errores y los éxitos. El resultado no es un amplificador perfecto, pero seguramente es uno serio que no es tan difícil de construir, incluso si nunca antes ha creado uno.

Este amplificador es el mejor que he tenido (esa afirmación no vale mucho) y estoy muy, muy contento con él. Incluso con mis altavoces de segunda mano (€ 10, -) suena bastante bien. En el video, el sonido se graba con el micrófono de la cámara. Lo que escuchas está muy, muy lejos de la experiencia de la vida real.

El amplificador es un llamado Gainclone, que utiliza un amplificador operacional LM3886 por canal. La fuente de alimentación se basa en un transformador toroide (demasiado grande) de 230 VA. Me llevó unas 32 horas construir el amplificador y la fuente de alimentación.

En este Instructable, describiré cómo hice la fuente de alimentación y el amplificador. Más importante, también describiré lo que haría diferente si tuviera que volver a hacer el proyecto.

Paso 1: Enlaces: Domina el Universo Gainclone

No soy un audiófilo y tampoco un experto en amplificadores. Entonces, cuando comencé a buscar "cómo construir un amplificador serio", entré al universo de los amplificadores Gainclone. Mirando los diseños a veces hermosos, me di cuenta de que quería construir uno de estos bebés yo mismo. Hay muchas formas diferentes de construirlos, así que navegue y familiarícese con el mundo de los gainclones ...

  • Sitio web de Mark Hennesy: amplificadores muy, muy agradables y gran información sobre gainclones y fuentes de alimentación. Grandes fotos y comentarios sobre cómo lo construyó. El recurso más inspirador que encontré.
  • Artículo de Wikipedia sobre amplificadores Gainclone y de dónde provienen.
  • The Chill Amp: sitio bien documentado, que incluye esquemas y listas de piezas.
  • Chipamp.com: utilicé su diagrama de circuito para el amplificador (el pdf está disponible en su sitio. Viene junto con buenos consejos sobre la construcción de amplificadores). También venden kits y piezas.
  • Amplificadores de chip de bricolaje: Buena lista de varios amplificadores de gainclone de bricolaje.
  • Audiosector.com: amplificadores gainclone increíblemente hermosos.
  • Decibel Dungeon (ese es un nombre nerd de audio :-)): Esquemas para un amplificador gainclone y una fuente de alimentación.
  • Galería Decibel Dungeon Gainclone: ​​bonita colección de amplificadores de gainclone DIY.
En Instructables hay solo algunos proyectos gainclone. El amplificador de potencia DIY HiFi Gainclone de ASCAS es un ejemplo.

Es posible que haya notado que hay muchos esquemas y tipos de amplificadores operacionales ligeramente diferentes que se pueden usar. Al no ser un experto, me resultó difícil tomar una decisión. Me dirigí a un amigo que considero un experto para pedirle consejo. Me convenció de elegir algo simple y confiable. Las diferencias en los circuitos están relacionadas con los detalles, que apenas son relevantes al construir su primer amplificador. Se cometerán errores de principiantes y tendrán mucho más impacto para peor que los detalles refinados para mejor.

Lo que realmente me gusta de Gainclone es el enfoque minimalista. La regla general con Gainclones es que cuantos menos componentes, mejor será el amplificador. Esto tiene un premio, por supuesto: la calidad de los componentes y sus especificaciones se vuelven más importantes, ya que hay muy pocos componentes para crear el sonido.

Paso 2: piezas

Dependiendo de su configuración de elección, necesitará las piezas. Esto es lo que he usado:

Fuente de alimentación:
  • 1 transformador toroidal con bobinados secundarios dobles: al menos 120 VA de salida máxima, 2x 12-18 voltios. Utilicé un modelo 230 VA 2x 18 V, que es realmente demasiado grande para este amplificador (más de 300 VA se considera excesivo para cualquier amplificador, así que estoy bastante cerca de eso :-))
  • 2 condensadores electrolíticos de 10.000 uF / 35 V
  • 1x módulo rectificador KBU1005
  • 1x filtro antiinterferencias para suministro de red: Kemo nr. M41 (solo lo usé porque lo tenía por ahí. De lo contrario, lo habría dejado fuera)
  • 1x interruptor. Ya tenía un viejo modelo muy bonito.
  • 1x enchufe macho, modelo Euro. Estos enchufes también se venden con un interruptor de alimentación integrado, como este.
  • 1x fusible de 3 amperios con enchufe
  • 1x LED rojo de 10 mm
  • 1x resistencia de 100 kOhm para atenuar el LED
  • Cerca de dos metros de cable de alimentación de alta resistencia. Usé un cable de altavoz para el cable de alimentación al amplificador y un cable de alimentación normal para el cableado interno.

Amplificador:
Electrónica:
  • 2 amplificadores operacionales LM3886
  • 1x potenciómetro de 22 kOhm, escala logarítmica.
  • Resistencias: 2x 2.7 (2 vatios), 2x 680, 2x 1k, 2x 10k, 4x 22k
  • Condensadores electrolíticos: 2x 47 uF, 4x 100 uF
  • Capacitores de película (tipo MKP): 4x 0.1 uF
  • Algo que puede actuar como disipador térmico para los amplificadores operacionales. Utilicé un trozo de tubo de aluminio (perfil cuadrado, 30x30 mm)

Conectores:
  • 1 juego de conectores RCA de "entrada de audio". En holandés, estos se llaman "enchufes de tulipán". No estoy bromeando.
  • 2 juegos de conectores de laboratorio para conectar los altavoces
  • 1 juego de enchufes XLR de 3 vías (macho y hembra) para conectar la fuente de alimentación al amplificador.
  • Una pieza de aluminio para montar los conectores. Recogí una pieza de lámina de aluminio de 150 x 60 x 2 mm de una PC desechada.

Caja:
Todo lo que quieras, por supuesto. Utilicé madera contrachapada de abedul, 9 mm de espesor y barniz transparente a base de alquídico para suelos y escaleras.

Costos:
En total, gasté alrededor de € 100, - para todo el proyecto. El transformador toroidal es la parte más cara con diferencia: € 50, -. Los amplificadores operacionales cuestan alrededor de € 9, - cada uno, los grandes condensadores de electrolitos son alrededor de € 4, -. Por favor, compre un potenciómetro decente. Descarté dos de estos porque causaban ruido. El que uso ahora es regular, por € 6, - (que es PEANUTS para un potenciómetro en audio, pero tengo un bajo presupuesto).

Paso 3: tamaño, huella y diseño del amplificador

Decidí hacer carcasas separadas para la fuente de alimentación y el amplificador. Por lo tanto, puedo elegir apilar las carcasas o colocarlas una al lado de la otra.

Hice las carcasas de madera, porque me siento más cómodo con la carpintería que con el metal. Además de eso, tengo algo con el contrachapado de abedul lacado transparente. Tengo una estantería y un dressoir hecho de ella y mi hija duerme en una cama de contrachapado de abedul súper elegante.

Wood no es una opción muy sensata para fabricar carcasas de equipos de audio. La mayoría de las piezas que atraviesan la carcasa (conectores, interruptor, luz indicadora, etc.) están diseñadas para montarse en cajas de metal. La madera de 9 mm es demasiado gruesa para que la mayoría de las partes sobresalgan. Entonces, para los conectores en la parte posterior de la carcasa del amplificador, decidí montarlos en una placa de aluminio separada y atornillar la placa en el interior de la parte posterior de la carcasa.

Para controlar el tamaño de la carcasa, el tamaño de la fuente de alimentación es líder (la PS tiene los componentes más grandes con diferencia). Puse los componentes en una hoja de papel y descubrí que todo puede caber en un rectángulo de 148, 5 x 210 mm (ese es el tamaño de la mitad A4, el documento estándar en Europa).

La parte superior de las carcasas es una lámina de aluminio perforado. La hoja que utilicé tiene un grosor de 0.8 mm, que es demasiado delgada: las hojas tienden a ceder un poco. Estoy buscando láminas de aluminio perfumadas de al menos 1, 5 mm.

Archivos adjuntos

  • Lay-out-schematics-amp-v2.pdf Descargar

Paso 4: Diagramas de circuito

Estos son los diagramas de circuito que utilicé. Los construí sin PCB, todos los componentes del amplificador están soldados punto a punto en los cables del chip. Para la fuente de alimentación utilicé un cable de altavoz y un cable de alimentación normal para conectar los componentes.

Las bobinas secundarias del transformador deben estar conectadas. Para hacer esto correctamente, debe averiguar qué cables conectar. Conectar los cables incorrectos dará como resultado una salida de 0 voltios. Cuando se conecta de la manera correcta, debe leer 40 a 50 voltios de CA. Utilicé un osciloscopio para encontrar la configuración correcta, pero también se puede hacer con un multímetro, configurado en voltaje de CA.

El puente rectificador (KBU1005) necesita algo de enfriamiento. Lo monté en una pieza de aluminio.

Para más información sobre el circuito: agregué algunos comentarios con las imágenes. Echar un vistazo.

Paso 5: prototipo de la fuente de alimentación

No muy difícil, este paso. La fuente de alimentación tiene solo unos pocos componentes y es fácil de crear prototipos. Conecté las piezas con conectores y pinzas de cocodrilo y las conecté a un osciloscopio. Funcionó de inmediato para mí.

Paso 6: prototipo del amplificador

Encontré la creación de prototipos del amplificador difícil. Eso podría tener algo que ver con mi elección para la soldadura punto a punto. Aunque la soldadura p2p no es muy difícil, hace que el cableado sea mucho más complicado. Casi tuve que construir un canal completo para poder probarlo. Si estás leyendo esto: me encantaría tener algunos consejos sobre esto ...

Así es como se ve el amplificador operacional con las partes soldadas:


Si tuviera que hacer un amplificador nuevamente, usaría PCB en lugar de la soldadura punto a punto. Pero nunca hice PCB personalizados antes, y los pines del amplificador operacional no caben en el tablero de instrumentos que normalmente uso.
  • Corte los cables 2, 6 y 11 del amplificador operacional (imagen 1)
  • Utilicé una arcilla de tercera mano y no endurecedora para fijar las piezas a soldar.
  • Comience a soldar las piezas directamente en los pasadores:
  • Suelde la resistencia de 22k del pin 3 al pin 9 en las imágenes 2 y 3 (es la ruta de retroalimentación. La conexión debe ser lo más corta posible). Corte los cables sobresalientes por completo.
  • Suelde la resistencia de 10k entre los pines 4 y 8 (imagen 4). Esta vez, deje que la resistencia sobresalga del chasis de los amplificadores operacionales. Necesita la longitud de los cables de la resistencia para montar otras partes. Los pines 4 y 8 están bastante llenos.
  • Suelde el lado negativo de la tapa de 100uF al pin 8 y la resistencia de 10k (imagen 5). Intenta hacer que el "tiempo de soldadura" / sea lo más corto posible. Al calentar la resistencia, tiende a soltarse del pin 8.
  • Conecte el pin 7 al lado positivo de la tapa de 100uF con un trozo de cable sólido pelado (utilicé el cable de puente de una placa de pruebas) (imagen 6).
  • Suelde la resistencia de 680 ohmios al pin 9. Tenga cuidado de no soldar la resistencia de 22k en el pin 9 (foto 7).
  • Suelde el cable negativo de la tapa de 47uF al lado positivo de la tapa de 100uF. Conecte el cable positivo de la tapa de 47 uF a la resistencia de 680 Ohm (imagen 8).
  • Suelde un pedazo de alambre de cobre kern sólido a los pines 1 y 5 (foto 9). Doblé los pines en un pequeño arco para que el alambre de cobre no se deslizara demasiado fácilmente. Deje que el cable sobresalga.
  • Finalmente, suelde los cables a + V, -V y tierra a resp. pines 1 y 5, pin 4 y pin el lado positivo de la tapa de 100uF (fotos 9 y 10).

Repita esto para el segundo amplificador operacional. Pero, una vez más, mi consejo es hacer esto en una PCB si sabes cómo hacerlo. Sin embargo, soldaría la resistencia de 22k directamente entre los pines del amplificador operacional 3 y 9. PCB o no.



Paso 7: control de volumen, conectores y cableado

Ahora que tiene los amplificadores, es hora de conectar la alimentación, la tierra y la señal en la placa. Encontré esto la parte más difícil del proyecto. Eso podría tener algo que ver con mi elección para la soldadura punto a punto en lugar de usar PCB. Es una sabiduría que viene en retrospectiva, pero si alguna vez hago otro amplificador, seguro usaré PCB. El dibujo en la imagen 1 es un intento de mostrar cómo lo configuré.

No estoy muy contento con el resultado. Estoy seguro de que los cables y las conexiones no causarán cortocircuitos, pero vaya, ¡qué desastre! Si alguna vez hago otro amplificador, esta es la parte que querré mejorar.

Así es como organicé el cableado:
Vea las fotos 1 y 5. Conexión a tierra: al principio, quería conectar a tierra todos los componentes en un solo lugar. Leí sobre "configuración de estrella de tierra" aquí, y tenía sentido para mí. Pero hay un precio que pagar: los muchos cables a la tierra central causan un verdadero incidente de espagueti en el cableado. Entonces, después de una falla o dos, decidí conectar a tierra las partes en dos lugares diferentes pero cercanos.

Control del volumen:
Comience fácil. Vea la imagen 2. El cable central va a los amplificadores a través de una resistencia de 1k. Otro cable va a tierra, el cable restante debe estar conectado a la entrada. Se trata de prestar atención y soldar dos resistencias por canal en el potenciómetro.

Conectores:
Monté los conectores en una placa posterior de aluminio. El problema con el cableado comienza aquí: todos los conectores deben estar conectados a tierra, lo que resulta en 6 cables para el perno M4 de "conexión a tierra" en la placa posterior. Intente cortar los cables de conexión a tierra lo más corto posible. Los cables en bucle ocupan espacio. Vea la imagen 3. Comience eligiendo uno de los pines del enchufe XLR como tierra y conéctelo a la tierra de estrella. Conecte también la estrella de tierra en la placa posterior con la estrella de tierra 2 en el "piso".

V + y V-:
Vea la imagen 5: Hice cables para las conexiones V + y V- con cable eléctrico sólido kern. Los cables están montados en conectores de 16 amperios que se atornillan al piso de madera. Los cables de soldadura desde el enchufe XLR a V + y V-.

Anote los números de pin del XLR que ahora están conectados a tierra, V + y V-. ¡Lo necesitará cuando conecte el otro lado del enchufe XLR al cable de alimentación de la fuente de alimentación!

Disipador de calor:
Pegué un trozo de tubo de aluminio (30x30 mm) sobre el ancho del piso con epoxi. Hice algunos cortes a mitad de camino para mejorar la ventilación y agregar algo de área. La desventaja de esta configuración es que los cables de línea y un cable de tierra deben pasar por el disipador de calor. Cubrí los cables con un tubo termocontraíble para protegerlos contra el calor. Más vale prevenir que lamentar.

Conéctelo:
Todo está listo para conectarse ahora. Conecte el potenciómetro a las líneas de entrada y tierra a través del disipador de calor. Luego monte ambos amplificadores en el disipador de calor. Comience a conectar los cables uno por uno, cortándolos lo más cortos posible. Use envoltura retráctil para aislar las conexiones soldadas donde sea posible. ¡El incidente del espagueti está sucediendo justo debajo de tus manos! Con un poco de paciencia y un soldador decente, llegarás allí.

Paso 8: construir los casos

Las cajas de madera son bastante fáciles de hacer. Sin embargo, es fácil estropearlo.
Hice las cajas de madera contrachapada de abedul de 9 mm. Tenían tres capas de laca transparente.
Agregué muchas fotos de la fabricación de las tripas. Creo que las fotos se explican por sí mismas ...

Aquí hay algunos consejos. Aprendí algunos de ellos por las malas ...
  • Use herramientas decentes: sierra afilada y taladros, destornilladores que realmente encajan en tornillos, etc.
  • No te apresures! No te ahorrará tiempo al final.
  • Recordaba justo a tiempo etiquetar los paneles antes de cortarlos. Con las etiquetas en los paneles, podría hacer que el grano de los paneles continúe de un panel al siguiente cuando se apilan la fuente de alimentación y el amplificador.
  • Taladre todos los agujeros antes de pegar los paneles.
  • No tengo un cortador. Utilicé la sierra de mesa para hacer la ranura en los paneles para las láminas de aluminio. Funciona bien, pero la ranura es un poco ancha (2.5 mm).
  • Sujetar los paneles mientras se mantienen los ángulos rectos siempre es difícil para mí. Esta vez, hice un panel adicional con el mismo tamaño que la parte inferior y lo usé como marcador de posición para los paneles sujetos. Funcionó bastante bien.
  • ¡Aplique el recubrimiento a plena luz del día! Especialmente con la segunda y tercera capa, a veces es difícil ver si faltan partes.
  • Mi primera capa de laca era demasiado gruesa. Comenzó a gotear después de que terminé. Me llevó un lijado cuidadoso deshacerme de las gotas.


Paso 9: ajuste de la fuente de alimentación en su caso

En comparación con el amplificador, el cableado de la fuente de alimentación es pan comido. Monté las piezas en un piso de madera separado. El enchufe de red, el fusible, el interruptor y el LED indicador están instalados en la carcasa.
Navega por las imágenes para ver lo que hice. No es un trabajo duro.

El transformador toroidal está montado en el piso con un perno de 60 mm. Taladré un agujero de 20 mm en la parte inferior de la caja, para que el piso pueda quedar plano sobre la parte inferior de la caja.

En el piso, taladré dos agujeros de 35 mm para caber en los condensadores grandes y corté un rectángulo para que quepa en el filtro de red.

Utilicé un tie-rap alrededor del cable de alimentación en el interior de la caja como alivio de tensión. En caso de que alguien decida levantar la fuente de alimentación por el cable de alimentación ...

Paso 10: ¡Juega en voz alta!

¡Eso es! Como dije, mi primer Serious Amp es el mejor amplificador que he tenido y estoy muy contento con el resultado. Sin embargo, no es perfecto. Cuando se sube el volumen sin reproducir música, aparece un ruido suave. Es inaudible cuando se reproduce música, pero está ahí. Creo que proviene de mi potenciómetro barato, pero una pequeña tapa en la línea también podría solucionarlo. Voy a echarle un vistazo cuando encuentre algo de tiempo. Por ahora, disfruto totalmente tocar música. ¡Ruidoso!

Próximo proyecto: hacer un par de altavoces decentes :-)

Para las personas que leen esto que nunca construyeron un amplificador pero siempre quisieron: ¡Solo hazlo! Espero que esto te dé la motivación y la confianza que puedas. Si tiene preguntas, escríbalas en los comentarios. Trataré de responderles lo mejor que pueda.

Para las personas que hicieron amplificadores graves antes: deje sus comentarios y sugerencias para otros. Seré apreciado por mí y espero que muchos futuros constructores de amplificadores.

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