Caixa Amplificada Para Violão e Guitarra (ART2378)

Este é um projeto que muitos leitores estão esperando a um bom tempo. Uma caixa amplificada para violão e guitarra com potência de 20 watts (RMS), entradas com controles independentes para dois instrumentos e microfone, controle de tonalidade e volume e, ainda, saída para acoplamento de amplificador adicional, ligação de gravador ou pedal de efeitos. Se você toca algum instrumento, esta é a oportunidade de ter seu próprio equipamento eletrônico de amplificação e efeitos.

Obs. Este projeto é de 1987, havendo circuitos mais modernos e de maior rendimento como opção.

Se bem que amplificadores comuns, em princípio, possam ser usados com violões, guitarras e outros instrumentos, suas características exigem sempre o emprego de circuitos adicionais como pré-amplificadores, mixers e efeitos que dificultam a elaboração de uma montagem realmente boa e simples de usar.

Visando atender aos leitores que possuem violão, guitarra ou órgão eletrônico, resolvemos elaborar este interessante projeto, específico para música.

Fornecemos então o projeto de uma caixa amplificada com 20 watts (reais) de potência que apresenta as seguintes características:

- duas entradas com mixagem independente para dois instrumentos com pré-amplificador de alto-ganho;

- entrada separada para microfone ou uma terceira fonte de sinal tal como um órgão eletrônico ou outro instrumento;

- saída para gravação que também pode ser usada para excitar um amplificador adicional;

- saída para ligação de pedal de efeitos (uá-uá ou trêmulo);

- controle de tonalidade (graves e agudos)

- utiliza dois alto-falantes ou três, conforme a escolha da caixa de montagem, sendo um para agudos;

- pode ser alimentado pela rede de 110 Vou 220 V;

- utiliza componentes de baixo custo e fácil obtenção.

Como as etapas do circuito funcionam com tensões entre 12 e 15 V normalmente, nada impede que o sistema seja adaptado para funcionar com bateria, desde que se leve em conta seu consumo de corrente da ordem de 3,5 A.

CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS

- Potência RMS de áudio em carga de 2 ohms: 29 watts;

- Tensão de alimentação: 110/220 V ou 12 V DC;

- Sensibilidade de entrada (E1/E2): 20 mV;

- Corrente em 12 V para potência máxima: 3,5 A;

- Nível de saída no jaque E4: 300 mV.

COMO FUNCIONA

Começamos pelas 'etapas de entrada para violão e guitarra que levam os transistores Q1 e Q2 como pré-amplificadores. Estas etapas possuem ganho de tensão igual a 10 vezes, com uma sensibilidade típica de entrada de 20 mV, o que permite o uso da maioria das cápsulas comuns.

No coletor de cada transistor temos um controle de intensidade que atua na mixagem dos sinais.

Na união dos cursores dos potenciômetros de mixagem temos uma terceira entrada, controlada por P3, que pode ser utilizada para fontes de sinal com pelo menos 200 mV de intensidade, tais como microfones, geradores de efeitos, geradores de ritmos etc.

O sinal mixado é levado a uma segunda etapa de amplificação dotada de 2 transistores (Q3 e Q4), sendo o sinal obtido no emissor do segundo transistor.

Neste ponto temos uma ligação para auxiliar, ou gravador, ou então a possibilidade de ligar um simples pedal de efeitos. Este pedal consiste num simples potenciômetro, como mostra a figura 1, que, ao ser apertado, “curto-circuita" o sinal fazendo variar sua intensidade.

Figura 1 – Sugestão de pedal | Clique na imagem para ampliar |

Pode-se reduzir o valor de R18 até 100 ohms ou menos para se conseguir maior profundidade do efeito.

Nesta mesma entrada podemos ligar também um trêmulo ou vibrato ou injetar sinais de fontes de maior intensidade.

Temos a seguir o circuito de controle de volume do tipo Baxandall realizado em torno de um amplificador operacional do tipo 741.

P4 atua como controle de agudo com um reforço máximo de 12 dB e um corte máximo de -12 dB, enquanto que P5 atua como controle de graves.

Na saída do amplificador operacional temos o controle geral de volume, representado por P6, que aplica o sinal a um amplificador de potência integrado do tipo TDA2005.

A configuração deste amplificador assim como suas características podem ser melhor analisadas através de outros artigos no site

Na montagem em ponte obtemos com carga de 2 ohms uma potência efetiva de 20 Watts, o que é mais do que suficiente para a maioria das aplicações.

Observamos que muitos dos amplificadores comerciais que são anunciados com potências na faixa de 20 a 50 watts têm tais valores de pico, o que na realidade significa uma potência efetiva (RMS) menor do que a que propomos.

Chegamos a encontrar um amplificador comercial, cuja marca não nos cabe declinar, que anunciando uma potência de 50 watts, na realidade não apresentava mais do que 10 watts RMS quando em máximo volume!

Também observamos que a utilização de alto-falantes de alto rendimento ajuda na obtenção das potências sonoras finais maiores.

No nosso caso, temos 3 alto-falantes (ou mesmo 4) para médios, graves e agudos.

A fonte de alimentação, que não precisa ser regulada, tem por base um transformador de 12 +12 V x 4 A (pelo menos) e sua filtragem deve ser feita com um eletrolítico de pelo menos 4 700 uF x 25 V.

MONTAGEM

Começamos por dar o diagrama completo do aparelho, mostrado na figura 2.

Figura 2 – Diagrama do amplificador | Clique na imagem para ampliar |

A placa de circuito impresso que reúne todos os componentes, menos os da fonte de alimentação, é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Placa para a montagem | Clique na imagem para ampliar |

Veja que o amplificador integrado Cl-2 deve ser dotado de um radiador de calor.

A fonte de alimentação tem sua montagem feita numa ponte de terminais que, juntamente com o transformador, pode ser fixada na parte posterior da caixa, pelo lado de dentro, evidentemente. (figura 4)

Figura 4 – Fonte de alimentação | Clique na imagem para ampliar |

Na caixa podemos usar um único alto-falante de 4 ohms ou dois de 4 ohms em paralelo. caso em que obtemos potência máxima.

Com um único alto-falante a potência será ligeiramente menor, mas ainda assim bem alta para aplicações domésticas e shows de conjuntos. (fig. 5)

Figura 5 – Ligação dos alto-falantes | Clique na imagem para ampliar |

A ligação do tweeter (ou tweeters) deve ser feita com dois capacitores em oposição.

Na figura 6 mostramos em pormenores a ligação dos componentes ao painel.

Figura 6 – O painel | Clique na imagem para ampliar |

Se você desejar outra localização para os jaques e potenciômetros no painel, bastará fazer suas ligações à placa através de fios, que deverão ser blindados para que não ocorra a captação de zumbidos.

Para a montagem da caixa, observamos a necessidade de se usar compensado naval de boa qualidade e fazer sua forração com lã de vidro. As dimensões devem ser de acordo com todos os componentes a serem instalados em seu interior e podem ser obtidas em artigos sobre caixas acústicas publicados no site.

Na figura 7 temos o aspecto final da montagem utilizando um alto-falante e um tweeter.

Figura 7 – Aspecto final

Uma possibilidade interessante para aqueles que já possuem a caixa ou pretendem comprá-la pronta, consiste em se fazer a montagem do circuito eletrônico numa caixa metálica e posteriormente fixá-la sobre a caixa acústica.

A escolha dos jaques de entrada deve ser feita de acordo com os plugues dos instrumentos que serão usados.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W e os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho de 16 ou 25 V, exceto os da fonte que devem ser de 25 V ou mais.

Os demais capacitores do circuito podem ser cerâmicos ou de poliéster com tensão de trabalho de pelo menos 25 V.

Na confecção da placa é muito importante manter grossas as trilhas que conduzem altas correntes para o integrado amplificador, especificamente as que vão ao pino 6 e ao pino 9.

Do mesmo modo devem ser grossas as trilhas de saída de sinal de áudio correspondentes aos pinos 10 e 8 do mesmo integrado.

Para os que desejarem ligar mais de dois instrumentos na entrada, nada impede que a etapa pré-amplificadora básica de E1 seja repetida mais uma vez, pois seu consumo de corrente muito baixo não afetará a fonte.

Do mesmo modo, se for usado uma fonte de 7 A com um transformador para a mesma corrente, podem ser empregados dois TDA2005 com ligação ao potenciômetro P6, conseguindo-se assim uma potência de 40 watts para a caixa.

Os transistores recomendados são os BCS49 ou BC239 que possuem baixo nível de ruído, mas na sua falta, com menor ganho, podem ser usados os equivalentes BCS48 ou BC238.

PROVA E USO

Coloque um fusível de 2 a 5 A no suporte e ajuste a chave S2 de acordo com sua rede de energia.

Ligue a unidade à tomada e ajuste inicialmente o volume em P6 para o ponto médio. Ligue na entrada E1 ou E2 um violão ou guitarra e faça as provas de funcionamento atuando sobre P1 ou P2, conforme a entrada usada.

Atue sobre o controle de tom para verificar seu funcionamento.

Ligue na entrada E3 uma outra fonte de sinal, como um microfone (preferivelmente de cristal) ou ainda um sintonizador ou gerador de efeitos (metrônomo, gerador de ritmo etc.).

Se o rendimento nas entradas E1 e E2 for baixo, para o caso de cápsula magnética será conveniente empregar um pré adicional ligado na entrada E3.