Projetos eletrônicos

Amplificador de 20W totalmente valvulado construído com peças de sucata

Esse projeto eu já namorava à alguns anos, faltando uma oportunidade de concretizar. Agora chegou a vez dele ser construido.

A ideia de sempre é reutilizar materiais. Desse jeito lembrei de uma válvula muito comum nas TVs antigas, a PL36, que trabalha na saída horizontal. É um belo exemplar de potência que opera originalmente com quase 15KHz.

Uma boa pesquisa na internet e encontrei um autor que construiu justamente o que estava procurando. Ele montou um amplificador de 2x20W, ou seja, estéreo. Eu não queria tanto, então tomei aquele projeto como base e adaptei para as peças que tinha em mãos.

O projeto original pode ser visto clicando aqui.

Recomendo uma visita a esse belo trabalho.

Então vamos ao nosso projeto. Como não tenho tanta experiência com essa eletrônica, muito foi conseguido na tentativa e erro.

O circuito

Clique na imagem para ampliar.

A intenção era utilizar componentes modernos apenas na alimentação. Dessa forma todo o circuito pré-amplificador e potência são valvulados.

Fonte

Como comentei na introdução, a fonte é um caso a parte. A começar pelo circuito que alimenta os calefadores das válvulas. Tentei algumas opções e o que ficou mais viável foi a instalação de um capacitor não polarizado em série com os aquecedores. Para calcular o componente correto, utilizei as fórmulas comentadas no artigo que pode ser acessado clicando aqui.

Utilizei válvulas com filamentos alimentados por 300mA, então foi possível colocar todos em série.

Apenas uma observação com a 12AU7, que tem 2 deles. Ligados em série funcionam com 12,6V x 150mA e em paralelo 6,3V x 300mA. Usei a segunda opção.

As tensões dos aquecedores são as seguintes: PL36 = 25V cada, 12AU7 = 6,3V, PF86 = 4,5V, fazendo um total de 25+25+6,3+4,5 = 60,8V.

Para conseguir os 7,13uF de C13 associei 4,7+2,2+0,22 = 7,12uF em paralelo (todos com 450V). Isso ainda trouxe uma vantagem. Como as válvulas em sua essência são lâmpadas incandescentes modificadas, a vida útil é fortemente determinada pelo número de vezes que é ligada. Isso acontece porque o choque térmico que ocorre nos primeiros momentos enquanto está aquecendo rapidamente pode romper o elemento aquecedor e ela “queima”. Para reduzir esse efeito é bom elevar a corrente lentamente para tornar esse processo lento. Com os capacitores, a reatância limita essa variável enquanto os aquecedores estão frios e com resistência interna baixa, à medida que a temperatura aumenta, a resistência aumenta, chegando suavemente até o ponto de trabalho.

ATENÇÃO: esse cálculo é para o circuito funcionar em 127V! Se for usar em 220V, a associação deve ter 3,7uF!

Como todo circuito valvulado, a tensão é alta. Encontrei um transformador industrial antigo que tem o secundário com 120V. D1, D2, C1 e C2 formam um circuito dobrador, fornecendo 150V e 300V. Uma derivação na saída de 150V através de R22 e D6 fazem a tensão de 110V regulada. D6 é um zener que pode ter 110V ou 120V.

C3, R24, D4, C4, R21 e D5 formam a fonte de -50V para a polarização das válvulas de saída.

Pré-amplificador

A escolha da PF86 foi muito simples: era a peça que eu tinha em mãos. Originalmente ela é usada como pré-amplificadora de áudio em receptores de TV e rádio. Interessante que essa peça tem blindagem interna que pode ser aterrada nos pinos 2 e 7.

Potência

Essa parte do circuito começa com a 12AU7, um duplo triodo responsável por separar o semiciclo positivo do negativo para entregar às duas metades do push-pull. Se o circuito fosse transistorizado, esse circuito seria desnecessário, usando componentes complementares na saída. Como nas válvulas isso não existe, ela é fundamental. O autor original usa uma 12AX7, famosa nos cubos valvulados e pedais de efeito. Eu só tenho um exemplar desse em um osciloscópio valvulado que funciona (!!!), optei pela outra e sinceramente não percebi grandes diferenças entre elas testando o circuito final.

12AU7

Saindo do inversor de fase, o push-pull é formado por um par de PL36. Novamente no circuito original, o autor utilizou um transformador adaptador de impedância de som ambiente. Procurei algo parecido aqui no Brasil..si..sil e o valor era impagável. Se importasse duas peças diretamente da fábrica na Austrália, mesmo com todos os impostos, sairia mais barato que o produto nacional...

Testei um transformador pequeno de fonte de alimentação, do tipo 110/220V para 12V/2A e funcionou muito bem. Provavelmente se usasse a peça correta, o volume do som e até a qualidade seriam diferentes. De qualquer forma, fiquei positivamente surpreso com o resultado.

Tinha apenas um exemplar de PL36, encontrei em sites de venda a R$35,00 cada. Então fui dar uma garimpada na Rua General Osório em Campinas-SP e comprei (em janeiro de 2015) na Cinestec duas por R$20,00! Aliás, além dessa loja grande, na mesma rua e nas suas paralelas tem lojas menores que valem ser visitadas.

Video do aparelho funcionando: em breve num YouTube perto de você.

Fotos da construção

Usei uma chapa de alumínio de 310 x 220 x 1mm como base do chassi

Nesse ponto fazia testes com o circuito parcialmente montado. As paredes laterais fiz com madeira. Não tenho ferramentas para dobrar o alumínio.

Todo o circuito montado e em teste.

Finalmente, montei uma caixa acústica para acomodar tudo.

Lista de material

Semicondutores

D1, D2 e D4 = diodos retificadores comuns 1N4007 ou similar

D5 = Zener para 51V ou 52V x 1/2W

D6 = Zener para 110V ou 120V x 3W

Válvulas

U1 = PF86 → pêntodo pré-amplificador

U2 = 12AU7 ou 12AX7 → duplo diodo

U3 e U4 = PL36 → pêntodos de potência

Transformadores

TR1 = transformador com entrada 127V ou 127/220V e saída com 120V ou 150V e pelo menos 25VA de potência

TR2 =

ideal → transformador de saída para válvulas, primário com center-tap 4KΩ + 4KΩ e secundário com 8Ω. Potência de 20VA.

o que usei → transformador de alimentação primário 127/220V e secundário 12V ligado de forma que o primário funcione como se tivesse center-tap (veja o esquema). Potência de 20VA.

Capacitores eletrolíticos – como a tensão é alta, não economize nesse quesito

· observação – procure comprar componentes de boa qualidade, esses são os de vida mais curta. Uma sugestão de fabricante muito bom é Epcos.

C1 e C2 = 100uF x 250V

C4 = 47uF x 250V

C6 = 22uF x 25V

C7 = 22uF x 150V

C10 = 22uF x 450V

Capacitores de cerâmica e/ou poliéster

C3 e C8 = 100nF x 250V

C9 = 22nF x 450V

C11 e C12 = 220nF x 500V

C13 = 4,7uF x 450V + 2,2uF x 450V + 0,22uF x 450V → todos em paralelo

Resistores

R1 = 22K x 1/8W

R2 = 1K8 x 1/8W

R3 = 100Ω x 1/8W

R4 = 10K x 1/8W

R5 = 47K x 1/8W

R6 = 390K x 1/8W

R7 = 1M x 1/8W

R8 e R9 = 100K x 3W

R10 = 1K x 1/8W

R11 e R21 = 22K x 1/2W

R12 e R13 = 3M3 x 1/8W

R14 = 5K6 x 1/4W

R15, R16, R17 e R18 = 10K x 3W

R22 = 2K2 x 2W

R25 e R26 = 100Ω x 3W

Potenciômetro

VR1 = 1M log (1MA) – se não encontrar log, pode ser linear

Outros

2 – bases octal para válvula, fixação por rebite, solda fio

2 – bases noval para válvula, fixação por rebite, solda fio

Alto-falante, tweeter, madeira para o gabinete, cabos, chave liga-desliga, fusível e porta-fusível, conector P10 fêmea, etc.

Em eterna construção