Nem todo projeto de eletrônica precisa começar do zero. Muitas vezes temos equipamentos antigos que já não são utilizados, mas que ainda possuem peças perfeitamente aproveitáveis.
Uma velha caixa de som CCE, por exemplo, pode fornecer algo muito interessante para um novo projeto: gabinete, alto-falante, conexões e espaço físico para instalar um circuito amplificador.
Neste projeto mostro justamente essa ideia: reaproveitar uma antiga caixa CCE para transformá-la em um amplificador de som funcional.
Além de economizar, esse tipo de montagem permite aprender bastante sobre amplificação, alto-falantes, alimentação e adaptação mecânica.
Uma caixa antiga pode virar um novo equipamento
Quando um aparelho eletrônico deixa de funcionar ou simplesmente fica obsoleto, nossa primeira tendência pode ser descartá-lo.
Mas, para quem gosta de eletrônica, vale primeiro observar o que ainda pode ser utilizado.
Em uma caixa de som podemos encontrar:
gabinete, alto-falante, tela frontal, conectores, fiação e elementos de acabamento.
O gabinete é particularmente interessante porque construir uma caixa do zero exige corte, montagem e acabamento.
Se já temos uma estrutura pronta, boa parte desse trabalho está resolvida.
Caixa de som e amplificador não são a mesma coisa
Essa distinção é importante.
Uma caixa passiva contém um ou mais alto-falantes e eventualmente um crossover, mas precisa receber potência de um amplificador externo. Um sinal diretamente vindo da saída de áudio de um computador ou celular, por exemplo, não possui potência suficiente para acionar adequadamente um alto-falante passivo.
Quando instalamos um amplificador dentro da própria caixa, passamos a ter algo conceitualmente parecido com:
entrada de áudio → amplificador → alto-falante.
Ou:
CELULAR / COMPUTADOR / PLAYER
↓
SINAL DE ÁUDIO
↓
AMPLIFICADOR
↓
ALTO-FALANTE
↓
SOMÉ justamente o circuito amplificador que fornece a potência necessária para movimentar o cone do alto-falante.
Antes de reaproveitar a caixa, precisamos conhecer o alto-falante
Não basta encontrar dois fios e conectá-los a qualquer amplificador.
Um dos primeiros dados que devemos procurar é a impedância do alto-falante.
Podemos encontrar, por exemplo:
4 Ω, 6 Ω ou 8 Ω.
Esse valor influencia diretamente a escolha e o comportamento do amplificador.
Um amplificador projetado para determinada faixa de impedâncias não deve receber arbitrariamente uma carga muito menor.
Quanto menor a impedância, maior tende a ser a corrente exigida do estágio de saída para uma mesma tensão.
Posso descobrir a impedância com o multímetro?
O multímetro pode ajudar, mas existe uma diferença importante.
Quando colocamos o instrumento na escala de resistência e medimos o alto-falante, estamos obtendo sua resistência em corrente contínua, não diretamente sua impedância nominal em áudio.
Por isso, um alto-falante marcado como 8 Ω normalmente não apresentará exatamente 8,00 Ω no multímetro.
A impedância varia com a frequência e envolve as características elétricas e mecânicas do alto-falante.
Se houver identificação original no próprio falante, ela é uma referência melhor para saber sua impedância nominal.
O próximo elemento é o circuito amplificador
Precisamos então instalar um estágio capaz de receber o sinal de áudio e fornecer potência ao alto-falante.
Existem várias possibilidades.
Podemos utilizar circuitos integrados amplificadores, módulos prontos ou desenvolver nosso próprio circuito.
O princípio permanece:
ENTRADA
↓
sinal pequeno
↓
AMPLIFICADOR ← FONTE DE ALIMENTAÇÃO
↓
sinal de potência
↓
ALTO-FALANTEUma das vantagens de reaproveitar um gabinete antigo é justamente poder acomodar toda essa eletrônica dentro da própria caixa.
O projeto anterior com TDA2003 é um bom exemplo
No projeto anterior vimos a construção de um amplificador utilizando o TDA2003.
Esse circuito integrado é um exemplo clássico de amplificador de potência para áudio. O TDA2003 foi especificado como amplificador automotivo de aproximadamente 10 W em determinadas condições, trabalha com poucos componentes externos e possui capacidade elevada de corrente para seu porte.
Não significa que toda adaptação de uma caixa antiga precise utilizar necessariamente esse CI.
A escolha depende do:
alto-falante, potência desejada, alimentação disponível e espaço existente.
O importante é perceber como os dois projetos se conectam.
No anterior construímos o circuito amplificador.
Aqui avançamos para algo maior:
transformar o circuito em um equipamento.
A fonte de alimentação faz parte do amplificador
O sinal de áudio não fornece a energia que movimentará o alto-falante.
Essa energia vem da fonte.
Portanto, ao adaptar uma caixa antiga precisamos pensar também:
como o amplificador será alimentado?
Se utilizarmos uma fonte externa CC, a caixa pode receber um conector de alimentação.
Se colocarmos uma fonte de alimentação dentro do gabinete, precisamos tratar a parte ligada à rede elétrica com muito mais cuidado, incluindo isolamento, fusível, aterramento quando aplicável, fixação mecânica e proteção contra contato acidental.
Para um projeto experimental, manter a tensão de rede fora da caixa e utilizar uma fonte externa adequada pode simplificar bastante a montagem.
Potência da fonte e potência do amplificador são diferentes
Imagine que utilizemos uma fonte de:
Sua capacidade elétrica máxima teórica seria:
Isso não significa que teremos 24 W de potência sonora no alto-falante.
Existem perdas no amplificador e limitações impostas pela topologia, tensão de alimentação, impedância da carga e distorção admissível.
É o mesmo cuidado que tivemos no artigo sobre o TDA2003: não devemos atribuir uma potência a um amplificador sem conhecer as condições em que ela foi medida.
O dissipador de calor pode ser necessário
Amplificadores de potência produzem calor.
Em um amplificador linear tradicional, uma parte da energia retirada da fonte é entregue ao alto-falante e outra parte acaba dissipada nos componentes de potência.
Se o circuito integrado utilizado exigir dissipador, precisamos prever espaço para ele.
E aqui aparece uma vantagem do gabinete reaproveitado: normalmente temos uma estrutura muito maior do que a pequena placa eletrônica.
Podemos organizar:
┌────────────────────────────┐
│ │
│ ALTO-FALANTE │
│ │
│ ┌──────────────┐ │
│ │ AMPLIFICADOR │ │
│ └──────────────┘ │
│ ║║║║ │
│ DISSIPADOR │
│ │
└────────────────────────────┘É preciso apenas garantir ventilação adequada e evitar que componentes ou fios encostem onde não deveriam.
O gabinete influencia o alto-falante
A caixa não serve apenas para segurar o alto-falante.
Ela participa do sistema acústico.
Volume interno, vedação, dimensões e eventual duto influenciam a resposta do conjunto.
Por isso, reaproveitar a caixa que originalmente trabalhava com aquele alto-falante pode ser interessante.
Se substituirmos o falante por outro completamente diferente, já não podemos assumir que o gabinete continuará sendo acusticamente adequado.
Em um projeto experimental isso não impede a adaptação, mas é importante compreender que a caixa faz parte do sistema.
Aproveitar o gabinete economiza muito trabalho mecânico
Esse é um dos aspectos que considero mais interessantes nesse tipo de projeto.
Construir somente a eletrônica é relativamente simples.
Transformá-la em um equipamento acabado envolve outra quantidade de trabalho:
furar, cortar, fixar, fazer painel, instalar conectores, montar o alto-falante e dar acabamento.
Quando reaproveitamos uma caixa CCE, parte disso já existe.
Projetos de reaproveitamento de gabinetes antigos seguem justamente essa lógica: verificar se o alto-falante e os componentes cabem adequadamente e então adaptar a estrutura existente para uma nova utilização.
Podemos adicionar controle de volume
Uma melhoria bastante útil é instalar um potenciômetro na entrada.
Conceitualmente:
ENTRADA DE ÁUDIO
↓
POTENCIÔMETRO
↓
AMPLIFICADOR
↓
ALTO-FALANTEO potenciômetro funciona como um divisor de tensão para controlar o nível do sinal aplicado ao amplificador.
É importante não confundir isso com colocar um potenciômetro comum em série com o alto-falante. O controle normalmente é realizado no sinal de entrada, onde as potências envolvidas são muito menores.
Também podemos instalar uma entrada P2 ou RCA
Uma caixa reaproveitada pode receber diferentes conectores de entrada.
Para equipamentos domésticos podemos utilizar, por exemplo:
P2, RCA ou outro conector compatível com a fonte de áudio.
Mas existe um detalhe quando recebemos áudio estéreo e utilizamos apenas um amplificador mono.
Não é recomendável simplesmente unir diretamente as saídas esquerda e direita.
O ideal é realizar a soma para mono de maneira adequada, normalmente utilizando resistores, evitando conectar diretamente uma saída à outra.
Ruído é um dos desafios
Depois que o amplificador começa a funcionar, podemos encontrar um problema muito comum:
o som funciona, mas existe ronco ou ruído.
Isso pode ter várias causas:
alimentação, aterramento, fiação de entrada, proximidade entre fios de potência e sinal, blindagem ou layout do amplificador.
O datasheet do TDA2003, por exemplo, chama atenção para a separação adequada entre os pontos de terra da entrada e o caminho de terra da saída, onde circulam correntes maiores.
Essa é uma lição que vale para muitos projetos de áudio.
Em amplificadores, a montagem física também influencia o resultado.
Mantenha os fios de sinal afastados dos fios de potência
Dentro da caixa podemos ter dois ambientes bastante diferentes.
De um lado:
sinal de áudio de pequena amplitude.
Do outro:
alimentação e saída para o alto-falante com correntes muito maiores.
Por isso uma organização possível é:
ENTRADA DE ÁUDIO
│
│ sinal
↓
AMPLIFICADOR ─────────→ ALTO-FALANTE
↑
│
│ alimentação
│
FONTEEvitar trajetos desnecessariamente longos e manter a entrada longe de fontes de interferência pode ajudar bastante.
Reaproveitamento também é aprendizado
Existe outra vantagem que vai além da economia.
Quando utilizamos uma caixa pronta comprada em uma loja, normalmente não pensamos em como tudo está organizado internamente.
Quando desmontamos uma caixa antiga e a transformamos em outro equipamento, somos obrigados a observar:
alto-falante, impedância, gabinete, alimentação, amplificação, conectores e montagem.
O objeto antigo passa a funcionar como matéria-prima para uma experiência de eletrônica.
Veja como transformei a velha caixa CCE em um amplificador
No vídeo abaixo mostro o projeto de reaproveitamento de uma velha caixa CCE para montar um amplificador de som.
Em vez de simplesmente descartar a caixa, podemos olhar para ela e perguntar:
o que ainda consigo construir com isso?
Essa pergunta aparece várias vezes nos meus projetos.
Componentes e equipamentos antigos podem não servir mais para sua função original, mas isso não significa necessariamente que perderam toda a utilidade.
De circuito experimental para equipamento utilizável
Este projeto também representa uma evolução interessante para quem está aprendendo eletrônica.
Primeiro podemos montar um amplificador sobre a bancada.
Testamos.
Medimos.
Corrigimos problemas.
Depois chegamos à próxima etapa:
como transformar aquele circuito em algo que realmente possamos utilizar?
A caixa CCE fornece justamente essa oportunidade.
O resultado deixa de ser apenas:
“montei um amplificador”.
Passa a ser:
“construí meu próprio equipamento de áudio reaproveitando uma caixa antiga”.
É uma diferença pequena na frase, mas enorme em termos de aprendizado prático.