O LM386 é um circuito integrado desenvolvido para amplificar sinais de áudio utilizando poucos componentes externos. Por ser compacto, econômico e funcionar com baixa tensão, ele é muito utilizado em projetos experimentais, rádios, intercomunicadores, caixas portáteis e pequenos amplificadores de bancada.
Também existem pequenas placas prontas com o amplificador LM386, facilitando a utilização do componente sem a necessidade de montar todo o circuito desde o início.
Neste artigo, veremos como funciona essa placa, como realizar suas ligações e quais são as principais possibilidades de aplicação.
O que é o LM386?
O LM386 é um amplificador de potência de áudio para aplicações de baixa tensão. Ele recebe um sinal de pequena amplitude em sua entrada e fornece na saída um sinal com energia suficiente para acionar um pequeno alto-falante.
O circuito integrado pode ser utilizado com:
- Microfones acompanhados de pré-amplificador;
- Pequenos rádios;
- Receptores;
- Geradores de sinais;
- Instrumentos musicais;
- Sensores sonoros;
- Saídas de áudio de baixa amplitude;
- Projetos com microcontroladores;
- Ponta de prova de áudio.
Sua principal vantagem é a possibilidade de construir um amplificador funcional utilizando poucos componentes.
O LM386 é um amplificador operacional?
Apesar da aparência semelhante, o LM386 não deve ser tratado como um amplificador operacional de uso geral.
Ele foi projetado especificamente para fornecer potência a cargas de áudio. Internamente, possui polarização e configuração adequadas para funcionar com alimentação simples, mantendo a saída em um ponto apropriado para a amplificação do sinal alternado.
Um amplificador operacional comum é normalmente utilizado em processamento, filtragem ou amplificação de sinais, mas nem sempre possui capacidade para alimentar diretamente um alto-falante.
O LM386, por sua vez, foi desenvolvido justamente para essa finalidade em projetos de pequena potência.
Como funciona a placa amplificadora?
A pequena placa reúne o LM386 e os componentes necessários para seu funcionamento.
Dependendo do modelo, ela pode conter:
- Circuito integrado LM386;
- Capacitores de acoplamento;
- Capacitores de filtragem;
- Resistor de estabilização;
- Potenciômetro de volume;
- Terminais de entrada;
- Terminais de saída;
- Conector de alimentação;
- LED indicador.
O sinal de áudio entra na placa, passa pelo controle de volume e chega ao LM386. O circuito integrado aumenta sua amplitude e fornece o sinal amplificado para o alto-falante.
Identificando as conexões
Antes de ligar a placa, identifique corretamente seus terminais.
As indicações mais comuns são:
- VCC ou positivo da alimentação;
- GND ou negativo da alimentação;
- IN ou entrada de áudio;
- GND da entrada;
- SPK ou saída para alto-falante;
- Terminais positivo e negativo da saída.
As marcações podem variar entre fabricantes. Portanto, observe cuidadosamente o que está impresso na placa.
Uma inversão na alimentação pode danificar o circuito integrado. Faça todas as conexões com a fonte desligada e confira a polaridade antes de energizar.
Pinagem do LM386
No encapsulamento de oito pinos, as funções normalmente são:
- Pino 1: ajuste de ganho;
- Pino 2: entrada inversora;
- Pino 3: entrada não inversora;
- Pino 4: terra;
- Pino 5: saída;
- Pino 6: alimentação positiva;
- Pino 7: bypass;
- Pino 8: ajuste de ganho.
Em muitas aplicações, o sinal é aplicado ao pino 3, enquanto o pino 2 permanece referenciado ao terra.
Os pinos 1 e 8 permitem modificar o ganho do amplificador por meio de componentes externos. Na placa pronta, essa configuração já pode estar definida pelo fabricante.
Ganho do LM386
Na configuração básica, o LM386 possui ganho de tensão normalmente ajustado internamente para aproximadamente 20.
A colocação de um capacitor entre os pinos 1 e 8 pode elevar o ganho para um valor próximo de 200. Também é possível utilizar uma combinação de resistor e capacitor para obter valores intermediários.
Aumentar o ganho, entretanto, não significa aumentar automaticamente a potência máxima disponível.
Um ganho muito alto pode causar:
- Saturação;
- Distorção;
- Amplificação de ruídos;
- Microfonia;
- Oscilações;
- Maior sensibilidade à montagem.
O ganho deve ser suficiente para aproveitar o sinal de entrada sem fazer o amplificador trabalhar continuamente em saturação.
Tensão de alimentação
O LM386 foi desenvolvido para funcionar com baixa tensão e alimentação simples. A faixa permitida depende da versão exata do componente.
Por isso, antes de ligar a placa:
- Identifique a versão do LM386;
- Confira as especificações do módulo;
- Verifique a tensão recomendada;
- Utilize uma fonte estabilizada;
- Confirme a polaridade;
- Não ultrapasse o limite do componente.
Muitas montagens experimentais utilizam tensões como 5 V, 6 V, 9 V ou 12 V. Isso não significa que todas as placas aceitam indistintamente qualquer valor dessa faixa.
A tensão também influencia a potência máxima, o aquecimento e o nível de distorção.
Potência do amplificador
O LM386 é um amplificador de pequena potência. Seu desempenho depende de:
- Tensão de alimentação;
- Impedância do alto-falante;
- Versão do circuito integrado;
- Nível do sinal de entrada;
- Ganho configurado;
- Dissipação térmica;
- Quantidade de distorção admitida.
Em condições típicas, ele pode fornecer algumas centenas de miliwatts a um pequeno alto-falante.
Anúncios que apresentam o LM386 como um amplificador de grande potência devem ser interpretados com cuidado. Ele é indicado para audição próxima, experiências e pequenos dispositivos, não para substituir um amplificador de vários watts destinado a ambientes grandes.
Escolha do alto-falante
O alto-falante deve possuir impedância compatível com o circuito e capacidade para suportar a potência aplicada.
Em pequenas montagens, são frequentemente utilizados alto-falantes de:
- 4 Ω;
- 8 Ω;
- Pequena potência;
- Diâmetro reduzido.
A impedância não deve ser escolhida aleatoriamente. Uma carga muito baixa pode exigir corrente excessiva, aumentar o aquecimento e elevar a distorção.
Também é importante observar a eficiência do alto-falante. Dois modelos com a mesma impedância e potência podem produzir volumes diferentes.
Capacitor de saída
Como o LM386 trabalha normalmente com alimentação simples, sua saída possui uma tensão contínua de polarização. Essa componente não deve ser aplicada diretamente ao alto-falante.
Por isso, utiliza-se um capacitor eletrolítico em série com a saída.
Esse capacitor:
- Bloqueia a tensão contínua;
- Permite a passagem do sinal de áudio;
- Protege o alto-falante contra corrente contínua;
- Participa da resposta nas frequências graves.
O valor do capacitor, combinado com a impedância do alto-falante, influencia a frequência mais baixa reproduzida pelo circuito.
A polaridade do capacitor deve ser respeitada conforme o esquema utilizado.
Capacitor de entrada
O capacitor de entrada impede que uma tensão contínua proveniente da fonte de sinal altere a polarização interna do amplificador.
Ele permite a passagem das variações do áudio e bloqueia a componente contínua.
Seu valor também interfere na resposta de frequência. Um capacitor muito pequeno pode reduzir os graves, principalmente quando combinado com uma impedância de entrada baixa.
Em placas prontas, esse componente normalmente já está instalado.
Controle de volume
O potenciômetro de volume geralmente é instalado na entrada do circuito.
Ele funciona como um divisor de tensão, determinando quanto do sinal será enviado ao LM386.
Quando o volume é reduzido, uma parcela menor do sinal chega ao amplificador. Quando o controle é aumentado, o sinal de entrada também aumenta.
Se o áudio ficar distorcido nos últimos pontos do potenciômetro, isso pode significar que o LM386 já atingiu o limite permitido pela alimentação e pela carga.
Reduzir o volume pode eliminar a saturação.
Ligação de uma fonte de áudio
O LM386 pode receber sinal de diferentes equipamentos, desde que o nível seja compatível.
Uma fonte estéreo, como celular, computador ou módulo MP3, possui dois canais:
- Canal esquerdo;
- Canal direito.
Uma placa mono não deve receber os dois canais unidos diretamente. A forma mais segura é utilizar apenas um canal ou misturar esquerdo e direito por meio de resistores.
Unir diretamente as duas saídas pode fazer com que um canal tente alimentar o outro e cause distorção ou sobrecarga.
Amplificador mono e som estéreo
Uma placa com apenas um LM386 normalmente produz um canal de áudio, portanto é mono.
Para montar um amplificador estéreo, são necessários dois canais independentes:
- Um LM386 para o canal esquerdo;
- Um LM386 para o canal direito;
- Dois alto-falantes;
- Controles adequados;
- Fonte capaz de alimentar os dois circuitos.
Também existem módulos estéreo com outros circuitos integrados que podem ser mais apropriados quando o objetivo é obter dois canais em uma única placa.
Utilização com guitarra ou baixo
O LM386 pode ser utilizado para criar um pequeno amplificador de estudo ou um circuito experimental para instrumentos.
Entretanto, captadores passivos de guitarra e baixo possuem características próprias de impedância e nível de sinal. Dependendo da montagem, o circuito pode precisar de:
- Pré-amplificador;
- Buffer de entrada;
- Controle de tonalidade;
- Maior impedância de entrada;
- Proteção contra ruídos;
- Blindagem.
Ligar o instrumento diretamente pode funcionar, mas o volume e o timbre dependerão da sensibilidade da placa e do tipo de captador.
A distorção produzida quando o LM386 é levado à saturação também pode ser utilizada intencionalmente como efeito sonoro.
Construção de um mini amplificador
Para transformar a placa em um equipamento utilizável, ela pode ser instalada em uma pequena caixa.
O conjunto pode receber:
- Entrada P10 ou P2;
- Chave liga/desliga;
- Controle de volume;
- LED indicador;
- Conector de alimentação;
- Alto-falante;
- Saída para fones, se houver circuito apropriado;
- Compartimento para bateria.
A placa deve ser fixada com espaçadores. Evite deixá-la solta dentro da caixa, pois isso pode provocar curtos e rompimento dos fios.
Alimentação por bateria
O baixo consumo e a pequena tensão de operação permitem utilizar baterias em muitos projetos com LM386.
Uma bateria pode apresentar menos ruído do que uma fonte de baixa qualidade, pois não está diretamente ligada à rede elétrica.
Entretanto, a duração depende de:
- Capacidade da bateria;
- Volume utilizado;
- Impedância do alto-falante;
- Tensão;
- Consumo do circuito;
- Eficiência do conjunto.
À medida que a bateria descarrega, o volume pode diminuir e a distorção aumentar.
Como reduzir ruídos
O LM386 pode apresentar ruído ou oscilações quando a montagem e a alimentação não são adequadas.
Algumas medidas importantes são:
- Manter os fios de entrada curtos;
- Utilizar cabo blindado;
- Afastar entrada e saída;
- Instalar capacitores de desacoplamento;
- Utilizar fonte estabilizada;
- Organizar o aterramento;
- Evitar laços de fios;
- Instalar o circuito em uma caixa;
- Reduzir o ganho quando ele for desnecessário;
- Manter o potenciômetro próximo da entrada.
Um capacitor de desacoplamento deve ser instalado próximo aos terminais de alimentação do circuito integrado. Em uma placa pronta, ele normalmente já está presente, mas pode ser necessário melhorar a filtragem da fonte.
O que causa distorção?
A distorção pode aparecer quando:
- O sinal de entrada é muito alto;
- O ganho está excessivo;
- A alimentação é insuficiente;
- O alto-falante possui impedância inadequada;
- A fonte não fornece corrente suficiente;
- O circuito está oscilando;
- O LM386 atingiu o limite de excursão da saída.
Quando a distorção não é desejada, reduza o nível de entrada e verifique a alimentação.
Em projetos para guitarra, parte dessa saturação pode ser utilizada criativamente. Ainda assim, o resultado é diferente daquele produzido por amplificadores de maior potência ou circuitos valvulados.
Como testar a placa
Antes de conectar uma fonte de áudio, siga uma sequência de testes:
- Confira visualmente a placa;
- Identifique entrada, saída e alimentação;
- Verifique se existem curtos;
- Ajuste o volume para o mínimo;
- Conecte um alto-falante compatível;
- Ligue uma fonte com tensão correta;
- Meça a alimentação;
- Conecte o sinal de áudio;
- Aumente o volume lentamente;
- Observe a temperatura do circuito integrado.
Começar com o volume reduzido evita ruídos intensos e ajuda a identificar ligações incorretas.
Utilização como seguidor de sinais
Uma aplicação interessante é transformar o LM386 em uma ponta de prova de áudio.
Nesse equipamento, o sinal captado em diferentes pontos de um circuito é enviado ao amplificador e reproduzido em um alto-falante.
Isso permite acompanhar o caminho do áudio em:
- Rádios;
- Amplificadores;
- Pedais;
- Pré-amplificadores;
- Mesas de som;
- Receptores;
- Equipamentos antigos.
A entrada precisa receber um capacitor de isolamento e proteção adequada. Nunca utilize uma ponta de prova de áudio diretamente em circuitos ligados à rede elétrica ou em pontos de alta tensão.
Comparação com amplificadores Classe D
Atualmente existem pequenos módulos Classe D capazes de oferecer maior potência e eficiência em dimensões reduzidas.
Comparado a eles, o LM386 apresenta:
- Circuito tradicional e fácil de compreender;
- Poucos componentes;
- Boa aplicação didática;
- Menor potência;
- Maior dissipação proporcional;
- Possibilidade de experimentar diferentes ganhos;
- Facilidade de manutenção.
O LM386 continua sendo interessante para aprendizado, pequenos projetos e aplicações em que alta potência não é necessária.
Problemas mais comuns
Não existe som
Verifique a alimentação, o alto-falante, a fonte de áudio, o controle de volume e a identificação dos terminais.
O som está muito baixo
Confira o nível de entrada, a configuração de ganho, a tensão da fonte e a eficiência do alto-falante.
O circuito esquenta
Reduza o volume, verifique a impedância da carga e confirme se não existe curto na saída.
Existe muito zumbido
Utilize uma fonte melhor filtrada, reduza o comprimento dos fios e confira o aterramento.
O som está sempre distorcido
Reduza o ganho e o nível de entrada. Verifique também se a alimentação cai quando o circuito reproduz sons mais intensos.
Cuidados durante a utilização
Embora o LM386 trabalhe com baixa tensão, alguns cuidados devem ser observados:
- Confirme a polaridade da fonte;
- Não ultrapasse a tensão permitida;
- Evite curto-circuito na saída;
- Utilize alto-falante compatível;
- Isole conexões expostas;
- Não ligue duas saídas de áudio diretamente;
- Desligue a fonte antes de alterar a montagem;
- Comece os testes com o volume baixo.
Se o adaptador utilizado estiver ligado à rede elétrica, prefira um modelo pronto, isolado e certificado.
Resultado da montagem
Uma pequena placa com o circuito integrado amplificador LM386 oferece uma forma simples e econômica de amplificar sinais de áudio.
Ela pode ser utilizada em caixas portáteis, experiências, rádios, pequenos amplificadores de guitarra, intercomunicadores e equipamentos de teste.
No vídeo, você conhece a placa, suas conexões e o funcionamento do amplificador: