HOME TEATER CASEROPresentamos un teatro en casa (home theater) 4.1 de 60W con una calidad de sonido aceptable. Est formado por dos amplificadores estreo de 20W y uno mono de 20W. Este proyecto es ideal para el hogar. Lo puede usar para amplificar su TV, su tablet, PC o para las rockolas ensambladas con computador porttil, ya que no ocupa mucho espacio. Tambin lo puede usar en el automvil, ya que se puede alimentar con batera de 12V, eso sin contar que se puede alimentar con una fuente de PC. Si usted no tiene experiencia en el ensamble de circuitos, le recomiendo que primero construya el amplificador de 30 watts con TDA2030.Para tener xito en el ensamble de este proyecto, siga los mismos pasos que explicamos en nuestro artculo "Ensamble de un Amplificador" y no olvide leer nuestra seccin de Recomendaciones.

Hemos desarrollado una tarjeta monoltica. Es decir que todo se encuentra en una solo tarjeta, evitando la mayor cantidad de cables posible. Este teatro casero est formado por 5 etapas que son: dos amplificadores estreo que tienen como componente principal el circuito integrado TDA2004 que es un amplificador estreo de 20W (10W por canal). Un tercer integrado TDA2004 est en configuracin puente, convirtindolo en un amplificador monofnico de 20W. Otra etapa es un preamplificador estreo que tiene como componente principal el TL072. La etapa de filtro pasa bajos que usa un TL071 y todas estas etapas son alimentadas por una fuente simple. A continuacin haremos una breve explicacin de cada una de estas etapas.

La primera etapa de izquierda a derecha es el amplificador para los parlantes traseros (rear speaker) Tiene a su entrada dos condensadores de 0.1 uF para restringir las frecuencias bajas. Adems los condensadores de salida son de 100 uF, haciendo el mismo efecto que los de entrada. As solo tenemos frecuencias altas y algo de medios.La idea de que los parlantes traseros slo emitan frecuencias altas es para lograr que cuando escuchemos una pelcula, tengamos la sensacin de que hay sonidos diferentes atrs de nosotros.La etapa del centro es para los parlantes laterales. Su ancho de banda es de rango completo. Por eso no lleva los mismos condensadores de 0.1uF a la entrada, como en el amplificador para los parlantes traseros. Slo tiene un par de resistencias que atenan levemente la seal de entrada, evitando saturacin. Los condensadores de salida son de 1.000 uF, que no restringen las frecuencias bajas.La etapa del lado derecho es para el subwoofer. El circuito est en configuracin puente (bridge) es decir que se unen ambos amplificadores (L y R), para formar un solo amplificador mono de 20W. Este amplificador tiene una atenuacin de frecuencias altas. Es decir que slo reproduce frecuencias bajas y algo de medios.

Aqu observamos la etapa que se encarga de realzar los bajos y restringir las frecuencias altas. A este circuito se le conoce como filtro pasa bajos. Utiliza el circuito integrado TL071, que es un amplificador operacional monofnico. Puede modificar el rango de frecuencias bajas cambiando el condensador que esta en paralelo con la resistencia de 200K de retroalimentacin que va entre los pines 2 y 6 y el condensador que est en paralelo a la entrada de este filtro.Hemos probado con condensadores de 0.22 uF (224) y personalmente he quedado satisfecho. Sin embargo esto es ms de gustos.He aqu algunos ejemplos de condensadores y sus respectivas frecuencias que afectan.

CondensadorFrecuencia mnimaFrecuencia mxima

330nF (334)482,29 Hz500hz

620nF (624)256,7 Hz250hz

820nF (824)194,09 Hz200hz

910nF (910)174,9 Hz180hz

1uF (105)159,15 Hz160hz

1.3uF 122,43 Hz120hz

1.6uF99,47 Hz100hz

La entrada de nuestro teatro casero tiene un preamplificador estreo. Este sirve para darle un poco de ganancia a la seal, en caso de que su nivel sea muy bajo. La ganancia es de 2. Esta se puede aumentar cambiando las dos resistencias de 10K que estn entre los pines 1 y 2 y entre los pines 6 y 7, por unas de ms valor. La ganancia se calcula de dividir la resistencia de retroalimentacin por la de entrada.10K dividido 5.1K = 1.960. Esto es casi 2.Tenga en cuenta que al subir la ganancia se puede aumentar la distorsin en caso de que la seal sea muy fuerte. As que si su reproductor tiene buen volumen, no es necesario aumentar la ganancia.Quiero aclarar que ganancia no tiene nada que ver con potencia. Algunas personas confunden estos consejos y creen que si aumentan la ganancia el amplificador tendr ms potencia y slo consiguen ms distorsin en alto volumen.

Nuestro teatro en casa tiene la ventaja de trabajar a 12 voltios con fuente simple. Esto lo hace ideal para usar con bateras o con la fuente del PC.Claro est que si lo vamos a alimentar con una batera o con la fuente swichada no se hace necesaria la fuente simple, ya que la corriente de la batera y de la swichada son DCRecordemos que es una fuente simple. La fuente simple es un circuito que se encarga de convertir la corriente alterna (AC) en corriente directa (DC). Est formada por un puente de diodos y un condensador.En este caso usamos un puente de diodos de un mnimo de 10 amperios y un condensador de 4700uF en adelante. En este caso usamos un condensador de 5600uF que encontramos a mano. EL voltaje del condensador debe estar por encima del voltaje DC. Es decir que en este caso que se alimenta con 12 voltios, el condensador debe ser de 16 voltios en adelante. El fusible es de entre 5 y 6 amperios.

NOTA: Algunas personas me preguntan seguido que si un circuito puede usar condensadores de ms voltaje del recomendado. Claro que Si. El voltaje de un condensador es su tolerancia. As que si se trabaja un condensador por decir algo de 100 voltios en un aparato que trabaja con 16 voltios, no pasa nada. Simplemente el condensador trabaja muy descansado y tendr mucha ms larga vida.Ahora que ya hemos visto las 6 etapas o circuitos que forman nuestro teatro en casa, veamos algunos accesorios imprescindibles.En la fotografa podemos ver un potencimetro doble. Este se encarga del volumen general del amplificador. Est situado entre el preamplificador estreo y los amplificadores. Lo que hace bsicamente es controlar el nivel de volumen que sale del preamplificador y lo entrega a los dos amplificadores estreo y al filtro pasa bajos.Su valor puede ser de entre 10K y 50K y es logartmico.

El potencimetro de volumen para el subwoofer

Este es un potencimetro sencillo de 10K o 20K. Observe la forma como est conectado. Cuando se usa un potencimetro para controlar una seal. La manera correcta de conectarlo es: Su primer terminal de izquierda a derecha mirando el potencimetro de frente es tierra o comn. El pin del centro es la salida de seal y el tercer terminal es la entrada de seal.Sabiendo esto podemos entender como est conectado y porque se ven dos cables invertidos en el circuito impreso. El primer cable que sale de la tarjeta de izquierda a derecha viene del filtro pasa bajos. As que este deber ir a la entrada del potencimetro que es el pin 3. El cable del centro en la tarjeta es tierra. Este ir al pin 1 del potencimetro. Y el tercer cable en la tarjeta es la entrada del amplificador. As que este ir al pin del centro del potencimetro que es salida de este.Sin embargo en el archivo PDF que podr descargar al final de este tutorial, encontrar un diagrama de conexin muy completo.Terminales para los baflesLas salidas a los parlantes estn un el circuito impreso y debemos construir unos conectores para poderlos colocar en el gabinete que hagamos.Hemos usado terminales de presin, dos dobles para las salidas estreo y uno sencillo para la salida al subwoofer.Usamos cable calibre 16 y en el extremo que se conecta a la tarjeta colocamos un terminal MOLEX de 3 pines.En los cables para los amplificadores estreo unimos el tierra para los dos parlantes pero en el canal del subwoofer No se puede hacer esto, ya que los amplificadores en modo bridge no tienen el polo a tierra en su salida. Esto es muy importante tenerlo presente para no ir a hacer un corto circuito.

La entrada de seal se debe hacer con cable blindado estreo duplex. En un extremo lleva un terminal GP de 3 pines. Las entradas L y R van en los extremos y el tierra en el pin del centro.En el otro extremo del cable va un conector RCA doble, aunque esto realmente depende del gusto de cada quien y del tipo de salida que tenga el reproductor que vayamos a usar.Si vamos a usar nuestro teatro en casa con un PC, podemos colocar un plug estreo de 1/8. Pero si vamos a usarlo con un DVD, es mejor dejar los RCA para luego usar un cable de RCA a RCA.

El transformador para este amplificador se puede hacer con un ncleo de 3.2 centmetros, por 4 cm. Como en Colombia el voltaje de la red pblica es de 120 voltios, se deben enrollar 394 vueltas de alambre calibre 21 en el devanado primario, y 40 vueltas de alambre calibre 14, en el devanado secundario. Para los pases que tiene un voltaje de 220 en la red pblica, es necesario dar 721 vueltas en el devanado primario y el calibre de este, sera 24 en la tabla AWG. El devanado secundario ser igual para ambos casos.Es recomendable hacer un devanado adicional, pensando en un Reproductor Mp3 con entrada USB que se alimenta a 5 voltios. As slo es hacer una Fuente regulada de 5 voltios que baja el voltaje de los 9VAC a 5VDC.MEDICIONES SIEMPRE que se termina de ensamblar un circuito electrnico se deben hacer las mediciones convenientes, antes de probarlo por primera vez.Muchas veces quedan colisiones entre pistas, malas soldaduras o algn componente defectuoso y no lo detectamos a simple vista. La primera medicin que debemos hacer es verificar que no haya corto a la entrada de alimentacin. Esto se hace colocando el multmetro en continuidad y medimos entre los dos pines del conector de entrada. No debe marcar nada (un 1 a la izquierda)Si llegase a haber un corto o alguna impedancia, posiblemente haya un corto entre pistas, o un componente defectuoso que puede ser desde el puente de diodos, un condensador en corto o un integrado averiado. A veces vienen componentes malos de fbrica. As que deber comenzar a revisar componente por componente y todo el circuito impreso.

Esta foto muestra el preamplificador que se encarga de realzar los bajos y restringir las frecuencias altas. En este filtro pasa bajos, se utiliza un TL071, que es un amplificador operacional monofonico. Puede modificar el rango de frecuencias bajas cambiando el condensador que esta en paralelo con la resistencia de retroalimentacin y el condensador que est en paralelo a la entrada.Algunos ejemplos de condensadores y sus respectivas frecuencias que afectan La salida para el parlante subwoofer tambin debe ser verificada. Esto descarta algn problema en esta etapa.Se mide con el multmetro en continuidad, colocando las dos puntas en los pines de salida a parlante. La medicin debe dar infinito o nada.

MEDICIN DE LA SALIDA AL SUBWOOFER

Cuando hay corto o impedancia es muy posible que el integrado est averiado o como siempre lo reiteramos, puede ser una pista en corto o alguno de los componentes de la etapa del subwoofer. Proceda a revisar y siga nuestra seccin de Recomendaciones.Medicin de las salidas de los amplificadores estreoLa medicin de las salidas de los amplificadores frontales y traseros, se hacen midiendo entre tierra y cada salida. No deber marcar ninguna impedancia y mucho menos corto circuito.

De igual manera que con el amplificador de subwoofer, cuando hay cortos debemos comenzar a descartar componente por componente y pista por pista. A veces me escriben pidindome soluciones a los problemas en los circuitos como si yo fuera un brujo o algo parecido, y siempre les tengo que decir que no es posible encontrar una falla sin estudiar el diagrama elctrico y luego ir midiendo hasta encontrar el problema. Cada caso puede ser diferente.Despus de haber hecho todas las mediciones en fro y todas dieron correctamente, podemos conectar el amplificador a la red pblica usando nuestro circuito serie. Recuerde que la primera vez que se alimenta un circuito, NUNCA SE CONECTA DIRECTAMENTE a la red pblica. El circuito serie es un circuito elctrico muy fcil de hacer. Basta con tener un bombillo incandescente o algeno de unos 60W, un par de pinzas o caimanes y una clavija. Este circuito permite probar los aparatos, sin el riesgo de quemarlos por sobrecarga de corriente al haber un corto. Si el teatro est en corto circuito, el bombillo se prende, pero cuando el teatro no est en corto o est abierto, el bombillo no prende. Los dos caimanes del Circuito Serie van conectados a la entrada de corriente del transformador. En caso de que el bombillo prenda plenamente, quiere decir que hay un corto en el circuito y deber revisar minuciosamente las pistas y cada componente. Si el bombillo prende a media luz, indica que hay un consumo, que puede ser por falta de chapas en el transformador o que el corto est en una etapa de poco consumo como el preamplificador o el filtro pasa bajos. Si el bombillo no enciende, se procede a hacer las mediciones en caliente.Mediciones de las salidasA diferencia de los amplificadores que se alimentan con fuente simtrica que al medir el voltaje a la salida dan cero voltios (0V), estos amplificadores de alimentacin simple presentan un voltaje cercano al Vcc . Es decir que antes de conectar el parlante en la salida, esta muestra un voltaje de un poco ms de la mitad del voltaje total de alimentacin.

La medicin se hace colocando el multmetro en la escala de voltaje continuo (VDC) y colocamos la punta negra en tierra y la roja en cada salida a parlante. En este caso vemos un voltaje aproximado a los 8V DC. Es algo pasado de la mitad del voltaje que es de entre 14 y 15 voltios DC, debera ser de unos 7 o 7.5 voltios pero esto se debe a la calidad de los componentes que conseguimos en el mercado local. Porque 14 o 15 voltios DC si el voltaje del transformador es de 12V AC?Recordemos que cuando se rectifica un voltaje alterno, este se eleva en 1.4141 veces que es raz de 2.12V AC multiplicado por 1.4141 = 16.9 voltios DC, menos 2 voltios de consumo del puente de diodos = 14.9 voltios.

Entonces volvemos a las mediciones. En teora deberamos tener entre 7 y 7.5 voltios, pero dependiendo de la calidad y precisin de los componentes que conseguimos para construir nuestro amplificador, cambia un poco el voltaje. Claro est que si el voltaje ya se pasa de los 9 voltios, no es lo recomendado. Sin embargo al colocar el parlante y volver a medir la salida, ya deber haber cero voltios (0V DC).Esto no sucede con la etapa para el subwoofer, ya que est funciona diferente por estar en configuracin puente (bridge). Es decir que fueron unidos los dos canales para que uno se encargue de hacer los semiciclos positivos y el otro los semiciclos negativos, aumentando la potencia.Esto hace que la salida se estabilice en cero voltios al estar en reposo. Si llega a haber un voltaje en una salida puente, es porque hay algo mal en el circuito. Revise minuciosamente usando el multmetro.Mediciones de voltaje de los operacionalesHay que entender que la forma convencional de alimentacin de un amplificador operacional es simtrica. Por esto, para poder alimentarlos con una fuente simple se debe hacer un divisor de voltaje o pedestal en sus entradas no inversoras. Explicaremos brevemente en que consiste esto.

Un amplificador operacional tiene dos entradas de seal. Una inversora, es decir que si entra una seal, cuando entra el semiciclo positivo, saldr invertido en semiciclo negativo y viceversa. La otra entrada es No inversora, quiere decir que lo que sale, sale exactamente igual a lo que entra por esta.Ahora bien: los integrados operacionales tienen un pin de alimentacin positiva +Vcc y otro de alimentacin negativa Vcc. Si queremos alimentarlo con una fuente simple debemos conectar a tierra el pin que era para alimentacin negativa y hacer un divisor de voltaje en la o las entradas No inversoras para que el integrado vea un voltaje medio, hacindole creer que tiene una fuente simtrica. Esto lo podr apreciar bien en el diagrama elctrico que adjuntamos en el PDF que regalamos al final de este artculo.

Un divisor de voltaje consiste en un par de resistencias de 10K, una va del pin no inversor a tierra y la otra va del pin no inversor al voltaje positivo (+Vcc).Para verificar que los operacionales estn siendo alimentados correctamente, debemos medir colocando la punta negra en la entrada No inversora, que en el TL071 es el pin 3 y en el TL072 son los pines 3 y 5, y la punta roja en los pines de alimentacin correspondientes. Si vamos a medir el voltaje negativo es el pin 4 y si vamos a medir el voltaje positivo es el pin 7 para el TL071, y el pin 8 para el TL072.El voltaje deber ser de exactamente la mitad del voltaje total de la fuente (Vcc 1/2). De no ser as proceda a revisar las resistencias del divisor y los condensadores que las acompaan. (Primero estudie hasta entender los diagramas elctricos).Para terminar mostramos el voltaje rectificado de la fuente. Como ya explicamos anteriormente, el voltaje del transformado que es de 12V AC, se eleva y queda entre 14 y 15 voltios. Esta medicin se hace para verificar que el puente de diodos y el condensador estn trabajando correctamente. Claro est que si hay algn corto en el circuito, este voltaje puede ser errneo. Sin embargo si la serie no encendi y el transformador fue medido previamente y estaba correcto, muy seguramente el voltaje DC estar correcto.Los bafles para el teatro en casa Algo muy importante a la hora de hacer un teatro en casa son los bafles. Un bafle es una caja con uno o ms parlantes en su interior. Estos deben estar construidos para lograr el desempeo adecuado y reproducir las frecuencias que el amplificador le entregue.Este proyecto fue probado con 4 parlantes de 20 watts, con una impedancia de 8 ohmios y un tamao de 2,5 pulgadas, que fueron colocados en los bafles frontales y traseros. Para el subwoofer se us un parlante de 80 watts, de 8 pulgadas y una impedancia de 4 ohmios. A continuacin explicaremos como hacer unas cajas adecuadas para nuestro teatro casero.

BAFLES FRONTALES Los bafles frontales son los que se encargan de hacer el estreo en rango completo. Es decir que reproducen todas las frecuencias. Por lo general usan parlantes de buena potencia que puede ir entre los 20 y 30W pico, algo as como unos 12 o 15W RMS. Las cajas son de tamao alto como las que vemos en el dibujo. Estas son de 37 centmetro de altura, pensando en colocarlas en una mesa no muy alta. Si ya desea colocar los bafles en el piso, deber hacer unas cajas de al menos unos 80 centmetros de altura.Como el parlante es pequeo con respecto a la caja, por lo regular son de 2.5 pulgadas y los acompaa un pequeo tweeter piezoelctrico que lleva un condensador de 1uF No polar en serie con su positivo. Las cajas se pueden dejar infinitas, es decir que no tienen desfogue o salidas de aire de su interior. Realmente la acstica de estas cajas es pensando en una reproduccin de frecuencias entre los 500 hercios y los 20.000 hercios. A pesar de que el amplificador est en capacidad de reproducir todas las frecuencias, no es necesario que lo hagan hacia abajo, ya que hay un subwoofer que se encargar de las frecuencias bajas.

Bafles traserosLos bafles traseros son ms pequeos. No requieren una caja muy grande, ya que la idea es que reproduzcan frecuencias altas. El tweeter usa un condensador de 0.47 uF que recorta bastante el paso de frecuencias bajas y medias y le da un sonido delgado y sutil.

SubwooferLa caja para el subwoofer tiene unas caractersticas necesarias para lograr una buena respuesta de bajos, que la hacen ms compleja en su fabricacin.Existen muchos diseos de cajas para subwoofer. Hemos escogido una de las ms sencillas pero que da un buen resultado reproduciendo bajos. El diagrama muestra una vista frontal y una de lado que son suficientes para entender como est diseado.

Las medidas son muy importantes al igual que la profundidad del desfogue. Entre ms se demora en salir el aire que produce el parlante en su parte trasera, ms profundidad dar el subwoofer. A continuacin ensearemos como hacer este bafle para bajos.Lo primero es hacer una caja cuadrada con las medidas dadas en el diagrama. Si observamos la caja tiene en su exterior 25 cms de ancho, por 25 cms de profundidad y 26 cms de alto, sin contar la base. El material ideal es aglomerado o MDF de 1.5 cms de espesor. Por eso las paredes de los lados tienen 23 cms, ya que el techo y el piso completan los 3 cms faltantes.

El orificio para el parlante es de 18 centmetros de dimetro, que es el tamao ideal para que entre ajustadamente un parlante de 8 pulgadas. El orificio para el desfogue es de 5 centmetros que permite introducir un desfogue de 3 pulgadas.Como los desfogues que venden en nuestro pas son muy cortos y realmente slo sirven para tapar y adornar el orificio, estos no cumplen con su funcin de retardar la salida del aire. Por eso nos vimos en la obligacin de usar un tubo de los usados en el acueducto para alargar el desfogue al tamao ideal que es de 17 cms de profundidad.Sellar la caja hermticamente es indispensable. Para esto preparamos una mezcla de aserrn con pegante para madera y lo aplicamos en las uniones, por dentro de la caja. Esto evita fugas de aire que generan distorsiones.

Luego de que la caja tiene sus orificios y est bien sellada y lijada, se procede a dar el acabado extremo. Este puede ser con pintura o con la tcnica que desee. En este caso aplicamos brea disuelta en thinner para dar un acabado rstico y viejo.Cuando ya ha secado la ptina o tinte que aplicamos, colocamos el terminal para los cables de conexin y el desfogue. Este ltimo lo pegamos a la caja y al tubo de PVC con resina epxica. Debe quedar muy bien pegado y sellado en sus bordes.

Luego le aplicamos una mezcla de cera rojo, cera amarilla y betn caf como la que enseamos a hacer en el ensamble del amplificador ambiental de 240W. Esto ayuda a sellar la madera y la protege de la humedad.Colocando el parlanteAntes de colocar el parlante se debe recubrir el interior de la caja con un material que absorba las vibraciones parsitas, que ayuda a dar un bajo ms seco y definido.

Luego debemos conectar el parlante al terminal de entrada mediante un cable duplex polarizado de un calibre 16 o ms grueso. Tenga muy en cuenta la polaridad. El conector rojo del terminal es positivo y el conector negro es el negativo. Luego el parlante se atornilla fuertemente con tornillos autoperforantes de 1 pulgada.Colocando la base del bafleNuestro bafle tiene su parlante mirando hacia el piso. Por esto debe llevar una base que aleja el parlante del piso, lo suficiente como para que el sonido salga y el parlante se mueva cmodamente.

Usamos 4 tornillos autoperforantes de 2 pulgadas, 4 bases de caucho y 4 tubos de cobre de 2.5 centmetros de largo. Se introduce el tornillo en la base de caucho y luego en la tabla base de la caja. En la parte de encima se colocan los tubos de cobre y luego se atornilla todo a la caja, teniendo en cuenta que el parlante quede mirando la base de madera.Tenemos listo nuestro subwoofer para el teatro en casa. A continuacin puede ver un video de prueba que muestra el funcionamiento del teatro casero. Esperamos que este proyecto de cmo construir un home theater les sea de mucha utilidad y del agrado de todos.