Amplificador de Audio TDA7386 -parte3-

Parece impresionante darse cuenta que casi todos los lectores se hayan interesado en el TDA7386... Como bien se describió en la -parte 2- muchas de sus ventajas lo hacen ideal para aquellos que desean incursionar en el audio...
Pero, dejemosnos de vueltas y vamos a lo que nuestros lectores les interesa y es todos los detalles de la construcción de este módulo.... Procuro ser bien práctico así nos resulta interesantes a todos.... jej

Varios a ordenar los detalles en los que todos quieren adentrarse:

Tensión de Alimentación del TDA7386


La tensión ideal de alimentación si quieren obtener la mejor potencia es de 16v. De este modo, el amplificador trabajará drenando una corriente un poco menor a plena carga (volumen máximo según su configuración) y esto obviamente favorece a las condiciones térmicas del TDA. Lo ideal es una fuente de 16 v que sea capaz de drenar una corriente de por lo menos 5 A para tener un buen margen.
Si buscan una opción algo más económica, pueden intentar con una fuente AT (las que se usan en las PC). Estas fuentes tienen más capacidad de corriente y buena regulacion: en este caso tendrán que alimentar el circuito con +12V. El circuito deberá refrigerarse de todas maneras.

Pines STBY o Standby y MUTE


Estos pines les ha dado a más de uno dolores de cabeza, pero no se compliquen!!!. Los pines STBY y MUTE son pines de control. Solo tienen importancia si nos interesa manejar el amplificador con algún microcontrolador. 
En nuestro caso, nos interesará utilizarlos ya les explicaré por que.


¿Cómo pueden utilizarse estos pines?
Bueno, por empezar estos pines están preparados para manejar niveles de tensión TTL es decir, niveles de tensión que representen 0's y 1's. 
Entonces, hagamos la siguiente prueba:

  1. Conectemos el TDA7386, sin conectar los pines STBY y MUTE.
  2. Ahora conecten los dos pines a +VCC y al segundo desconectenlos.... habrán suministrado un nivel de voltaje alto en la entrada de esos pines (1 lógico): el amplificador pasa a estar en ON.
  3. Si luego desconectarían estos pines y los llevarían a tierra, tendrían de nuevo el TDA en STBY.
Esto les permite manejar el amplificador con un microcontrolador o con algo de circuitería digital.

Pero entonces, ¿para qué?
Pues, si tienen acoplado un circuito de refrigeración por temperatura, este circuito podría apagar (poner en mute) al amplificador cuando se sobrepasa la temperatura que uds. le hayan preseteado.

También lo pueden usar para dejar su equipo de audio en el que esté instalado este amplificador, en standby.

Por último, pueden instalar algunas protecciones a la salida (el circuito ya cuenta con un pequeño modulo de proteccion a la salida) que lleven a mute o standby el circuito cuando se cortocircuita una salida.

En fin, existen muchas posibilidades!, pero si no les interesa usarlos por ahora, solo conectenlos a la tensión de alimentación +VCC a través de una resistencia de 10k para que les limite la corriente a esos pines. 


Potes o potenciometros de control de volúmen

El TDA7386 es un amplificador de potencia, con lo que les recomendaría que no conecten directamente las entradas a la salida de un mp3, un DVD o lo que sea... no es que algo vaya a salir mal :P , solo que obtendrían mejores prestaciones si utilizaran algunas de las siguientes configuraciones:

-Entrada + pote de volumen + preamplificador con operacionales + TDA7386
-Entrada + pote de volumen + pre con el TDA1524A + TDA7386
-Entrada + control digital de volumen + preamplificador con operacionales + TDA7386
-Entrada + acoplamiento con operacionales (pre) + control digital de volumen con TDA7318 + TDA7386

La última opción es la más "profesional" pero la más cara también!... Uds. deciden, pero si quieren armar algo rápido para meter ruido sin importar mucho la calidad pueden utilizar un pote de volumen y el TDA7386 jej. 

_ Una posible configuración para el acoplador de señal con operacionales hace uso del TL071 a través del esquema que se muestra a continuación:


Aqui en el caso del TDA7386 tendríamos que estar haciendo 4 etapas iguales para cada uno de los canales... El preset de 20k puede prefijarse para lograr que la señal a la entrada sea lo más fiel posible... este luego lo dejaremos fijo. La salida la conectamos al TDA7386 de modo que la señal ataca la etapa de potencia ya previamente acoplada de manera adecuada. En este caso el control de volúmen lo podemos hacer con alguno de los potenciometros (recomendable el de 50k) , mientras que el otro lo dejaremos fijo. Al potenciometro que dejamos fijo una vez acoplada la señal preferentemente conviene que sea un "preset" como los que se muestra en la figura:

_Un TDA7318, que luego presentaremos en alguna entrada, es una de las opciones más elegantes de implementar en cuanto "a la poca circuiteria" que tienen que fabricar y las prestaciones que tendrán. El costo es que necesitan si o si un microcontrolador programado para poder manejar el IC.


_ Si queremos algo más sencillo y no queremos trabajar con toda esta etapa, podemos directamente colocar un potenciometro preferentemente de 25k o 50k, la elección final queda de acuerdo a la sensibilidad de su perilla de volumen!... El potenciometro se muestra a continuación con el esquema de la sencilla conexión: 




En la "Entrada de señal" conectan la señal de audio que quieren amplificar. En "Al amplificador" se conectan a la entrada de alguno de los canales del TDA7386. Es obvio donde se conecta "GROUND". Si quieren pueden utilizar potenciometros dobles (que tienen 6 patas) y entonces manejar más de un canal a la vez. En ese caso con 2 potenciometros dobles manejan todos los canales...




Manejo de las entradas del TDA7386

Si bien tenemos 4 entradas disponibles, podemos agruparlas de a 2, 3 y 1 o bien las 4 juntas, todas las posibilidades son válidas. Es importante saber que solo tendremos el máximo drenaje de corriente (5.5 a 6 A) cuando utilizamos las 4 entradas.
También existe la posibilidad de dejar entradas sin conectar. El TDA7386 tiene una función de "Auto-mute" con lo que silenciará automáticamente las entradas que presenten niveles de tensiones muy pequeños al nominal o directamente nulos. 
Si utilizamos un circuito de conmutación, podemos conectar más de una fuente de audio a nuestro sistema, seleccionando preferentemente la de nuestro interés. Podemos utilizar tanto conmutadores digitales como analógicos.
Los conmutadores analógicos son más sencillos de manejar porque no requerimos ningún microcontrolador.
En la siguiente figura, les sugiero alguna de las formas en que pueden conectar un conmutador de 3 posiciones (o sea eligiendo entre 3 fuentes de audio) para 4 canales como el TDA7386:


Es solo alguna de las posibilidades. Uds. pueden crear sus propias configuraciones. Es importante usar cables apantallados para minimizar el ruido. Si usan circuitos digitales entonces, pueden llegar a filtrar también contenido de alta frecuencia lo cual es una ventaja sobre estos conmutadores.

Manejo de salidas del TDA7386

Por las características del amplificador, no pueden agruparse las salidas de ningún modo. Si solamente tenemos 2 parlantes, no podemos conectar salidas en paralelo. Eso tampoco puede hacerse en ningún tipo de amplificador. 
Las salidas tampoco pueden interconectarse a tierra, porque estaríamos cortocircuitando el amplificador. Por lo tanto, los dos terminales de cada parlante no deberían nunca tocar puntos de la carcaza, ni la fuente, ni tierra o GROUND del circuito. 

Conectando parlantes de menor impedancia se tendrá mayor potencia, pero nunca mayor a la nominal. Utilizar parlantes de 4 o 3.2 ohms de impedancia es una de las mejores alternativas. Se puede de todas maneras usar parlantes de 8 ohms pero tendremos menor potencia para la tensión de alimentación.

Ahora a armar el proyecto con éxito!

Conversor Analogico-Digital implementado en el PIC16f877

Un conversor A/D o analógico-digital es un dispositivo capaz de convertir una señal analógica continua (de tensión preferentemente) en una señal discreta con una resolución determinada y una frecuencia de refresco predefinida.


Existen muchos tipos de conversores, pero resulta interesante destacar tres elementos primordiales que pueden ser muy importantes a la hora de definir con cual trabajar:
  • Error o precisión con respecto a un calculo teórico o constante de proporcionalidad.
  • Frecuencia máxima de trabajo y de la señal de entrada (en caso de trabajar con señal no-continua).
  • Resolución (del registro en bits que representa la tensión).
Los microcontroladores son la manera más eficaz de poder implementar distintas aplicaciones respondiendo a nuestras necesidades. Estos dispositivos (que ya presentamos en alguna entrada de este sitio) se pueden programar para efectuar diferentes tareas a través de algún compilador utilizando algún lenguaje de programación base como el ASM, Basic o C por ejemplo.

Introduciendonós al PIC16f877, la idea es tratar de explicar como utilizar el modulo conversor que este contiene.
Este PIC al trabajar con la característica de conversor A/D permite representar un valor de tensión contenido en un rango predefinido, a través de una palabra de 10 bits. Esto brinda una gran resolución lo que permite tener una precisión aceptable. 
Si las tensiones de referencia son Vref+ y Vref-, tensiones continuas situadas en un rango permisible del PIC (ver datasheet) entonces la resolucion es de:


Resolucion = (Vref+ - Vref- )/1024


Suponiendo que ya tienen una idea de cuales son las direcciones de un PIC16f877 y la arquitectura de este microcontrolador, les comento como trabajar sencillamente para configurar el A/D.

¿En que elementos se constituye el módulo de conversión A/D del PIC?
-Un registro de resultado de la conversión que consiste en dos bytes:
                                                                                                      Un byte alto o ADRESH (Bank0 0x1E)
                                                                                                      Un byte bajo o ADRESL (Bank1 0x9E)
-Dos registros de control y configuración del modulo A/D:
                                                                                    Registro ADCON0 (Bank0 0x1F)
                                                                                    Registro ADCON1 (Bank1 0x9F)


-Dos niveles de tensión de referencia que pueden configurarse entre los bits:
                                                                                                                 RA2, RA3
                                                                                                                 RA2, VSS
                                                                                                                 RA3, VSS
                                                                                                                 VDD, VSS

¿Cómo configuro y utilizo el conversor en el PIC?
Necesitamos configurar el puerto que recibirá la llamada tensión de referencia, la velocidad de "lectura de los valores de tensión, las lineas que estarán pudiendo recibir niveles de tensión a leer y otros elementos más.


El registro ADCON0 que se ubica en el primer banco (necesitamos acceder a este banco antes de configurarlo), más precisamente en la dirección 1F está compuesto de los siguientes bits:


b7        b6         b5        b4        b3         b2               b1       b0 
ADCS1  ADCS0   CHS2    CHS1    CHS0    GO/DONE    -----     ADON


El bit menos significativo ADON deberá estar en 1 para activar el modulo.


El bit de control GO/DONE estará en 1 cada vez que el modulador esté trabajando: este bit lo podemos utilizar como flag para encender un led o evitar que se produzca una interrupción durante el proceso.


Como podemos trabajar leyendo niveles de tensión desde cualquiera de los canales del puerto A del PIC entonces los bits CHS2, CHS1 y CHS0 permiten escoger el puerto que el conversor "leerá". Por ej: CH2,CH1,CH0= 101 utiliza el puerto RA5 para leer niveles de tensión.


Por otra parte, el registro ADCON1 situado en el banco 0 más precisamente en la dirección 9F, se encarga más que todo de la configuración de las tensiones de referencia y la velocidad de actualización. Así:








b7        b6         b5        b4       b3          b2          b1          b0 
ADFM   ADCS2   ------     ------    PCFG3    PCFG2    PCFG1   PCFG0

Como los bits del registro del conversor son 10, los 2 bits del byte alto pueden ser justificados a la izquierda o a  la derecha. El hardware completa con 0's los demás 6 bits. El bit ADFM permite la justificación: si es 1 se justifica a la derecha, si es 0 lo hace a la izquierda.

Los bits PCFG3, PCFG2, PCFG1 y PCFG0 permiten configurar las lineas de entrada al conversor y las tensiones de referencia. Las líneas pueden ser analógicas o digitales. Si son analógicas pueden recibir niveles de tensión que estén situados entre los dos valores de referencia. Si son digitales serán puertos comunes del PIC (no participan del módulo A/D).

Existen 16 combinaciones para configurar las lineas,las cuales pueden mostrarse en la siguiente tabla:



Por ej : Si los bits PCFG3, PCFG2, PCFG1 y PCFG0 se configuran como 011x todos los puertos son digitales, pero si se configuran como 1110, el bit RA0 será la linea de entrada al conversor y las lineas de referencia (Vref+ y Vref-) serán respectivamente las tensiones VDD y VSS.

Los bits ADCS2, ADCS1 y ADCS0 (repartidos entre los dos registros) permiten definir la frecuencia con la que el modulo trabajará. La tabla muestra algunas de las posibilidades:

ADCS2  ADCS1   ADCS0     Frecuencia
   0          0           0             Fosc/2
   0          0           1             Fosc/8
   0          1           0             Fosc/32
   1          0           1             Fosc/16
   1          1           0             Fosc/64

donde Fosc es la frecuencia del oscilador externo con el que está trabajando el microcontrolador.



De esta manera tenemos las primeras herramientas para usar un poderoso modulo que contiene nuestro micro. Trabajaremos con un conversor r2r implementado en base a este concepto próximamente.