Como hacer unas Cabinas Activas o Amplificadas

Como hacer unas cabinas amplificadas de 250W. Ideales para su negocio, bar o discoteca, o simplemente para disfrutar en familia.

Sello de probadoEn esta ocasión presentamos una cabina amplificada o también conocida como cabina activa. Consiste en un bafle o caja para parlante, el cual incluye en su interior su propio amplificador, sin contar otras prestaciones como preamplificadores de micrófono, ecualizador y en muchos casos un reproductor MP3 con entrada USB y bluetooth.
Este tipo de cabinas por lo general son monofónicas. Se usan dos iguales para lograr en estéreo, aunque también las hay estéreo con una salida a una cabina pasiva. Es decir, que si la cabina amplificada reproduce el canal derecho (R), la salida adicional a la cabina pasiva será el canal (L).




La cabina que presentamos a continuación tiene una potencia de 250 watts en 4 ohmios. Es de madera, pintada con impermeabilizante para carro (body schutz) y pintura de poliuretano. Se hizo pensando en el trabajo pesado y gran durabilidad.
Los circuitos que conforman nuestra cabina activa están todos publicados en la página. Sin embargo hemos hecho unas adecuaciones de estos con algunos cambios. Estos los encontrará en el archivo PDF que damos gratis al final de este artículo.

Partes de la cabina amplificada

Comencemos por enumerar las partes de nuestra cabina amplificada. En primer lugar tenemos un amplificador. Hemos escogido el Amplificador complementario de 250W, ya que éste es de buena potencia y tamaño reducido. No quiere decir que sólo se pueda usar éste. Eso ya depende de cada quien y del espacio que tenga en su caja.
El otro circuito es el preamplificador de micrófono y línea mezclada. En este caso usamos dos de éstos para poder conectar dos micrófonos.
El tercer circuito es el Sumador de señales. Se encarga, como su nombre lo indica, de sumar las señales provenientes de los dos preamplificadores, para luego entregarlas al amplificador.

 

A continuación veamos en detalle cada circuito que conforma la cabina activa
preamplificadores y sumador

Los preamplificadores de micrófono y línea mezclada son iguales al que tenemos en la sección de preamplificadores. Este es una versión del preamplificador de Tupolev de forosdeelectronica.com, sólo que se le hicieron unas pequeñas modificaciones, tales como cambiar los condensadores de la entrada de micrófono por unos de un valor más bajo y así lograr un poco más de banda media y otros detalles como volver una entrada de micrófono en entrada balanceada.
El sumador, además de sumar las señales de ambos preamplificadores, también se encarga de alimentarlos, puesto que tiene su propia fuente de alimentación. Esto facilita el trabajo y baja costos.

 

Como hacer un preamplificador de micrófono balanceado?

Esto es realmente sencillo. Basta con añadir algunas piezas para lograrlo, pero primero veamos que es una conexión desbalanceada y que es una conexión balanceada.

Comencemos por explicar cómo es una señal desbalanceada. Esta tiene sólo dos polos, positivo y tierra o masa. Por lo regular las entradas no balanceadas usan conectores comunes como el plug mono o los RCA. Los sistemas de sonido caseros y semiprofesionales tienen entradas no balanceadas. No es que un sonido sea malo por usar señales no balanceadas, pero cuando se trata de manipular señales por grandes distancias en tarimas y además rodeadas de muchos equipos electrónicos, pueden ser interferidos por ondas electromagnéticas y se genera ruido hum. Por eso una señal no balanceada no se usa en sonidos 100% profesionales.

Qué es una señal balanceada?

Una señal balanceada tiene tres polos. Señal positiva (+), señal negativa (-) y tierra o masa común. Aunque llamar estas señales positiva y negativa es algo un poco coloquial, ya que realmente estas señales entran a un circuito integrado por sus entradas inversora y no inversora. Así que a mi parecer sería una señal invertida y otra no invertida.
Tengamos en cuenta que cuando una señal entra por una entrada no inversora, la señal sale al otro lado con la misma fase que entró; Mientras que cuando una señal entra por una entrada inversora, sale totalmente invertida del operacional.
Esto hace una suma de señales opuestas, haciéndola más fuerte a las interferencias electromagnéticas y cancelando muchos ruidos que se pudieran haber filtrado en su trayectoria por el cable.
El conector más usado para una señal balanceada es el cannon XLR. Este trae sus tres pines numerados así:
El pin 1 es tierra o masa común. El pin 2 es señal (+) y el pin 3 es señal (-). Claro está que también se puede usar un plug estéreo de ¼ de pulgada. Este tiene tres secciones. La primera sección es la más grande. Recibe el nombre de cuerpo y es tierra, así que su equivalencia es el número 1. La sección de la mitad se llama anillo y conduce la señal (-). Su número es el 3. Y la punta del plug es el 2, o sea que conduce la señal (+).

Emulando una fuente simétrica

preamplificador balanceadoTeniendo claras las conexiones, podemos convertir la entrada no balanceada de casi cualquier preamplificador, en una entrada balanceada. Porque digo casi? Pues porque si el preamplificador es de fuente simple no es posible hacer esto. Los pines de las entradas no inversoras, van conectados a un divisor de voltaje o pedestal, que hace que el circuito integrado funcione como si tuviera una alimentación simétrica.
Lo que hicimos en éste caso para balancear la entrada, fue cortar la pista que lleva el pin 3 a tierra, y colocamos una resistencias de 100K entre éste pin y el tierra.
Ahora la señal positiva faltante pasa primero por un condensador y luego por una resistencia de 1K, para entrar por el pin 3. Todo lo hicimos modificando a mano un circuito impreso de los ya existentes en nuestro sitio web.
Sin embargo, para facilitar el trabajo de los estudiantes, hemos hecho el desarrollo de este circuito impreso y lo incluimos en el archivo PDF que está al final de éste artículo.

Qué amplificador usamos?

Ahora veamos el amplificador que usamos. Este es el Amplificador complementario de 250W. Es monofónico y ya lleva publicado más de 2 años en nuestra sección de amplificadores. Usamos los transistores de potencia MJL21194 y MJL21193, que dan una respuesta tan buena como los 2SC3858 y su complementario el 2SA1494.
No es obligación usar este amplificador para este proyecto. Si lo desea puede usar un amplificador estéreo y dejar una salida para una cabina pasiva. Eso ya es al gusto y necesidad de cada quien.




El transformador

electric transformerEl transformador que usamos es de 45 + 45 voltios AC, esto quiere decir que tiene 3 cables. Al medir cada cable de un extremo con respecto a un TAP central, tenemos una tensión de 45 voltios AC. Y al medir entre los dos extremos, mide 90 voltios AC. La corriente mínima necesaria para conseguir una buena respuesta de bajos en alto volumen es de 6 amperios.
Al construir este transformador usamos un núcleo de 3.8 centímetros por 5 cm. Para el devanado primario tuvimos que enrollar 265 vueltas de alambre calibre 20. Esto debido a que el voltaje de nuestra zona es a 120 voltios.
Para el devanado secundario dimos 200 vueltas de alambre calibre 15. Hay que detenerse en la mitad de vueltas (100) para sacar el TAP central. luego enrollar las otras 100 vueltas.
Para los países que tienen un voltaje de 220 en la red publica, es necesario enrollar 486 vueltas para el devanado primario, usando alambre calibre 23. El devanado secundario es igual en ambos casos.
Aparte hicimos un devanado adicional de 12 voltios, enrollando 27 vueltas de alambre calibre 23.

Algunas conexiones importantes

power switchEn la foto apreciamos el interruptor de encendido. También un jack estéreo, que hace de terminal de salida para una cabina pasiva adicional.
Lo que hace el interruptor es conectar y desconectar el devanado primario del transformador, de la red pública. Es decir, interrumpe el fluido eléctrico que llega al transformador. El interruptor debe soportar el voltaje de la red pública de su país y al menos unos 3 amperios en adelante.
El cable delgado adicional de color verde, va al otro cable del trasformador.  Lo que hace es encender un pequeño bombillo que hay dentro del switch o interruptor. Los cables blancos sí son los que realmente hacen el trabajo fuerte.
El jack tiene unos pequeños cables azules que realmente no tienen que ver con el sonido. Estos cables azules llevan la señal del amplificador a un par de LEDs, que muestran el máximo nivel de volumen. (Ver diagrama en el archivo PDF). Los LEDs se colocan con unas resistencias en serie de 100K y 220K, aunque eso depende de la potencia del amplificador. Yo no calculé la resistencia, si no que la fui buscando a ensayo y error, hasta encontrar la que más me pareció adecuada.
Por otra parte vemos que aún no habíamos conectado los cables de la salida a parlante, ya que éstos primero se unen con los cables que vienen del parlante.

El diseño

diseño del frente cabinaLo primero que hicimos fue cortar una lámina galvanizada de calibre 18 al tamaño adecuado. En este caso es de 27 centímetros de ancho, por 33 de alto. La calcomanía tiene 19 x 33 centímetros, quedando el espacio para atornillar el disipador.
El diseño del frente fue hecho en Corel Draw, para luego imprimirlo en papel vinilo adhesivo, recubierto con flu graphic, que es un plástico transparente adhesivo de gran resistencia. Este diseño lo puede Descargar aquí en formato para abrir con Corel Draw.


Se deben hacer todos los orificios en la lámina, de tal manera que coincidan con cada potenciómetro, conector, interruptor, porta fusible, LEDs y tornillos de agarre.
Luego que la lámina está lista se puede pintar si lo desea para evitar su oxidación. Otra alternativa es usar lámina galvanizada o de acero inoxidable que no se corroe con el tiempo.
Las perillas deben ser de acuerdo al diseño que realice. Esto le da un buen acabado.

conector entrada poderEl conector para el cable de poder debe tener polo a tierra, es decir que tiene tres polos: Fase, Neutro y Tierra. El tierra se conecta al chasis del transformador y así evitamos esos molestos ruidos hum.
Es indispensable usar un porta fusible a la entrada del transformador. Así en caso de haber un corto o avería en el amplificador, el fusible se quema, evitando mayores daños en la tarjeta. El fusible depende del amplificador que use. Por ejemplo en este caso usamos un fusible de 2 amperios, ya que el amplificador es de 250W y el voltaje de la red pública es de 120 voltios.
250 Watts dividido 120 voltios = 2.08 amperios.
El disipador se atornilla muy bien a la lámina. También los transistores del amplificador van muy bien ajustados, tanto a la lámina, como al disipador. En este caso lo que hicimos fue como un sándwich o emparedado con la lámina, quedando entre los transistores y el disipador. Se debe usar grasa siliconada para transmitir el calor. Se aplica entre el disipador y la lámina.
NOTA: vale recordar que los transistores van aislados del disipador y de la lámina con aislantes de mica, de lo contrario se genera un corto circuito.

La caja acústica de la cabina amplificada

Por lo regular cuando hacemos cajas para nuestros bafles, optamos por hacerlas cuadradas. Esto es porque lograr formas orgánicas o curvas con la madera es bastante difícil. En esta ocasión optamos por mandar a hacer las cajas a un experto en el tema. El señor Wilder Pinilla de Bogotá Colombia nos construyó las cajas con una forma bastante moderna y vanguardista. Si desea contactarlo puede escribir al correo electrónico [email protected]

planos cajas

Sin embargo si desea experimentar y hacer el intento, aquí le dejamos unos planos de las cajas bastante aproximados. No publicamos su fabricación en su totalidad, ya que este es el trabajo de una persona ajena a nuestra página y no es nuestra intención perjudicar el trabajo de otros. Las medidas están en centímetros.

speakerAhora bien: Ya sea que nuestra caja sea cuadrada o de la forma que sea, debe cumplir unas especificaciones técnicas para lograr un buen sonido.
La capacidad en litros debe ser la correcta. Esto quiere decir que si por ejemplo usted hace la caja más alta de lo recomendado, deberá restar del ancho o de la profundidad para lograr mantener el volumen cúbico.
Otra norma indispensable es el recubrimiento del interior con algún material que absorba las vibraciones parásitas. Esto puede ser fibra de vidrio, guata o fieltro.
La madera debe estar muy bien pegada. Sin ningún escape o ranura. Debe usar tablas gruesas de al menos 1.5 centímetros de espesor, usar tornillos y abundante pegante.
Un detalle importante es que los dos orificios redondos de los lados eran originalmente para colocar un par de tweeters. Yo decidí colocarles desfogues para aumentar un poco la banda media, ya que estas cabinas serían usadas para reproducir voz humana.
Si lo que desea es un bajo más profundo, es mejor colocar los tweeter tapando esos orificios. Los tweeter deben llevar condensador de 0.47 uF y resistencias de 10 ohmios a 5W.

Los parlantes que usamos son de marca supertone de 500 watts, 65 onzas, 8 ohmios y 15 pulgadas. El driver es de 300W a 8 ohmios. El resultado fue bastante satisfactorio.

Un producto terminado!

cabinas terminadasAquí tenemos nuestras cabinas activas o amplificadas totalmente terminadas
Les hemos colocado una base en trípode para darles altura y abarcar un buen espacio sonoro.
Esta foto es de hace dos años que fue cuando hice estas cabinas. En ese momento sólo hice la prueba de sonido y no les tomé fotos como para hacer un tutorial y por eso no las había publicado.
Afortunadamente apareció el señor que me las había mandado a hacer para que le arreglara un potenciómetro que se había roto y pude hacer estas fotos y así poderles compartir mi experiencia.
Esperamos que este proyecto les ayude a aprender algo más de electrónica y si es posible puedan hacer cabinas como éstas, para su negocio, bar o discoteca. Puede combinarlas con su videorockola de pared o simplemente para disfrutar en familia.

Éxitos!!

Video de prueba de nuestras cabinas amplificadas




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Amplificador de 250W

Sumador de señales

Preamplificador balanceado


>>>Descargue aquí<<< El archivo PDF con el diagrama, el impreso y lista de materiales para la construcción de esta cabina activa.

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