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AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

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AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Dom 3 Abr 2016 - 18:33

Projeto desenvolvido por Renato Bazzo Lopes e Luciano Georg, designado DUE por ser classe D e estéreo 2 canais, este é o primeiro modelo com a nomenclatura RS em homenagem ao nosso saudoso amigo Rafael Silveira, todos os demais da mesma família terão essa nomenclatura para diferenciação, pois outros modelos estão em desenvolvimento.
Baseado no TDA8954TH produzido pela NXP, subsidiária da Philips ( [Você precisa estar registrado e conectado para ver este link.] )
é um circuito integrado de um amplificador estéreo de classe D capaz de entregar até 2X 210 Watt's, possível também operação em Bridge, maiores detalhes consultar o datasheet.
Por trabalhar em uma frequência mais alta tem uma ótima performance, no projeto foi usado um PWM de 335khz, alimentação proposta é de fonte de 41v+41v, podendo ser usado tensões um pouco menores. Impedâncias de até 3 ohm's são possíveis.
Os amplificadores classe D estão evoluindo constantemente, suas vantagens inclui uma melhor eficiência de energiaXcalor, gerando grandes potências com baixo aquecimento, não sendo necessário grandes dissipadores.

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Demais arquivos serão disponibilizados por Renato Bazzo Lopes.

ARQUIVOS PARA BAIXAR:

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Espero que aproveitem, enjoy !

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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por renatoscp em Dom 3 Abr 2016 - 20:31

ARQUIVOS PARA BAIXAR:

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Segue acima os arquivos para download, já os incluí no post principal do Luciano também.

Bom, parece que o post dele não deixou dúvidas em relação ao amplificador. Eu particularmente nunca fui muito fã dos classe D, mas tenho que confessar que esse realmente me surpreendeu na qualidade, basta verem o vídeo postado pelo Luciano. De fato não se parece com um classe D no quesito qualidade. Médios e agudos perfeitos!

Apenas frisando alguns fatores:

O Luciano menciona o TDA8954 que foi o utilizado no protótipo, porém pode ser utilizado o TDA8953 também. A diferença entre eles é que o 54 possui 2 pinos funcionais que não tem função no 53, porém esses pinos são para diagnóstico externo e sendo assim, deixei eles desconectados na placa, permitindo a utilização de qualquer um dos dois. Ambos são idênticos e fornecem a mesma potência, 2 canais de 210W ou apenas 1 canal de 420W operando em BTL. Isso em seu limite de tensão de fonte, que é 41,5V simétricos. A tensão mais baixa que pode ser aplicada fica em torno de 12,5V simétricos, então, esse amplificador pode fornecer várias potências diferentes e pode ser utilizado em várias aplicações.

No arquivo compactado que disponibilizei para download existem duas versões de placa. Uma pra ser utilizada com os TDA8953TH / TDA8954TH (SMD), e outra para ser utilizada com os TDA8953J / TDA8954J (não SMD).

Ambas são similares, o circuito é o mesmo, os CIs também são, a única coisa que se altera é o encapsulamento. Os não-SMD são mais difíceis de serem encontrados, por serem menos utilizados em aparelhos comerciais.

Lembrando apesar de rigorosamente conferidos os layouts, a placa testada por enquanto foi a do TH (SMD). Assim sendo, se alguém for montar a versão J (não SMD) que fique ciente que será a cobaia da vez.

No mais é um circuito simples, compacto, muito eficiente. Uma placa de apenas 7cm x 8cm aproximadamente com capacidade de fornecer mais de 400 watts RMS com excelente qualidade.

O CI utilizado não é dos mais "baratinhos", comparado com o que estamos acostumados à montar, porém, pela sua potência e qualidade, torna-se uma excelente relação custo x benefício, visto que fornece os 2 canais em uma única plaquinha e o restante dos componentes são simples e baratos.

Qualquer dúvida em relação à qualquer etapa do circuito da placa ou montagem, podem postar que eu ou o Luciano vamos dando prosseguimento.
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Dom 3 Abr 2016 - 21:26

Já montei vários projetos, sempre procurando algo diferente e inovador, e foi supreendente. Realmente este projeto foi um desafio para mim que não sou profissional da área, estudamos o datasheet, avaliamos as possibilidades tendo em mente que esse chip foi desenvolvido pela Philips-Holland que posteriormente criou a divisão NXP, que eles já vinham com outros modelos anteriores demonstrando o aperfeiçoamento dos classe D, o diferencial era o PWM bem mais alto que os similares e sua potência, acreditando nisto resolvemos ir em frente. Este é o mais potente da linha Philips-NXP, mas isto não quer dizer que ele seja só para graves e pancadão, muito ao contrário, demonstra ser muito bem equilibrado em seus estágios, sem o uso de qualquer pré-amplificador ou equalizador o som se mostrou muito bom em todas as frequências.
Sendo todo o sistema class D em um único encapsulamento, ele é bem otimizado, sendo um dos pontos mais surpreendentes o baixíssimo aquecimento, deixei ligado tocando por horas e ficou completamente estável, lembrando que são 2 canais, e não somente 1, deixei tocando em uma caixa full-range Aiko e outro canal em uma caixa de grave Infinity PS8 ( Somente passiva, tendo o seu amp. removido ) Ambos os canais se completaram gerando um som encorpado e abrangendo todo o espectro audível, realmente o estéreo dá um efeito muito bom no som. Outro ponto forte é o custoXbenefício.
Sobre a construção, eu como já citei antes não sou profissional, não tenho curso algum da área e nem equipamentos caros, sou funcionário público, trabalho nos projetos quando posso, eventualmente passo semanas fora de casa mas consegui executar, portanto acredito que qualquer pessoa que tenha uma boa disposição também o consegue fazer, basta ler, estudar e pesquisar sobre o assunto.
Próximo passo será utilizar uma fonte chaveada, que eu achava necessário ter uma potência entre 600W a 800W, mas já vi que não será preciso tanto pois seu aproveitamento deve beirar perto do 100%. Portanto teremos mais novidades no decorrer das próximas semanas.

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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lynos em Dom 3 Abr 2016 - 22:36

muito bom vou montar
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lynos em Dom 3 Abr 2016 - 22:41

boa noite vc teria em sprit layout
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por djlian em Seg 4 Abr 2016 - 13:45

Parabéns pelo belo trabalho, agora uma pergunta, eu tenho um tda8950, e gostaria de saber se posso utilizar essa placa para o mesmo, uma vez que sua configuração ficou simples e prática, no mais ficaria muito grato. no mais abraço.
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por renatoscp em Seg 4 Abr 2016 - 15:30

djlian escreveu:Parabéns pelo belo trabalho, agora uma pergunta, eu tenho um tda8950, e gostaria de saber se posso utilizar essa placa para o mesmo, uma vez que sua configuração ficou simples e prática, no mais ficaria muito grato. no mais abraço.

Boa tarde irmão...

Infelizmente não, não é compatível... Depois vou analisar com calma os datasheets, mas me lembro que existem divergências em alguns pinos.
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Seg 4 Abr 2016 - 17:05

Segundo o datasheet do 8950 a pinagem é compatível com o 8920, porem existe diferenças no Input, mas facilmente contornável. Estou desenhando a placa para o TDA8920BJ ( Não SMD ) Mas não sei quanto tempo vai levar. Estou fazendo o layout pois tenho 2 unidades aqui e quero testar.


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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por djlian em Seg 4 Abr 2016 - 20:52

Opa, muito obrigado pela resposta, fico muito agradecido, tenho outra dúvida, ele esquenta muito vc já testou ele é modo "hard" tipo ver se ele dá realmente o que promete, tava vendo o datasheet dele e vi q ele é para ser usado em pa, fiquei muito interessado já q gosto muito de som,, e pelo q vi é um excelente custo benefício. Abraço estou no aguardo da placa eu já ia fazer essa q tá postada e me aventurar em colocar pra funcionar, mas já q vc disse q vai fazer um layout para o 8920 e vi q os dois são compatíveis vou esperar mais um pouco, fica com Deus ae e boa sorte.
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Seg 4 Abr 2016 - 21:41

O 8920 é 200 Watt's, já o 8954 é 420 Watt's, vou preparar um vídeo dele em modo "Hard" mas acredito sim que é bem forte, pelas especificações do data e pelo que eu senti no teste usando caixas originais e já testadas em outros amp's. Efetuei uma vez medições de potência com um classe D e outro AB, hoje já tenho os parâmetros para comparações e sei o quanto bate na caixa de sub. Citando nosso amigo Joel Gomes, que diz mais ou menos assim: A potência depende de uma série de fatores.

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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por djlian em Seg 4 Abr 2016 - 23:00

Bacana, estou aguardando.
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por alexsandro rodrigues de a em Ter 5 Abr 2016 - 9:53

A evolução o melhor resultado com o menor custo. Positivo

Com rendimento de 93% e distorção que vai de 0,5 a 10% tem o melhor desempenho em qualidade a 0,5 % de distorção a 160W Maximo por canal isso significa que para cada 93w devemos ter uma fonte de 100W

A configuração em ponte BTL pode fornecer 330W a 8 ohms -0,5% e 420W a 10% por canal isso e uma boa potencia e relação custo benefício com fonte de 350W por canal.

Resposta de freqüência de 22Hz a 20kHz

Pag 21 e 22
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por renatoscp em Ter 5 Abr 2016 - 10:39

alexsandro rodrigues de a escreveu:A evolução o melhor resultado com o menor custo. Positivo

Com rendimento de 93% e distorção que vai de 0,5 a 10% tem o melhor desempenho em qualidade a 0,5 % de distorção a 160W Maximo por canal isso significa que para cada 93w devemos ter uma fonte de 100W

A configuração em ponte BTL pode fornecer 330W a 8 ohms -0,5% e 420W a 10% por canal isso e uma boa potencia e relação custo benefício com fonte de 350W por canal.  

Resposta de freqüência de 22Hz a 20kHz

Pag 21 e 22

Sim...

Pra um classe D, esse THD até que tá baixo concorda rs.... THD menores que estes são esperados apenas nos AB. Viu o vídeo do Luciano? deu pra sentir a qualidade?
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por alexsandro rodrigues de a em Ter 5 Abr 2016 - 15:37

E realmente é cada vez melhor a qualidade nos classe D, 0,5 % esta ficando próximo aos ab profissionais que são de 0,1% porem ainda distante dos hi end de 0,01% ou menos.

Mas veja os limiter com ci ate pouco tempo tinha essa distorção de 0,5% apenas agora na ultima decada que teve uma nova geração com boa qualidade de 0,1%


A grande maioria dos sons comerciais são especificados a 10% que são extremamente distorcidos, mas com o uso de potencia menores do que o indicado como o Maximo a distorção é bem menor.
Neste caso a diferença de potencia entre 0,5% e 10% não e tão grande de 160 para 210, e indica o bom rendimento do sistema cerca de 70% para boa qualidade.



Os sistemas classe D de menor distorção são os que une as duas tecnologias a D e a AB na classe EEEngine technology que tem distorção de 0,1%

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ele usa um amplificador classe D como fonte de alimentação para um AB desta forma tem o melhor das duas tecnologias sem grandes perdas em aquecimento.

O classe D fornece a tensão necessária apenas para formar a onda do sinal evitando que o AB tenha grande dissipação em calor obtendo o melhor aproveitamento sem chaveamento como acontece nos classe H.

mas essa tecnologia tem a desvantagem de ser de alto custo. mais de R$4600
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por Minondas em Ter 5 Abr 2016 - 16:00

Soou bem o video, e deixa a gente curioso... rs
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Ter 5 Abr 2016 - 16:58

Nosso colega Alexsandro Rodrigues deu a definição clara deste projeto : "EVOLUÇÂO"
  Assunto muito debatido, inclusive entre eu e o Renato, fã ardoroso dos AB's, mas eu sempre dizia a ele sobre a constante evolução dos classe D e dos C.I.'s dedicados, fabricados exclusivamente para estes fins como o IRS2092, em que os circuitos deixam bem para atrás antigos projetos que podiam ser usados exclusivamente para graves, devido as suas restrições. Me lembra muito a evolução e posterior "massificação" dos transistores na minha tenra idade, aonde não se encontrava projetos de grandes potências, restritos aos BD's e 2N3055 e somente aparelhos caros tinham a potência "enorme" como o Gradiente 366 ( Sonho de consumo de muitos ) e o estrondoso Cygnus PA1800D no qual poucas unidades tocavam uma casa de show's grande como a Rivage de Blumenau que usava 3 desses, algo impensável nos dias atuais, como também a época ninguém sequer cogitava construir um aparelho desses em casa. Transistores Sanken era caros e de difícil obtenção. Um grande salto se deu com a entrada dos "Tigres Asiáticos" no mercado e o surgimento do 2SC5200/2SA1943 e seu baixo custo.
 Acredito estar vendo um novo salto nesta constante evolução, os classe D já são uma realidade e construção de projetos com SMD o novo desafio.
 Cabe agora a quem acompanhar os novos desafios junto a evolução e quem vai ficar para atrás.

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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Ter 5 Abr 2016 - 17:45

Para quem acha que possa ter dificuldades com o indutor, aqui nosso amigo Joel dá uma aula completa sobre o assunto


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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Qua 6 Abr 2016 - 8:56

Vou postando aqui como foi o processo, primeiro eu soldei o SMD, de forma que os demais componentes não atrapalhassem este que é o processo um pouco mais complicado :

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Usei somente um ferro de solda de 25W, não tenho estação de solda e minha bancada é extremamente simples, solda-estanho normal e uso de lupa e uma lente retirada de projetor.
 Uma forma simples que utilizei foi contrapor a placa contra luz em busca de resquícios de solda e curtos entre os pinos e nas trilhas :
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por renatoscp em Qua 6 Abr 2016 - 9:04

Lembrando que passar uma camada de fluxo na placa ajuda muito a soldagem em SMD. Quem não tiver fluxo, pode usar pasta térmica mesmo, basta lavar bem a placa depois de soldar o SMD.
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Sex 8 Abr 2016 - 22:20

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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Sab 16 Abr 2016 - 10:48

Só estou tendo os finais de semana para trabalhar com os projetos, segue mais um teste do DUE em graves, minha fonte está apresentando queda tensão, tenho que providenciar uma mais potente...


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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Qui 21 Abr 2016 - 20:03

Mais alguns testes, agora usando fonte SMPS com várias tensões e capacitores.
Teste feito somente com caixas de graves, ruído no final do vídeo foi de uma lanterna no chão.
Mudei um pouco o repertório, agora um Reggae :


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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Sab 21 Maio 2016 - 23:14

Estava testando com 2 falantes de 4R ligados em apenas um canal :


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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por criseletron em Qua 25 Maio 2016 - 12:43

muito bom deve ter uma otima qualidade , ele sera bom para substituir saida da som qeimada...
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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

Mensagem por lgeorg12 em Dom 29 Maio 2016 - 10:42

Já testei desde 22 volt's até 38 volt's, inclusive usando uma SMPS NS450.
Para impedâncias mais baixas recomendo tensão mais baixa também.
Caso o input não se torne compatível com a fonte de sinal utilizada, pode-se usar os 2 negativos do sinal direto ao GND.

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Re: AMPLIFICADOR CLASSE D 420WRMS DUE RS-01

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