Introdução
Amplificadores de áudio, também chamados de amplificadores de potência, ou até mesmo “potência” (apesar desse termo nos parecer errado), são um dos circuitos de áudio de fabricação mais simples. Não “simples” no sentido pejorativo, pois há muita tecnologia envolvendo qualquer aparelho, mas no sentido da sua própria confecção, projeto e execução ser relativamente mais fácil que outros circuitos, como mesas de som e periféricos diversos.
Prova disto é que existe, no mercado, cerca de três dezenas de fabricantes nacionais que fazem aparelhos deste tipo, e talvez mais um tanto de fabricantes importados, fazendo com que seja o tipo de equipamento com maior número de opções de marcas e modelos no mercado.
Com tantas opções, é absolutamente normal surgirem inúmeras dúvidas sobre qual modelo adquirir. Ora, o que diferencia um aparelho do outro? Será que é apenas a potência máxima? Será que é a sonoridade? As especificações técnicas de Slew-Rate, DHT, Damping Factor e tantos outros nomes pouco conhecidos pelos compradores? E, não podemos deixar de citar, o preço ? Será que devemos escolher um amplificador principalmente pelo preço?
Ainda que a grande maioria dos compradores de amplificadores de potência analise tais aparelhos baseados apenas em dados mínimos, como a potência máxima fornecida e o preço, nosso objetivo neste artigo é despertar o leitor para um tipo de característica que é pouco conhecida, mas que faz uma diferença ENORME na hora de trabalhar, que são os diversos circuitos de proteção que podem existir em um amplificador, e que facilitam ao extremo o trabalho do operador de áudio, que é quem vai lidar com o aparelho diretamente no dia-a-dia.
Para que queremos os circuitos de proteção?
Tenho um cunhado que trabalha em uma concessionária de veículos. Ele conta que a maioria dos clientes observa várias características dos carros, como preço, potência do motor, conforto interno, acessórios diversos, etc. Isso é o “normal”. Mas existe uma categoria de compradores que, logo de começo, pergunta sobre a existência de Air-Bags, freios ABS, terceira luz de freio e outros dispositivos de segurança. Alguns desses compradores exibem nos seus próprios corpos cicatrizes, mostrando que fazem tais perguntas porque descobriram, da pior forma possível, como é importante ter dispositivos de segurança no veículo. Enquanto isto, quem nunca teve tal experiência, relega tais dispositivos a segundo plano.
Evidentemente que freios ABS, Air-Bags frontais, laterais e outros têm um preço, um custo até bastante elevado. Por outro lado, quanto custa uma vida humana? Quem já sofreu um acidente grave e foi salvo por um desses dispositivos sabe bem que o benefício proporcionado ultrapassa em muito o custo!
Nos amplificadores, não é diferente. A maioria dos fabricantes mantém linhas separadas, uma de baixo custo e outra de alto custo. A diferença reside exatamente na existência ou não dos circuitos de proteção. Claro que aparelhos sem tais proteções serão mais baratos, mas por outro lado, em caso de “acidentes” (podem não custar a vida de ninguém, mas podem custar o “nome” do profissional, ou o “pescoço” do voluntário de igrejas), serão esses os dispositivos que vão “salvar” o operador de áudio de muita dor-de-cabeça.
O alto custo desses circuitos se deve ao seu uso crítico. Elas devem garantir a integridade do aparelho nas mais extremas condições, assim como devem ser “invisíveis” quando em condições normais de uso. O monitoramento de todas as funções (alimentação de AC, saídas de potência, temperaturas, níveis de sinal e outros) é constante, e o circuito de proteção deve atuar de imediato quando qualquer problema acontecer, atuando de forma a proteger o equipamento (e/ou proteger as caixas acústicas a ele ligadas). Não é pouca a tecnologia que está associada a essas funções, e logicamente o custo é caro, mas compensador.
Vejamos então os circuitos de proteção.
PROTEÇÃO CONTRA CURTO-CIRCUITO NA SAÍDA
Todo mundo com alguma experiência de vida já viu um curto-circuito elétrico. Dá aquele “foguinho”, desarma a rede elétrica. As conseqüências “normais” são a queima do aparelho, um choque elétrico na pessoa. Em caso de redes elétricas mal projetadas, corre-se ainda risco de incêndio. Tudo isto por que? Porque em algum momento o fio da fase (positivo) encostou no fio do neutro (negativo). Todo mundo sabe: isso não pode acontecer NUNCA.
Em amplificadores, o caso é o mesmo. Assim como qualquer outro aparelho, não pode haver um curto-circuito na tomada que o liga à rede elétrica. Entretanto, essa proteção contra curto-circuito não atua na entrada de energia, mas sim na saída de energia, a saída que alimenta as caixas acústicas.
Quando na saída de potência acontece o problema de um fio positivo encostar em outro negativo, seja isto nos terminais/bornes, no conector da caixa acústica, no próprio fio ou mesmo internamente em uma caixa acústica, o que acontece? Temos um curto-circuito na saída do amplificador!
Se não houver um circuito de proteção que desligue essa saída em curto, o amplificador será danificado. Pode haver dano em um dos canais (o que “fechou curto”), assim como pode haver dano em todo o equipamento (danifica o canal e o transformador).
A proteção se dá de diversas formas (dispositivos eletrônicos) e níveis. Os melhores equipamentos vão simplesmente desligar a saída, acendendo algum indicador luminoso de problema, voltando a funcionar automaticamente quando o curto-circuito não mais existir. Já outros têm tal proteção na forma de um fusível, que queima ou desarma caso haja o curto.
Erros mais comuns
Infelizmente, sabemos que na prática a maioria das instalações economiza recursos onde menos se poderia fazer isto: nos cabos e conectores. Por causa disso, mal-contatos, defeitos, problemas diversos e – é claro, curtos-circuitos nos cabos que levam às caixas acústicas não são nem um pouco raros, em qualquer instalação. Os maiores erros são:
a) Os bornes dos amplificadores, muito próximos uns dos outros, favorece a chance de um fio encostar em outro. Isso pode ser grandemente minimizado com o uso de conectores banana em vez do uso do fio nu.
b) Muitas caixas acústicas usam conectores P10, e até alguns amplificadores (geralmente os de baixa potência) tem saídas para caixas assim. Sem problema, desde que todas as soldas sejam muito bem feitas. O P10 também não suporta fios de grande bitola. No máximo (máximo mesmo) um fio de 2,5mm² pode ser soldado ali, não sem um grande cuidado, pois é uma solda difícil.
c) Os fios, geralmente paralelos, são constantemente emendados. Alguém que precisa de um fio de grande comprimento simplesmente emenda fios menores, até conseguir a distância necessária. Só que cada emenda é um convite ao curto-circuito, se mal feita.
Cenário prático
É feita toda a montagem do sistema de som. Ao término, na hora de ligar o amplificador, o fusível queima. O operador de áudio não sabe o porque. Fica pensando onde poderia estar o problema. Revisa as ligações de entrada (mesa/periféricos/amplificadores), dá uma olhada nos bornes, tudo certo. Troca o fusível e tenta de novo. Resultado: outro fusível queimado.
Acreditando ser amplificador com defeito, coloca então outro amplificador no lugar. Resultado: outro fusível queimado. Não há outro amplificador de reserva. E aí, fazer o quê?
Essa história aconteceu conosco certa vez, mais de 10 anos atrás. Na montagem de uma evangelização para 2.000 pessoas, encontramos esse problema. Era sábado de manhã, o evento seria sábado à tarde. Poderíamos ter tomado dois caminhos: ou colocar um fusível mais forte, para ver o que ia acontecer (resultado: torrar o aparelho) ou revisar tudo, tudo mesmo. Escolhemos este caminho.
Na revisão, descobrimos que um conector P10 de entrada de uma caixa acústica estava em curto. Resolvido o problema, fusíveis trocados (graças à Deus lojas abertas), tudo funcionou bem. Mas ainda bem que era montagem….
Os amplificadores envolvidos nesse caso eram de um modelo simples, sem proteção contra curto-circuito na saída. Por sorte, queimaram apenas os fusíveis. Depois, vi muitos da mesma marca que queimaram os diodos da saída, o que obrigava visitar a assistência técnica, a um custo muito maior que um simples fusível.
Por outro lado, se tivéssemos em mãos um amplificador com proteção contra curto-circuito na etapa de saída, o resultado seria outro. Ao ligar o aparelho, um canal funcionaria e o outro ficaria desarmado, com a luz indicativa de problema acesa. Ao se retirar os fios dos bornes, a luz apagaria, mostrando que o problema estava no cabo. Em minutos descobríamos o problema, sem queimar nada, sem precisar trocar fusível. Muito mais fácil.
Essa nossa opinião, essa proteção é ESSENCIAL. Não dá para alguém pensar em comprar um equipamento que não dispõe desse circuito. É literalmente “economia porca” a decisão de se usar um amplificador sem tal recurso.
Lembramos: invista sempre em bons cabos, bons conectores. Essa regra vale para todos!
Nacionais x Importados
Ambas as indústrias já conhecem esse tipo de circuito de proteção há décadas, e a maioria dos equipamentos importados tem essa proteção por padrão. Infelizmente, no Brasil, há empresas que ainda fabricam modelos mais simples, mais baratos, sem esse circuito, reservando-o para as linhas mais caras.
Conclusão
Não importando a origem do equipamento, leia o manual para ver se consta expressamente a existência de um circuito de proteção contra curto-circuito na saída para o modelo específico. Se não houver, melhor desistir e procurar outro aparelho.
PROTEÇÃO TÉRMICA – CONTRA SUPERAQUECIMENTO
Certa vez, minha denominação resolveu fazer uma reunião em um ginásio, em dia de muito calor. O local não tinha muita ventilação, e era à tarde, com o Sol esquentando o teto de zinco com força total.
Era uma reunião de jovens, cerca de 1.000 pessoas, e de onde estávamos no som, tínhamos o privilégio de poder se movimentar para ir buscar água gelada do lado de fora. Infelizmente, também tivemos o privilégio de ver muitos jovens desmaiando por causa do calor. Um, dois, três, sei, oito, dez desmaios. Até que entrou um pastor que era médico e foi lá na frente acabar com a reunião. O motivo era simples: as pessoas tem limites de temperatura. Calor excessivo faz o corpo parar de trabalhar. A reunião só voltou a acontecer horas mais tarde, com o Sol mais baixo e depois de muita água jogada sobre o teto de zinco
Era uma reunião de jovens, cerca de 1.000 pessoas, e de onde estávamos no som, tínhamos o privilégio de poder se movimentar para ir buscar água gelada do lado de fora. Infelizmente, também tivemos o privilégio de ver muitos jovens desmaiando por causa do calor. Um, dois, três, sei, oito, dez desmaios. Até que entrou um pastor que era médico e foi lá na frente acabar com a reunião. O motivo era simples: as pessoas tem limites de temperatura. Calor excessivo faz o corpo parar de trabalhar. A reunião só voltou a acontecer horas mais tarde, com o Sol mais baixo e depois de muita água jogada sobre o teto de zinco
Em equipamentos eletrônicos as coisas não são diferentes. Todo e qualquer equipamento eletrônico trabalha bem até um determinado nível de temperatura. Excedida essa temperatura, a conseqüência natural é o equipamento ser danificado. Em um amplificador de áudio, esse excesso de calor pode acontecer por sobrecarga de sinal, temperatura ambiente excessivamente alta ou – caso mais comum – ventilação insuficiente.
Para evitar isso, os amplificadores podem ser equipados com diversos sensores térmicos, que monitoram as temperaturas existentes internamente. Havendo algum problema, passam então a atuar, acionando a proteção.
Para evitar isso, os amplificadores podem ser equipados com diversos sensores térmicos, que monitoram as temperaturas existentes internamente. Havendo algum problema, passam então a atuar, acionando a proteção.
A atuação de proteção térmica se dá de várias formas. Alguns amplificadores mais rebuscados chegam até a ter a velocidade de rotação do ventilador diretamente controlada pelo sensor (assim como é hoje comum nos computadores), outros reduzem a potência automaticamente (o amplificador não para de funcionar, mas sua potência é limitada em função da temperatura).
O tipo mais comum é também a proteção térmica mais simples: quando a temperatura chega a um determinado valor, o canal ou todo o amplificador é desligado automaticamente, geralmente permanecendo um indicador luminoso de excesso de temperatura no painel. Em a temperatura diminuindo, voltando a níveis aceitáveis, o amplificador retorna ao funcionamento, automaticamente.
Erros mais comuns
a) O erro clássico é tampar as saídas de ventilação. Dessa forma, o ar não pode circular internamente, levando ao acionamento da proteção.
b) Outro erro é colocar o equipamento em local sem ventilação. O aparelho até tem como circular algum ar, mas logo o pouco ar disponível no local fica aquecido e… aciona-se a proteção.
Cenário prático
a) Na igreja, alguém resolve fazer um móvel para se colocar os equipamentos. E esse móvel terá portas, para que os equipamentos e seus fios fiquem escondidos das mãos alheias. O operador de som avisa que tem que fazer as portas frontal e traseira com treliças, de forma que haja circulação de ar. Só que treliça é cara e difícil de mexer, e o marceneiro diz ao tesoureiro que com porta “normal” (sem ventilação) fica mais barato, o que é prontamente aceito. No culto de “estréia” do móvel, os amplificadores param de funcionar após 20 minutos de culto. Alguém resolve abrir a porta e há um “calorão” lá dentro.
Isso aconteceu com amigos meus. Eles pediram a treliça, mas ficou mais barato fazer sem. Na hora de instalação dos equipamentos no rack avisaram que ia dar problema por causa do calor, pediram para deixar as portas abertas, mas a liderança falou que a “com porta fechada fica mais bonito, deixa fechado”. A solução, depois do problema, foi tirar a porta fora, e por aí ficou… está assim até hoje, 3 anos depois.
b) Em uma das nossas aulas, falando sobre o assunto, um dos alunos falou do que aconteceu com ele. Como os amplificadores ficavam embaixo da mesa e praticamente junto aos seus pés, ele se sentia incomodado com o vento, e resolveu tampar a saída de ar com uma folha de papel. Quando tudo parou no meio do culto e a luz de TEMP acendeu no amplificador, ele descobriu para que serve aquele vento.
c) Estava tudo funcionando muito bem no evento ao ar livre, bem mesmo, até que começou a chover. Só que o som não podia parar, com chuva ou sem chuva, pois o contrato dizia que a festa teria duração até X horas. A solução encontrada pelos operadores de som foi cobrir todo o equipamento, para protegê-lo da chuva. Só que o equipamento, sem proteção térmica, torrou. O contratante disse que não tinha nada a ver com o caso e não quis pagar nada a mais.
d) O assunto do texto é sobre amplficadores, mas não custa abrir o exemplo para uma mesa digital. Ao fazer um rack para mesa de som digital, novinha, alguém resolveu tampar as entradas de ar, que servem para a refrigeração do equipamento. O dono usou a mesa algumas vezes antes do rack estar pronto, e tudo funcionou às maravilhas. Na primeira vez que usou a mesa com o rack, travou! Mandou para a assistência técnica em São Paulo, pagando um dinheirão de frete, onde devolveram a mesa dizendo: “não detectamos nenhum problema, mas o seu rack está mal feito, está tampando a ventilação necessária ao equipamento.” Passou aperto em evento (“queimou o filme da empresa”), gastou um dinheirão de frete, teve que fazer outro rack. O mesmíssimo pode acontecer com amplificadores.
e) Em eventos em praia, alguém teve a maravilhosa ideia de proteger os amplificadores da areia e maresia reunindo-os em local todo cercado por plásticos e lonas. No pequeno espaço, os amplificadores não têm como renovar o ar quente e a temperatura sobe depressa, até que pararam de funcionar.
Nacionais x Importados
Praticamente todo amplificador, nacional ou importado, tem proteção térmica*. Os próprios fabricantes já se conscientizaram que é melhor proteger o equipamento com um simples circuito que arriscar ter um amplificador todo torrado para se consertar em garantia.
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*Lembrando que alguns amplificadores, dada a sua baixa potência, não precisam de ventilação forçada, trabalhando com radiadores passivos, não necessitando desse circuito de proteção.
*Lembrando que alguns amplificadores, dada a sua baixa potência, não precisam de ventilação forçada, trabalhando com radiadores passivos, não necessitando desse circuito de proteção.
Na maioria das vezes, os equipamentos de fabricação nacional resistem bem a serem operados nessas condições, de muito calor e expostos diretamente ao sol. Como moramos em um país tropical e muito extenso, os fabricantes fazem equipamentos que resistam bem a essa situação, de às vezes de 40º C à sombra. Lembro de um fabricante que escolheu como base de prova a cidade de Cuiabá. Lá chega-se a 45º facilmente, em um dia de Sol.
Às vezes, claro, ocorre um problema. Certo fabricante do Rio Grande do Sul (estado de clima frio) desenvolveu produto que, usado no Nordeste (clima quente), armava a proteção por excesso de calor, quando outros equipamentos ainda funcionavam muito bem. Teve que voltar à prancheta e consertar os exemplares já fabricados.
Quanto aos importados, a situação varia muito. Alguns, projetados em países de clima frio, simplesmente não agüentam o calor brasileiro! Já houve casos relatados de equipamentos de marcas de renome internacional que só podiam ser usados à noite, quando a temperatura é um pouco mais amena. Outros que só funcionavam bem em uma sala devidamente refrigerada. Outros, mais “globalizados”, aprenderam que é importante desenvolver produtos que funcionem sobre as mais adversas situações.
Os melhores fabricantes chegam a fazer constar no manual de instruções alguma coisa do tipo “máxima temperatura ambiente de operação”, mas infelizmente ler o manual ainda é um hábito pouco difundido.
Conclusão
A proteção térmica é uma grande amiga nossa. Ela desliga o aparelho antes que alguma coisa se queime. As mais modernas abaixam o volume primeiro e só depois, caso necessário, desliga o aparelho. Deve-se sempre consultar o manual do produto para se verificar a existência dessa proteção , a qual o fabricante deve informar de maneira bem explícita.
Mas havendo ou não tal proteção, é sempre necessário ter o cuidado com a ventilação. Pois equipamento bem ventilado é equipamento que dura mais. Um equipamento que dispõe de um ambiente refrigerado e que não é nunca exposto a temperaturas altas vai durar bem mais que um outro equipamento que sofre com o calor constante. Aliás, até os operadores que dispõem de um ambiente refrigerado trabalham melhor.
PROTEÇÃO CONTRA DC (CORRENTE CONTÍNUA)
Amplificadores são fontes de corrente alternada (AC) para alto-falantes. Essa corrente faz a bobina ir para a frente e para trás, movimentando o cone e com isso produzindo o som.
Ora, o movimento da bobina além de gerar som, gera também uma pequena movimentação de ar ao seu redor, e com isso a própria bobina é refrigerada.
Em situações normais, o amplificador nunca manda corrente contínua ao falante. Se o falante a receber, o cone é deslocado em um sentido, mas então permanece nessa posição (a corrente é contínua, o movimento é contínuo também), enquanto houver a energia. A bobina não se movimenta, e a energia recebida é transformada em calor, gerando aquecimento da bobina, até que a mesma rompa. O próprio deslocamento do cone pode ser também ruim, pois muitas vezes é excessivo, forçando o conjunto móvel (cone mais anel de suspensão mais aranha).
Se alguém quiser fazer uma experiência prática com isto, basta utilizar uma pilha AA 1,5V para alimentar um falante. Será possível ver o cone se movimentar em um sentido (para frente ou para trás, a depender da polaridade da pilha), e lá permanecer até que a pilha seja retirada. A energia fluirá continuamente pela pilha, passando pela bobina, aquecendo-a. Evidentemente, faça isso por poucos segundos.
Ora, o circuito de proteção contra DC analisa continuamente a saída de potência do amplificador. Caso detecte a presença de corrente contínua, o circuito desliga a saída, seja acionando algum dispositivo (por exemplo, um relé), seja queimando um fusível ou até mesmo um compenente. O que importa é que não chegue corrente DC aos alto-falantes.
Essa não é uma proteção para o amplificador em si, mas para proteger os altos-falantes. Considerando o alto custo de alguns falantes, é mais que bem-vinda.
Cenário prático
Quando essa proteção é acionada, é porque algum componente interno ao amplificador já sofreu danos e o mesmo terá que ser encaminha à assistência técnica. Isso pode ser fruto de algum componente interno queimado. Mas a presença dessa proteção garante que os nossos caros alto-falantes continuem funcionando bem em outros equipamentos.
O equipamento deverá ser encaminhado imediatamente à assistência técnica.
Nacionais x Importados
Nem todo amplificador tem essa proteção, infelizmente. Precisamos olhar caso-a-caso, conferindo no manual.
Conclusão
Se você sabe quanto custa o conserto de um bom alto-falante, procure sempre um amplificador que tenha proteção contra DC nas suas saídas. Garantirá a saúde das suas caixas acústicas. Quem tem caixa importada, cujo reparo é ainda mais caro, não deixe de só utilizar equipamentos com esse recurso.
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