Neosaurio: De la Válvula de Vacío a la Tarjeta SD

En una entrega anterior, te mostramos un equipo de audio en todo su esplendor dentro de un video en el que logramos aglutinar 135 Años de Historia Electrónica. Luego de comentar las fechas y los hitos que marcaron la evolución tecnológica de esta rama de las ciencias, hoy te mostraremos algunos detalles constructivos del Neosaurio. Existe mucha gente que guarda en algún cajón algunos componentes antiguos y puede dar vida a equipos útiles o al menos, que sirvan para realizar trabajos aplicables a nuestra vida cotidiana. Neosaurio lo hace en el campo del sonido a partir de lo que te mostraremos en este artículo: algo similar a una radiografía de Frankenstein.

Gordon Moore (co-fundador de Intel) escribió un artículo para la revista Electronics, en 1965, en el que “brindó su opinión” acerca de que la densidad de transistores en un circuito integrado se multiplicaría en forma lineal con el paso del tiempo. Esas expresiones se transformaron en la realidad de la industria electrónica con el correr de los años. A este concepto, que el mundo electrónico conoce como su ABC, se lo pasó a llamar “La Ley de Moore” sin que su autor haya tenido la intención de volcarla como tal. Un simple artículo de una revista especializada catapultó una teoría que, al cabo de los últimos 50 años, no ha dejado de ser una realidad práctica y se ha transformado en una “carrera” tecnológica que parece no tener límites. Sin embargo, hubo un comienzo; hubo una época en que los adelantos o mejoras en la Electrónica no estaban dispuestos o dictados por una dinámica de mercado consumista. NeoSaurio te cuenta algunos detalles de esa época de la humanidad y su relación con la Electrónica. Por supuesto, empezamos desde el amplificador valvular.

Como es fácil de apreciar, la electrónica valvular de los años 1940 – 1960 era muy sencilla de implementar. Los conocimientos necesarios para lograr construir un amplificador de audio no eran los mismos que hoy se requieren para construir siquiera, un preamplificador con amplificadores operacionales. A las válvulas, lámparas o “tubos de vacío” se le debían agregar muy pocos elementos y ya se alcanzaba una amplificación suficiente como para llenar de sonido una sala pequeña.

En el ejemplo que implementamos para el Neosaurio, utilizamos dos válvulas 6BQ5 – EL84 (denominaciones equivalentes) que según nuestros oídos alcanzaban a entregar una potencia de 2 a 3Watts por canal. Sin utilizar transformadores especiales de audio (que las aplicaciones de la época requerían) el nivel sonoro alcanzado era muy interesante y la distorsión final era imperceptible. Para aquellos que deseen montar este proyecto y puedan conseguir los transformadores de audio, específicos y adecuados para las salidas de estas válvulas, alcanzarán potencias de hasta 5Watts por canal. Para obtener esta potencia final de salida pueden utilizar un preamplificador con una 12AX7 (ECC83) (doble tríodo) o el preamplificador que utilizamos nosotros, con transistores de germanio. Por supuesto, cualquier buen preamplificador con amplificadores operacionales será una elección acertada para alcanzar los niveles de potencia mencionados. Vale aclarar que para alcanzar mayores niveles de potencia de audio, habría que aplicar otros diseños de circuitos u otras válvulas capaces de ofrecer mayores potencias de trabajo (EL34, por ejemplo)

Como pudieron ver, la etapa de potencia es sencilla al extremo. Por supuesto, para muchos será una misión casi imposible obtener las válvulas y los “zócalos” donde se insertan éstas. En el video ofrecido (al final), pueden observar que las válvulas están insertas en zócalos especiales de 9 pines, diseñados específicamente para este tipo de válvulas. Es decir, no sirve cualquier zócalo. Como siempre les sugiero, una vuelta por los lugares donde se venden antigüedades puede ser algo más que una simple excursión. Una vieja radio o un viejo TV que ya no funcionen quizás guarden en su interior pequeños tesoros que, para estas aplicaciones, son muy interesantes. Ya pasando a otro escalón superior en la cadena de la evolución tecnológica, ingresamos al diseño del preamplificador con transistores de germanio que hemos realizado para esta aplicación. El circuito, también es muy sencillo e incluye lo que para la época comenzaba a ser una moneda corriente: el circuito impreso. Gracias a este desarrollo que nos parece que existe desde siempre, los circuitos con transistores alcanzaron su máxima miniaturización en pequeñas radios portátiles y hasta en audífonos ortopédicos que, para las personas minusválidas, eran la solución a sus problemas auditivos.

El circuito impreso presentado es muy sencillo de realizar según los métodos que ya hemos visto aquí en NeoTeo y no será una complicación para nadie lograr su construcción. De hecho, al final del artículo, como siempre hacemos, encontrarás el PDF listo para imprimir a escala 1:1. Además, con las imágenes que acompañan este artículo, puedes tener una guía de montaje muy sencilla para el armado de esta etapa. Está demás decir que nosotros te mostramos nuestro trabajo de construcción y que tú adoptarás el que mejor te sea útil de acuerdo a tus conocimientos y posibilidades económicas. Desde el diseño elegido, hasta el montaje del último tornillo, tu toque de distinción será tan único y exclusivo como el nuestro. No deseamos que hagas un clon de lo que te mostramos, nuestro deseo es que aprendas a construir el tuyo.

La imagen superior es muy explícita en señalar cuáles son los Transistores de Germanio (2SB54) utilizados en el montaje del preamplificador y los de Silicio (C1815) empleados para energizar los indicadores de nivel de audio, o como popularmente se los denomina: Vúmetros. Estos últimos, instrumentos de D’Arsonval (1882), junto con los transformadores de alimentación, son los dispositivos utilizados en electrónica desde sus comienzos más remotos y que aún hoy se encuentran en múltiples aplicaciones. Retornando al preamplificador, puede resultar algo raro el diagrama presentado pero en aquellos años, era muy común encontrar que GND era el terminal positivo y los circuitos eran alimentados con tensiones negativas. A simple vista y según la costumbre de leer diagramas esquemáticos en la actualidad, puede parecernos que todo está mal, que todo está al revés. Sin embargo, observando de manera detenida el dibujo encontraremos lógica en las conexiones y en el diseño que emplea dos etapas amplificadoras de emisor común con una realimentación dedicada a controlar la ganancia del bloque y minimizar la distorsión final.

El circuito mostrado corresponde a un solo canal y los transistores empleados pueden ser reemplazados por otros transistores de germanio como puede ser el AC125. Lo importante en este caso será tener en cuenta el empleo de transistores dedicados a la pre-amplificación de audio y es posible que debamos “ajustar” algunos valores de las resistencias utilizadas respecto a las planteadas en nuestro circuito. De todos modos, las variaciones no debieran ir más allá de +/- 10%. Para el caso de C2 y C4 podemos “jugar” con esos valores intentando obtener un sonido acorde a nuestro gusto musical (más grave o más agudo) aunque, según los transistores utilizados y el gusto musical de quien escribe, 100nF es un valor adecuado. Por otro lado y dentro de la misma placa encontramos el amplificador encargado de activar los vúmetros de audio. Para esta etapa utilizamos otro referente histórico que se posiciona como el Rey Electrónico: estamos hablando del Silicio. Con la amplificación de dos transistores C1815 (BC548) alcanza para realizar un pequeño y útil circuito, capaz de hacer deflexionar las agujas de los instrumentos. Por último, un resistor variable nos ofrece la posibilidad de ajustar la máxima excursión del indicador.

Para su trabajo, utilizaremos la misma tensión de 9Volts que emplea el preamplificador. Sin embargo, observa que ahora el sistema de diagrama que realizamos se parece más a lo cotidiano. No debes confundirte en este punto ya que el sistema de dibujo es el que cambia. En el PCB, el positivo de la alimentación seguirá conectado al plano de tierra. Por lo tanto, lo que el diagrama del vúmetro indica como positivo de alimentación será el plano de tierra y lo que indica como GND será el negativo de alimentación. Obsérvalos varias veces para que el juego de los distintos estilos de diagramas no te jueguen una mala pasada. Ninguno de los diagramas posee errores (de hecho, al circuito lo ves funcionando en el video); son distintas maneras que tuvo la industria electrónica de representar sus esquemas. Distintas épocas, distintas normativas de fabricación aplicadas a una industria que nunca se detiene en su evolución.

La iluminación de los vúmetros son LEDs de color blanco y el monitor de funcionamiento es uno pequeño de color rojo. Con ellos quisimos representar la evolución de los distintos materiales empleados para la construcción de estos dispositivos. Desde los inicios con el LED rojo  y hasta alcanzar la posibilidad del color blanco, los científicos debieron experimentar con muchos materiales para obtener colores como el amarillo y verde. Mucho más difícil fue aún lograr el azul. Quizás ustedes nacieron a la electrónica con los LEDs azules como algo natural, sin embargo, en una época se pensó que sería imposible alcanzar esa longitud de onda. Gracias a ser privilegiados testigos de esta historia, hoy podemos disfrutar de millones de colores en un LED RGB. Y así llegamos a la fuente de alimentación de nuestro preamplificador donde hace su aparición otro referente histórico, vigente hasta hoy y decidido a quedarse hasta el final de los tiempos: el circuito integrado. En nuestro caso, utilizaremos uno de los más populares: un regulador de tensión lineal 7809.

Una fuente con un regulador lineal es algo hemos construido en múltiples aplicaciones aquí en NeoTeo y no creemos necesaria la inclusión de su circuito. Llegando al final del artículo, encontramos lo que podríamos definir como “la fuente de sonido”. Este último eslabón de la cadena es el más moderno y complejo. Utilizando un reproductor de DVD con bahías para pen drive y tarjetas SD obtenemos horas del mejor audio con la calidad y la garantía de funcionamiento que este tipo de equipos nos ofrecen, además de la sorprendente posibilidad de almacenar cientos de temas musicales en un área tan grande como un sello postal: una tarjeta SD.

De este modo construimos el Neosaurio. Más de cien años de historia que abarcan tres siglos. Historia que es interesante conocer para saber de dónde venimos y así tener un panorama claro de entender hacia dónde vamos en la evolución electrónica. De la Válvula de Vacío a la tarjeta SD, todo resumido en este artículo de NeoTeo y en este video que no me canso de admirar.