HS-1875B Special Edition - 10th Anniversary: nova PCB monoblock para o amplificador de potência com LM1875T

Tem projeto que a gente monta, testa, publica e segue em frente. E tem projeto que fica: o HS-1875Mi é atemporal mesmo. Fabricado em julho de 2016, um simples amplificador de potência de alta fidelidade para usar como monitor de referência do meu home studio, ele carregou desde o início uma proposta simples na teoria e trabalhosa na prática: usar o LM1875 - um circuito integrado de áudio robusto, de baixíssima distorção - dentro de uma montagem sem atalhos, com fonte superdimensionada, gabinete metálico integrado e um cuidado quase obsessivo com aterramento, dissipação e acabamento.

Dez anos depois, esse projeto ganha nova vida: uma edição comemorativa que conta com uma PCB monoblock compacta, desenhada do zero, para herdar tudo o que fez o LM1875 funcionar tão bem naquele amplificador original, só que num layout mais moderno, mais limpo e mais fácil de replicar na bancada.

Por que o LM1875 continua relevante?

O LM1875 nunca precisou de holofote para provar seu valor. É um amplificador de áudio em CI com invólucro TO220 de 5 pinos com ampla faixa de tensão de operação, exige poucos componentes externos e possui uma combinação de simplicidade de montagem com resultado sonoro consistente. No projeto original de 2015, trabalhei com uma distorção muito próxima dos 0,015% em 8 ohms com alimentação de ±25V - números que, mesmo hoje, seguem competitivos para quem busca um amplificador de potência acessível e com fidelidade real.

Além da distorção baixa, o LM1875 possui proteções nativas de corrente e de temperatura, o que facilita muito a vida de quem está desenvolvendo. É esse equilíbrio entre desempenho e previsibilidade que fez esse componente virar praticamente uma assinatura dentro dos projetos diyPowered ao longo dos anos.

O que muda na edição comemorativa de 10 anos

A essência do HS-1875Mi permanece fiel ao que já tinha se provado eficiente: no seu sucessor HS-1875B, o mesmo racional de fonte robusta, desacoplamento cuidadoso e atenção total ao aterramento que marcou o projeto original. O que muda de forma significativa é facilidade na montagem e na possibilidade de fabricação do amplificador.

A nova PCB é monoblock, ou seja, cada placa possuia um canal completo dedicado para amplificação de forma independente. Isso facilita tanto a montagem de um par estéreo quanto a expansão para configurações multicanal, sem o compromisso de dividir trilhas de canais diferentes numa única placa maior - até mesmo uma montagem em bridge se torna mais simples e segura. Para quem está construindo um monitor ativo, um amplificador para home studio ou simplesmente quer substituir módulos antigos por algo mais compacto e moderno, o formato monoblock reduz drasticamente a necessidade de mais espaço dentro do gabinete.

Qualidade de layout: o que realmente mudou na placa

Não é só reduzir o tamanho da PCB e pronto. O trabalho nessa edição comemorativa foi concentrado em elevar a qualidade do layout como um todo: 

• Trilhas de potência dimensionadas para a corrente de saída do LM1875, reduzindo queda de tensão e aquecimento desnecessário no cobre
• Posicionamento pensado para dissipação, com a área do CI e do dissipador organizada para não comprometer o fluxo térmico dentro do gabinete

◦         Adicionadas frestas estratégicas em alguns pontos da PCB para facilitar a circulação de ar e aprimorar a dissipação térmica em montagens com a placa sobre o dissipador

• Desacoplamento muito próximo ao CI e mantido o circuito ‘no-pop/no click’ inteligente, que já tinha sido utilizado no HS-1875Mi e em outros amplificadores diyPowered (speaker soft start, um clássico protetor antipop/thumps)
• Referência de terra única e bem definida, evitando os loops de aterramento que costumam ser a origem de ruídos em qualquer amplificador de potência
• Silkscreen completo com identificação clara de cada componente e orientações que tornam a montagem facilitada para estudantes ou iniciantes em DIY

Esse tipo de cuidado no roteamento é exatamente o que diferencia um projeto ‘que funciona’ de um projeto que entrega consistentemente o desempenho prometido pelo datasheet. Como já foi dito no artigo original do HS-1875Mi, ‘não adianta ter um excelente circuito integrado se a montagem do conjunto não estiver em perfeitas condições’. Essa premissa segue valendo e a nova PCB foi desenhada justamente para materializar esse conceito num formato mais compacto e mais acessível de replicar.

Visão geral dos componentes

COMPONENTE	VALOR	REFERÊNCIA
CAPACITOR POLIÉSTER	220nF	C1, C2, C3, C4
CAPACITOR ELETROLÍTICO	6600uF	C5, C6, C9, C10
CAPACITOR POLIÉSTER	220nF	C7, C8, C11, C12, C19
CAPACITOR POLIÉSTER	2,2uF	C13
CAPACITOR ELETROLÍTICO	22uF	C14
CAPACITOR ELETROLÍTICO	100uF	C15, C18
CAPACITOR CERÂMICO	100nF	C16, C17
CAPACITOR ELETROLÍTICO	470uF	C20
CAPACITOR ELETROLÍTICO	220uF	C21
DIODO 3A	1N5404	D1, D2, D3, D4
DIODO 1A	1N4004	D5, D6
FUSÍVEIS	3A	F1, F2
PINO OU FIO SOLDADO	ac	J1, J2
PINO OU FIO SOLDADO	tap	J3
PINO OU FIO SOLDADO	in	J4
PINO OU FIO SOLDADO	gnd	J5, J7
PINO OU FIO SOLDADO	out	J6
PINO OU FIO SOLDADO	cha	J8
PINO OU FIO SOLDADO	hsk	J9
PINO OU FIO SOLDADO	ext	J10
PINO OPCIONAL	tp2	J11
PINO OPCIONAL	tp1	J12
LED 3mm VERDE/AMARELO	power	led1
TRANSISTOR NPN	BC337	Q1
RESISTOR	3,3R 3W	R1, R2
RESISTOR	15k	R3
RESISTOR	1M	R4
RESISTOR	22k	R5, R10
RESISTOR	1k	R6
RESISTOR	10k	R7, R8, R11
RESISTOR	1R 1W	R9
RESISTOR	8,2R 3W	R12
RESISTOR	10R 1W	R13
RELÉ 5 PINOS 24V 10A	24VDC 10A	RELAY1
CI AMPLIFICADOR DE POTÊNCIA	LM1875	U1

O conceito e a identidade diyPowered

O diyPowered nasceu da ideia de que equipamento eletrônico bem projetado não precisa ser descartável. A proposta do site sempre foi registrar e compartilhar projetos desenvolvidos com atenção real a cada etapa - do esquema elétrico ao acabamento - contrapondo a lógica da produção em série que prioriza custo e obsolescência acima de durabilidade e qualidade. Essa filosofia está descrita na própria apresentação do diyPowered e pode ser resumida pela busca por equipamentos que envelheçam bem, com componentes selecionados, dissipação generosa e um processo de montagem que preveja cada possível retrabalho antes que ele aconteça. Talvez seja a explicação mais simples para que um receiver da década de 1970 ainda funcione perfeitamente mesmo após décadas da sua fabricação e produtos fabricados recentemente durem tão pouco tempo.

A nova PCB monoblock acompanha essa premissa e se traduz em um layout mais inteligente, pensado para entregar o mesmo padrão de qualidade sonora e térmica que o projeto original exigiu em uma placa única, com total separação estéreo.

Fabricação: por que a qualidade da placa importa tanto quanto o projeto

Um projeto de amplificador de potência deve ser tão bom quanto a placa em que ele é montado. Trilhas mal gravadas, furos fora de posição ou uma máscara de solda de baixa qualidade podem comprometer até o melhor dos layouts. Por isso, a fabricação dessa nova PCB monoblock do HS-1875B segue o mesmo padrão já utilizado em outros projetos diyPowered: placas produzidas pela PCBWay, com acabamento profissional, furação precisa e um controle de qualidade que garante que o layout desenvolvido chegue exatamente como projetado até a bancada.

Essa consistência entre projeto e fabricação é o que permite que o resultado final realmente reflita o cuidado colocado no desenvolvimento do circuito, evitando surpresas desagradáveis que acabam custando tempo e retrabalho.

Baixe aqui os arquivos em PDF do esquema elétrico e da placa de circuito impresso:

SCH - Amplificador de potência com LM1875.pdf

Comprar placas, GERBER ou arquivos originais KiCad

https://diypowered.llucastoledo.com.br/p/onde-comprar-amplificador-de-potencia.html 

Editando os modelos 3D do KiCad com o FreeCad - personalizando os componentes da PCB em 3 passos

Session.

Sou um entusiasta do KiCad mesmo com poucos meses de uso e conhecimentos básicos. A facilidade e a grandiosidade dos recursos do KiCad me fizeram aposentar o simplista ExpressPCB, que usei por muitos anos e que atende muito bem a projetos menos complexos. Além disso, por possuir poucos recursos, o ExpressPCB promove um foco maior no que realmente importa: o desenho em si, sem ter que procurar códigos, fabricantes e carregar bibliotecas pesadas de footprints e modelos 3D. O que mais sinto falta no ExpressPCB é a flexibilidade nos componentes disponíveis e a baixa popularidade do software, que não possui tantos adeptos a fim de editar e criar novos componentes e compartilhá-los com a comunidade - claro que tem a versão paga, mas como fiz um teste rápido e não me convenci a pagar pela licença, vou reservar minhas impressões somente à versão gratuita. O editor de PCB do ExpressPCB também segue uma linha mais simplista e não oferece grandes recursos - sem roteamento avançado, sem referências e uma biblioteca bastante restrita.

Finalizada essa breve introdução, vamos ao que interessa: mudar a cor de modelos 3d do KiCad pelo FreeCad em 3 passos simples. 

Passo #1 - Importação dos arquivos no FreeCad

Abra no FreeCad pelo menu File > Open os arquivos com a extensão .step e .wrl do modelo 3D que você quer mudar a cor. Sim, tem que importar os dois pra conseguir mudar a cor, pelo menos foi dessa forma que eu consegui fazer. Ou seja, importe os arquivos de mesmo nome, assim:

Relay_SPST_Omron_G5NB.step

Relay_SPST_Omron_G5NB.wrl

Clique com o botão direito sobre o nome do arquivo > Set appearance per face > Custom appearance. Agora, com cuidado, clique e selecione todas as faces que pretende mudar a cor. Segure Ctrl pra seleção múltipla ou faça uma por uma, como você achar melhor. 

Edite as cores de acordo com a sua preferência clicando sobre as caixas de cores. Quando finalizar a seleção das cores, basta clicar em Close.

Passo #2 - Exportação do arquivo .step para usar no KiCad

Considerando que você teve sucesso no passo #1, vamos exportar o modelo editado no formato .step para ser usado como novo modelo 3D no KiCad. Use Ctrl + A para selecionar todas as faces do modelo e clique no menu File > Export.

Salve o novo modelo 3D onde desejar. O projeto aberto no FreeCad pode ser salvo no formato padrão .FCStd para permitir sua edição futuramente, se preferir, pelo menu File > Save As.

Passo #3 - Importando o modelo editado no projeto PCB do KiCad

No editor de PCB do KiCad, edite o footprint, localize e selecione o modelo editado pela aba 3D Models.

Pronto! Sua PCB não precisa usar aqueles modelos padrões e seu design vai ficar cada vez mais personalizado.