¿Por qué el volumen por encima del 80 % rompe mi altavoz (PAM8403, 3w 4ohm, 18650)?

Lo que estás describiendo es distorsión. Su altavoz no se está "rompiendo". Si se rompiera, ya no funcionaría más.

Hay un par de posibles causas de distorsión en su caso:

1. La batería no puede suministrar la corriente necesaria.
2. Su señal de audio es demasiado alta.

Primero la batería:

• Está utilizando una celda 18650 para alimentar su amplificador.
• Está utilizando un amplificador de voltaje para obtener 5V para el amplificador.
• Tienes dos parlantes de 3 watts.
• El amplificador pierde un poco de potencia en forma de calor, tal vez un 10 o 15 por ciento.

Necesitas unos 7 vatios a 5 voltios. Eso es alrededor de 1,2 amperios del amplificador de voltaje. Eso está más cerca de 1,6 amperios de la batería. Sin especificaciones, no te puedo decir si eso es demasiado para el 18650 que tienes.

Su amplificador de voltaje está clasificado para 2 amperios. Debería estar bien.

• Baja el volumen.
• Mida el voltaje de la batería y la salida de 5V. Escríbalos.
• Suba el volumen justo antes de que comience la distorsión.
• Mida el voltaje de la batería y la salida de 5V nuevamente. Escriba los valores.

Ambos deberían ser estables, ninguno de los valores debería caer mucho.

• Si el voltaje de la batería cae pero los 5V permanecen altos, entonces la batería no está a la altura de la tarea.
• Si el voltaje de la batería es estable pero los 5 V caen, entonces el amplificador no está a la altura.
• Si ambos caen, entonces la batería está demasiado débil y el regulador podría estar demasiado débil. Usa una batería mejor, prueba de nuevo.

Si el voltaje de la batería y los 5V son buenos, entonces el problema es que su señal es demasiado alta.

El IC PAM8403 utilizado en sus módulos se amplifica un poco más de 100 veces.

Una entrada de señal de 1V pico a pico daría un voltaje de salida de 100 voltios pico a pico.

Eso es imposible, por supuesto. El módulo solo tiene una fuente de alimentación de 5 V; la salida solo puede tener un máximo de 5 V de pico a pico.

Debe mantener su señal de entrada lo suficientemente baja como para que la señal de salida después de la amplificación sea inferior a 5 V de pico a pico. Eso sería alrededor de 50 milivoltios de pico a pico.

Las salidas típicas de auriculares, como su teléfono inteligente o reproductor de MP3, tendrán un nivel de salida de 200 milivoltios de pico a pico, o más.

Puede reducir la amplificación cambiando dos resistencias.

Aquí está su módulo PAM8403:

Hay dos resistencias allí que están marcadas como "103" (negras con letras blancas). Esas son resistencias de 10 kiloohmios.

Reemplácelos con resistencias de 47 kiloohmios. Ese es un valor "observado" que debería reducir la amplificación a un nivel razonable. Si todavía obtiene distorsión a un volumen alto, simplemente use un par de resistencias más grandes.

En lugar de reemplazar las resistencias, simplemente podría poner una resistencia en serie con cada entrada. Eso también reducirá la amplificación. Sin embargo, también interferirá con el sonido de los graves.

Las resistencias de 10k son más pequeñas que las recomendadas en la hoja de datos del PAM8403. Eso le da más amplificación de la que se supone que debe tener, y lo deja más susceptible a la distorsión y quizás a otros problemas.