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O Celular como Gerador de Sinais e de Funções (CEL005)

No artigo CEL004 mostramos como retirar um sinal de áudio de frequência fixa para usá-lo como injetor de sinais. No entanto, existem aplicativos mais completos que permitem não só variar a frequência de modo linear como escolher a forma de onda.

Com a possibilidade de se retirar os sinais de áudio gerados no celular por aplicativos ou mesmo vindos do microfone, aproveitando seu amplificador, pode-se ter nele um equipamento de prova mais completo para seus trabalhos eletrônicos.

Neste artigo vamos ensinar o leitor a usar o celular como gerador de áudio e gerador de funções, empregando aplicativos específicos.

 

O Circuito

Não é conveniente ligar diretamente o equipamento em prova diretamente a saída do celular, pois isso pode sobrecarregar tanto o celular como o próprio equipamento em prova.

Além de um circuito atenuador, em alguns casos é conveniente ter um isolamento DC (isolamento de corrente contínua).

A própria baixa impedância de saída pode também significar um obstáculo em algumas aplicações.

Assim, tanto para o uso como gerador de áudio como de funções podemos usar circuitos de isolamento ou acoplamento de diversos tipos que damos a seguir.

 

Circuito simples de baixa impedância

Este pode ser o mesmo circuito que usamos no injetor de sinais (CEL004) em que temos uma carga para o amplificador do celular e também um isolamento DC obtido pelo capacitor.

Neste caso, o controle da intensidade do sinal é feito pelo controle de volume do celular, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1 – Circuito simples
Figura 1 – Circuito simples

 

O capacitor pode ter valores entre 100 nF e 470 nF. O próprio resistor pode ter valores entre 47 Ω e 220 Ω.

 

Circuito de alta impedância

Uma segunda possibilidade interessante consiste em se utilizar um pequeno transformador de saída para rádios transistorizados com o enrolamento de alta impedância acoplado a um potenciômetro de controle de intensidade e eventualmente um capacitor de acoplamento.

Para o caso do gerador de funções, será conveniente que em alguns casos o acoplamento seja direto sem o uso do capacitor para que a forma de onda não sofra distorção.

Este circuito é mostrado na figura 2.

Figura 2 – Saída de alta impedância
Figura 2 – Saída de alta impedância

 

O potenciômetro usado pode ter de 1k a 22 k Ω e o capacitor de 10 nF a 100 nF.

A chave S1 aberta coloca o capacitor no circuito.

 

R1 – 22 a 47 Ω – resistor

C1 – 100 nF a 470 nF – capacitor cerâmico ou de poliéster

T1 – Transformador de saída para transistores

P1 – 1 k ohm – potenciômetro

PP1 – Ponta de prova

P1_1/2 - Plugue estéreo tipo P2

G1 – Garra jacaré

Diversos:

Ponte de terminais, placa ou matriz de contato, fios, solda, etc.

 

Circuito com amplificador operacional

Esta terceira versão é mais sofisticada, podendo ser montada numa matriz de contacto com uma fonte simétrica comum. Quatro pilhas podem ser usadas.

O circuito é mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Circuito com amplificador operacional
Figura 3 – Circuito com amplificador operacional

 

Este circuito consiste amplificador de tensão, ou seja, um amplificador com ganho unitário de tensão, mas uma impedância de entrada elevada e uma impedância de saída muito baixa.

Com isso os sinais são amplificados sem sofrer muita alteração da forma de onda.

Um potenciômetro de saída permite então que se ajuste a intensidade de sinal. O controle de volume do celular neste caso é ajustado para o ponto em que se tenha uma boa saída sem distorção.

Se o leitor tiver a disposição um osciloscópio poderá analisar as formas de onda e com isso encontrar os pontos de ajuste ideais para as aplicações como gerador de áudio ou gerador de funções.

 

CI-1 – 741 – amplificador operacional

R1 – 1 k x 1/8 W – resistor

R2, R3 – 22 k x 1/8 W – resistores

P1 – 1 k ohm – potenciômetro

C1 – 10 µF – capacitor eletrolítico

PL1 – Plugue estéreo tipo P2

Diversos:

Matriz de contatos ou placa de circuito impresso, pilhas e suporte de pilhas, garra e ponta de prova, fios, solda, etc.

 

Gerador de Áudio

Para se usar como gerador de áudio existem diversos aplicativos disponíveis no Google Play que podem se baixados gratuitamente.

Qualquer aplicativo que gere frequências que possam ser escolhidas ou ajustadas linearmente pode ser usado.

Além do High Frequency Sounds que demos como exemplo no artigo CEL004 podemos usar outros.

Valos dar como exemplo o Frequency Generator.

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.seventeenchoices.frequencygenerator

 

Figura 4 – O Frequency Generator
Figura 4 – O Frequency Generator

 

Na tela aparece então uma chave Play para ligar e desligar o gerador e uma escala de toque que permite ajustar a frequência para qualquer valor entre 20 e 20 000 Hz.

Os sinais de saída obtidos são senoidais. Conforme podemos ver, o aplicativo é compatível com todos os dispositivos.

Conectando-se o plugue à saída de áudio retiramos o sinal para o nosso circuito e desconectando o adaptador do celular o sinal é reproduzido no alto-falante.

Conforme podemos ver pela mensagem em inglês na tela do dispositivo que acessa o download, uma aplicação simples consiste em se testar o capacidade auditiva das pessoas.

Aumenta-se a frequência do sinal até que a pessoa deixa de ouvi-lo. As pessoas comuns ouvem até 15 ou 18 000 Hz. Pessoas com deficiência ou mais idade já deixam de ouvir os sinais em 12 000 ou 13 000 Hz.

 

Gerador de Funções

Uma outra aplicação muito interessante para os sinais de áudio gerados em aplicativos no celular é como Gerador de Funções (*).

 

(*) Veja mais sobre o gerador de funções em INS304, ART289 e INS211.

 

São instrumentos de laboratório que se destinam a produzir sinais de diversas formas de onda para prova de equipamentos de todos os tipos.

Os geradores de função normalmente produzem sinais cujas formas de onda são senoidais, retangulares e triangulares numa faixa de frequências que vai desde fração de hertz até 1 MHz ou mais.

Na figura 5 temos um exemplo de gerador de funções que pode ser usado para reparação, ajuste, e localização de falhas em equipamentos digitais, em aparelhos de rádio, conversores, etc.

 

 

Figura 5 – Um gerador de funções de bancada
Figura 5 – Um gerador de funções de bancada

 

 

Os controles deste tipo de aparelhos são basicamente os mesmos dos geradores de áudio e de RF.

 

 

 

No nosso caso, podemos usar um dos muitos aplicativos disponíveis para o celular que fazem a função de gerador de funções.

O escolhido foi o Function Generator mostrado na figura 6.

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.keuwl.functiongenerator

 

 

Figura 6
Figura 6

 

Este gerador, entretanto, tem os controles muito pequenos, o que dificulta seu uso em celulares que tenham telas pequenas.

 

Outra possibilidade é o Signal Generator, mostrado na figura 7.

 

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.kmlen.SignalGenerator

 

 

Figura 7 – O Signal generator
Figura 7 – O Signal generator

 

 

Este gerador de funções tem um ajuste de frequência e também de intensidade para 3 formas de onda.

 

Ele gera sinais de 10 Hz a 25 kHz com intensidades de 0 dB a 80 dB.

Este gerador pode ser usado com qualquer dos três circuitos que demos como exemplo.

 

 

Conclusão

É claro que pesquisando na internet o leitor pode encontrar outros aplicativos e até mesmo no nosso site circuitos que podem ser vir para interfacear seu celular com o circuito em prova de uma maneira mais eficiente.

O próprio leitor, se for um bom programador, pode criar seu aplicativo e se nos enviar, faremos sua divulgação.

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