Micro Super Ouvido (ART2649)

Um micro-amplificador de alta sensibilidade para você ligar de um lado, um microfone de eletreto e do outro, um fone, alto-falante miniatura ou gravador e escutar tudo. Sons fracos de conversas distantes, cantos de pássaros, ruídos de relógios e até mesmo o zumbido de uma brisa, tornam-se claros e altos com este aparelho.

E claro que além das possibilidades indicadas o micro super-ouvido apresenta muitas outras, algumas das quais muito interessantes para os que se sentem atraídos pela “espionagem eletrônica".

Assim, montando o microfone num refletor parabólico, conforme sugere a figura 1, pode-se concentrar os sons de uma única direção e com isso ouvir-se conversas distantes com facilidade.

Figura 1 – ouvindo sons distantes

Esta mesma configuração se torna ideal para o ornitólogo que poderá com facilidade gravar cantos de pássaros, ruídos de insetos e muitos outros que a natureza pode fornecer.

O microfone sozinho colocado a uma certa distância do aparelho permite também que conversas sejam captadas com um volume impressionante o que quer dizer que, mesmo falando em voz baixa a uma boa distância do local em que ele se encontra podemos garantir uma perfeita audição.

Além das utilidades interessantes que citamos, este ouvido biônico tem algo mais que atrai o experimentador: é simples de montar, ultra pequeno e é alimentado com apenas duas pilhas comuns de 1,5 V.

Sua instalação numa pequena caixa permite usos variados já que tanto as saídas como as entradas são feitas por meio de jaques:

- Um jaque de entrada de microfone de eletreto.

-Um jaque para saída de sinais de baixa impedância para um pequeno alto-falante ou fone de ouvido de baixa impedância.

- Um jaque de saída de alta impedância para ligar na entrada do microfone do gravador cassete ou em um amplificador de potência ou ainda num tape deck. Nesta saída também podem ser ligados fones de alta impedância (cristal ou magnético). (figura 2)

Figura 2 – Os jaques de saída

O super-ouvido possui ainda um controle de sensibilidade que permite que com maior facilidade se encontre o nível ideal de audição para separar eventuais ruídos de fundo.

COMO FUNCIONA

O princípio de funcionamento deste micro super-ouvido não apresenta. dificuldades de compreensão. O que temos está basicamente representado na figura 3: um amplificador de áudio de pequena potência e muito alto ganho alimentado por uma tensão de apenas 3 V. (Se o leitor quiser reduzir ainda mais o tamanho do aparelho pode usar uma única pilha de 2,7 V).

Figura 3 – Diagrama de blocos

Este amplificador consta de 4 etapas de amplificação, sendo uma no próprio microfone de eletreto.

De fato, este microfone é dotado de um transistor de efeito de campo que permite uma amplificação imediata do sinal no próprio componente.

Para um perfeito funcionamento este transistor de efeito de campo deve ser polarizado com uma resistência de carga cujo valor ótimo está em torno de 680 Ω. Como se trabalha com a tensão limite inferior, como valor bom para a sensibilidade desejada usamos um resistor de 1 k ligado a este componente (figura 4).

Figura 4 – Polarizando o microfone de eletreto

O sinal do microfone de eletreto é levado então à primeira etapa de amplificação de áudio que também possui um controle de sensibilidade.

O que temos nesta etapa é um transistor funcionando na configuração de emissor comum e tendo como carga um potenciômetro que serve como controle de volume ou sensibilidade. Este controle é do tipo normal operando como um divisor de tensão para o sinal que é levado à etapa seguinte.

A terceira e quarta etapa nada tem de incomum, usando ambos transistores da configuração de emissor comum para maior ganho de potência, sendo que a última aplica o sinal ao circuito de carga.

A impedância de saída do último transistor é da ordem de 2 k, de modo que este seria o valor ideal para um fone que deva ser ligado ao micro super-ouvido.

De modo a permitir que este aparelho seja usado com fones comuns de baixa impedância e ainda ligado à entrada de gravadores, deve-se usar um transformador de saída do tipo ultraminiatura para transistores.

Será preferível que a impedância de primário deste transformador esteja em torno de 2 k, mas o aparelho também funcionará com outros valores com pequenas variações na sensibilidade já que o circuito não é crítico.

Assim, a utilização do transformador do modo indicado na figura 5, tem duas finalidades: oferecer uma carga de alta-impedância ao transistor quando o mesmo estiver excitando um fone de cristal ou magnético de alta-impedância ou então permitir a ligação de fones ou alto-falantes de baixa impedância.

Figura 5 – Usando um transformador de saída

Um ponto importante a ser analisado e que está fora do circuito eletrônico propriamente dito refere-se ao tipo de escuta desejada e ao modo de instalação do microfone.

Para a escuta de sons distantes o som deve ser concentrado no microfone para o que se utiliza um refletor parabólico, conforme o mostrado na figura 6.

Figura 6 – O captador parabólico

Quanto maior for o diâmetro deste refletor, melhor será a resposta de graves do circuito. Nossa sugestão é portanto utilizar um refletor de pelo menos 30 cm de diâmetro.

É claro que não é preciso que o refletor seja exatamente parabólico se bem que esta seja a situação ideal. Objetos de forma aproximada que possam concentrar o som podem perfeitamente ser utilizados tais como bacias, refletores de lâmpadas, etc.

Com relação a audição, os melhores resultados são obtidos com os fones de alta-fidelidade que ”isolam" o ouvinte do meio ambiente. Para os leitores que não tiverem tais fones, entretanto, um pequeno alto-falante montado de modo a ser colocado próximo do ouvido também oferece excelentes resultados (figura 7).

Figura 7 – Adaptando um fone

Os fones de cristal também funcionam bem mas devem ser ligados na saída de alta impedância enquanto que os fones de baixa impedância dos encontrados junto com gravadores e rádios portáteis devem ser ligados na saída de baixa impedância.

Para escuta remota, o microfone deve ser escondido no local desejado e ligado ao aparelho por meio de cabo blindado para que roncos não sejam captados. Não é conveniente usar cabo de mais de 20 m E de comprimento para esta finalidade.

Na ligação ao gravador o leitor deve ter em mente que alguns tipos usam jaques duplos sendo um correspondente ao interruptor. Para estes casos, faça do modo a e? indicado na figura 8 , instalando no segundo jaque um interruptor que serve para acionar o gravador no momento em que estivermos gravando.

Figura 8 – Usando jaques duplos

Completando, a durabilidade das pilhas é excelente já que o consumo de energia do micro super-ouvido é extremamente baixo.

MONTAGEM

Descreveremos de início a montagem do micro super-ouvido propriamente dito, ou seja, o circuito eletrônico que vai na caixinha".

Este circuito consta do amplificador, dos jaques de entrada e saída, controle de sensibilidade, pilhas, e chave liga-desliga (que pode ser incorporada ao potenciômetro).

Os componentes externos serão o microfone e refletor, plugue e fone, ou alto-falante, cabo de ligação ao gravador.

A montagem é feita com os componentes básicos do amplificador numa placa de circuito impresso. Sua soldagem deve ser feita com um ferro de pequena potência e ponta fina em vista da delicadeza dos mesmos. Igual cuidado na soldagem deve ser tomado quando se trabalhar com o microfone de eletreto.

Temos então na figura 9 o circuito completo do amplificador com os jaques de entrada e saída. Neste mesmo circuito damos em adição os modos de ligação dos diferentes dispositivos de escuta e gravação.

Figura 9 – Circuito completo

A placa de circuito impresso é mostrada na figura 10, observando-se que suas ligações aos jaques devem ser curtas.

Figura 10 – Placa para a montagem

Na figura 11 temos a sugestão para a caixa em que é montado o aparelho.

Figura 11 – aspecto da montagem

Como os componentes são delicados e devem ser soldados de modo correto, damos a seguir os principais cuidados a serem tomados com isso:

a) Os transistores são todos do mesmo tipo devendo sua posição de montagem ser observada em função de seu lado achatado. Na sua soldagem deve ser evitado o excesso de calor que pode lhes causar danos.

Os transistores recomendados originalmente são os BC548 mas são os seguintes os equivalentes que podem ser empregados sem modificações na ligação ou no circuito: BC547, BC549, BC237, BC238, BC239.

b) Os capacitores são todos eletrolíticos com tensões de trabalho a partir de 6 V e terminais paralelos. Dizemos tensões a partir de 6 V porque este é o valor mínimo recomendado mas valores maiores podem ser perfeitamente usados se bem que neste caso os componentes sejam maiores e possam dificultar a colocação. Se não for possível encontrar o tipo de terminais paralelo use o de terminais axiais instalando-os do modo indicado na figura 12.

Figura 12 – Os capacitores

Um ponto importante a ser observado nestes capacitores refere-se a sua polaridade.

Veja a marcação de (+) ou (-) e siga-a de acordo com os desenhos.

c) Os resistores podem ser todos de 1/8 W com 20% ou 10% de tolerância sendo seus valores dados pelos anéis coloridos em seu corpo. Observe o código de cores segundo a lista de material para não haver perigo de inversões. Estes componentes não têm lado certo para ligar, isto é, não é preciso observar sua polaridade. Na soldagem evite o excesso de calor que pode lhes causar danos.

d) O transformador é um elemento crítico, pois dele depende a sensibilidade e o volume obtidos. Se bem que qualquer transformador de saída miniatura para transistores possa ser usado, os que fornecem os melhores resultados são os de menor tamanho com impedância de primário em torno de 2 k.

Os transformadores especificados para os transistores 2SB54 ou OC72 podem ser usados com bons resultados. Em caso de dúvidas será conveniente que o leitor experimente alguns transformadores até obter o melhor desempenho. Na soldagem deste componente observe bem a sua posição já que o lado de três terminais corresponde ao primário sendo ligado ao transistor. Cuidado na compra deste componente para não levar um driver por engano já que este na aparência é igual ao saída.

Este tipo de transformador funcionará com muito baixo rendimento neste circuito.

e) O suporte de pilha será fixado na caixa de montagem, podendo ser usada cola comum para esta finalidade. O leitor aqui tem diversas opções para a montagem além da sugerida no original.

Assim, originalmente empregamos um suporte para duas pilhas pequenas do tipo de 1,5 V para transistores (AA), mas se o leitor quiser pode utilizar uma única pilha de 2,7 V (do tipo usado em algumas máquinas fotográficas ou aparelhos de surdez) ou então 2 pilhas de 1,3 V como encontradas em algumas calculadoras em forma de botão (figura 13).

Figura 13 – as pilhas

O importante na ligação das pilhas é observar a polaridade. No suporte o fio vermelho corresponde ao (+) e o fio de outra cor ao polo (-).

f) As ligações dos jaques de saída também precisam ser feitas com cuidado já que no caso do microfone existe polaridade certa para sua alimentação. Assim, na figura 14 temos a maneira de se fazer a ligação do jaque do microfone de modo que o polo externo seja o negativo e o interno do cabo coaxial seja o que leva o sinal.

Figura 14 – Ligação do jaque

É muito importante obedecer esta maneira de ligar pois pelo contrário o aparelho não funcionará.

Com relação aos jaques de saída será conveniente que sejam, do tipo a ser conectado no fone ou amplificador do gravador.

Para a utilização de fones do tipo estéreo, o jaque deve ser do tipo mostrado na figura 15 com os dois lados ligados em paralelo de modo a termos sinal nos dois ouvidos.

Figura 15 – Ligação do jaque para os fones

Para jaques comuns, um alto-falante pequeno ou então a saída de um gravador, a maneira de fazer a ligação é mostrada na figura 16.

Figura 16 – Ligação de jaque comum

g) Temos finalmente o controle de volume e o interruptor geral. O controle de volume consiste num potenciômetro de 2, 2 a 4,7 k linear com ou sem chave.

Se for usado o tipo com chave, ela servirá para ligar e desligar o aparelho e se for do tipo sem chave um pequeno interruptor deve ser acrescentado para fazer a conexão das pilhas.

A posição das ligações do potenciômetro é importante para que obtenhamos um aumento da sensibilidade quando ele for girado para a direita. Os fios de ligação deste potenciômetro devem ser os mais curtos possíveis para que não ocorram oscilações no circuito em vista do seu alto ganho.

Com todo o circuito montado o leitor pode fazer sua instalação na caixinha que deve ser previamente preparada para receber o potenciômetro, os jaques e ter fixada a placa.

O trabalho seguinte será a preparação do microfone.

Damos diversas possibilidades de ligação do microfone. A primeira a ser explorada refere-se a ligação simples para escuta clandestina. Na figura 17 temos então a maneira de se fazer a conexão num microfone de eletreto de dois terminais, observando-se a sua polaridade.

Figura 17 – O cabo do microfone

O cabo não deve ter mais de 20 metros de comprimento para que não haja perda de sensibilidade.

Para ser usado como espião coloque-o em local oculto, porém de modo que possa receber diretamente o som. Não o coloque em contacto com mesas ou objetos em que as pessoas possam bater acidentalmente pois as batidas serão super-amplificadas impedindo uma audição normal.

A montagem do microfone num refletor parabólico exige cuidados maiores e mais habilidade.

O primeiro ponto importante é conseguir o refletor. Existem diversas possibilidades de se obter o refletor. A mais fácil consiste em se procurar numa casa de louças e plásticos um recipiente que se aproxime da forma parabólica desejada e tenha pelo menos 30 cm de diâmetro.

O microfone deve então ser montado num suporte de tal maneira a ficar com seu diafragma voltado para o refletor conforme mostra a figura 18.

Figura 18 – Montagem do microfone

O fio do microfone que deve ser um cabo blindado de uns 2 ou 3 metros de comprimento passa pelo próprio suporte do microfone.

O conjunto todo pode ser dotado de uma alça para facilitar seu manuseio na busca da fonte de som, ou se o leitor preferir pode montá-lo num tripé, conforme mostra a figura 19.

Figura 19 – Montagem em tripé

EXPERIMENTANDO O MICRO SUPER-OUVIDO

Com o microfone preparado e o aparelho montado o leitor pode experimenta-lo bastando para isso colocar duas pilhas em seu suporte, ligar o fone ou alto-falante em sua saída, e colocar o microfone de preferência do lado de fora de uma janela ou porta em relação ao local em que você se encontra.

Depois é só ligar a alimentação e abrir toda a sensibilidade. Ruídos fracos ou mesmo distantes poderão ser ouvidos claramente no alto,-falante ou fone.

Comprovado o funcionamento com fone o leitor pode fazer experiências com seu gravador.