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Microfone Sem Fio (ART1993)

Resolver os problemas de som nas suas tomadas de diálogos com a camcorder, usando um microfone sem fio, é o que sugerimos neste artigo. Mais mobilidade, facilidade de uso e melhor qualidade de som são algumas das vantagens que este projeto oferece ao amador que se preocupa com suas gravações de vídeo. Simples de montar e muito estável, não se trata de um simples transmissor de FM.

(*) Originalmente este circuito de1993 foi criado para ser usado com câmeras de vídeo, mas ele também pode ser utilizado em outras aplicações.

 

Um dos problemas que enfrentamos na gravação de cenas domésticas com a Camcorder é que se nos afastamos para uma tomada de corpo inteiro o microfone (preso à câmera) vai junto, e isso afeta a qualidade de som.

Da mesma forma, qualquer movimentação do operador no sentido de obter cenas de longe ou de perto são acompanhadas de variações da intensidade do som no microfone.

Uma solução para isso, e que já é prevista nas câmeras, é o uso do microfone externo ligado por um fio, mas este fio é outro problema, pois tira a mobilidade tanto dos que participam da cena como de quem a grava.

O que propomos neste artigo é a eliminação do fio, utilizando um microfone sem fio com algumas características importantes para este tipo de aplicação.

 

Estas características são:

a) Estabilidade que possibilite uma boa movimentação de quem fala, sem a "fuga" de frequência, tão comum nos transmissores de FM de um estágio.

b) Disponibilidade de uma chave independente para o microfone de modo que, ao ser desativado este elemento (silêncio), o transmissor não sai do ar, o que causaria o aparecimento de forte chiado na gravação, característico do "fora de estação".

c) Operação com qualquer walkman ou receptor FM, que pode ser transportado no bolso, na cintura ou no braço do operador, eliminando-se assim a necessidade de receptores especiais caros.

d) Alimentação com pilhas comuns de baixo custo e excelente autonomia, com alcance de até peito de 50 m.

Fácil de montar, o transmissor cabe numa pequena caixa plástica que torna seu uso simples e confortável.

 

Características

Tensão de alimentação: 3 ou 6 V - 2 ou 4 pilhas pequenas

Corrente de consumo: 10 a 30 mA

Faixa de operação: 88 a 108 MHz

Alcance: 20 a 50 m (tip)

Tipo de microfone: eletreto

 

Na figura 1 temos o diagrama completo do transmissor.

 

   Figura 1 – Diagrama do transmissor
Figura 1 – Diagrama do transmissor

 

Os sinais de áudio são obtidos a partir de um microfone de eletreto de boa sensibilidade.

A polarização deste microfone é proporcionada por R1.

O valor deste resistor pode ficar entre 2,2 k ohms e 10 k ohms, em função da tensão de alimentação e sensibilidade desejada.

Como o circuito destina-se à captação de sons próximos, ou seja, a fala junto ao microfone, não hã etapa adicional de amplificação de áudio, sendo esta função limitada ao FET que normalmente existe no interior do próprio eletreto.

O sinal de áudio é então aplicado a uma etapa de alta frequência, para modulação, via C1. O valor deste componente determina a faixa de áudio em que o transmissor opera.

Para um corte nos agudos, caso o usuário queira um som menos estridente, pode ser acrescentado um capacitor de 1 nF a 10 nF em paralelo com o microfone.

Os sinais de alta frequência são gerados por uma etapa em base comum que tem o transistor Q1 como elemento ativo.

Neste circuito a bobina L1 e o capacitor variável CV determinam a frequência de operação, enquanto C3 proporciona a realimentação responsável pelas oscilações.

O valor de C3 não é crítico, mas este componente influi na estabilidade da oscilação. Os resistores R2 e R3 polarizam a base do transistor, enquanto que R4 polariza o emissor.

O sinal gerado e modulado é levado a uma etapa de amplificação e buffer via C4.

Não ligamos diretamente a bobina L1 à antena pois normalmente o descasamento de uma antena com a etapa de saída causa instabilidades ao circuito.

Nos pequenos transmissores de FM, em que isso é feito, o principal problema é a fuga de sintonia quando mexemos ou mudamos de posição a antena ou quando a aproximamos de qualquer objeto como, por exemplo, nossas mãos. Isolando a etapa osciladora da etapa de saída evitamos estes problemas.

Temos então uma nova etapa com base num BF494, que amplifica o sinal e o isola para aplicar na antena.

Assim, mesmo tocando na antena isso não afeta o oscilador, que se mantém firme na frequência determinada pelo ajuste de CV. O máximo que pode ocorrer é um leve amortecimento do sinal, mas não sua fuga.

A recepção dos sinais é feita num walkman, que possuindo uma saída para fone, permite a aplicação do sinal recebido diretamente na entrada de áudio da Camcorder.

Como a saída é estéreo, usamos a posição mono com um canal aplicado à câmera e outro a um fone de monitoração.

O alcance depende da alimentação (com 6 V ele é maior), mas também da antena e do receptor. Não recomendamos urna antena muito longa, pois além de dificultar a operação também pode trazer certa instabilidade de operação.

Os melhores resultados são obtidos com uma antena de aproximadamente 15 cm.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos a disposição dos componentes numa pequena placa de circuito impresso.

 

Figura 2 – Placa para a montagem
Figura 2 – Placa para a montagem

 

Juntamente com as pilhas e o microfone esta placa cabe facilmente numa caixinha plástica de pequenas dimensões, como a usada no protótipo.

A bobina L1 é formada por 4 espiras de fio 22 AWG rígido comum, ou esmaltado de 18 a 22 AWG, com tomada na primeira espira a partir do lado do coletor de Q1.

O diâmetro é de 0,5 cm, mas não é critico, pois sempre podemos compensar as diferenças, desde que não muito grandes, com o ajuste de CV.

O trimmer pode ter valores máximos entre 20 pF e 50 pF, já que não se trata de componente critico.

Os capacitores devem ser todos cerâmicos do tipo disco ou plate, exceto C1, que é eletrolítico para 6 V ou mais de tensão de trabalho.

Os transistores admitem equivalentes, como o BF254 ou qualquer outro de alta frequência, observando-se a disposição de seus terminais.

O microfone é de eletreto de 2 terminais, mas com alterações no circuito, conforme mostra a figura 3, pode ser usado o de 3 terminais.

 

Figura 3 – Usando microfone de 3 terminais
Figura 3 – Usando microfone de 3 terminais

 

A antena tanto pode ser um pedaço de fio rígido como do tipo telescópico. Não é preciso que ela seja isolada.

S1 e S3 são interruptores simples, enquanto que S2 é um interruptor de pressão que deve ser utilizado para falar, quando S3 estiver aberto. É conveniente escolher um tipo que não seja muito duro de acionar.

XRF, é um microchoque de 100 uH, mas pode ser improvisado casa haja dificuldade de obtenção: enrole urnas 100 voltas de fio esmaltado fino (32 ou 34 AWG) num palito de dentes que o desempenho não será afetado.

Para testar o aparelho, utilize um receptor de FM ou um walkman.

Sintonize primeiramente o receptor ou walkman numa frequência livre da faixa de FM. Em seguida, feche S1 e S3 e ajuste CV do microfone sem fio até captar o sinal mais intenso no receptor.

Será conveniente que este ajuste seja feito a uma distância de pelo menos 3 m do receptor, com urna chave não magnética, de modo a não haver microfonia (realimentação acústica).

Verifique se o sinal captado é o mais forte, pois pode ocorrer que estejamos trabalhando com harmônicas, quando então o alcance será reduzido. Afaste-se com o transmissor para verificar o alcance.

Comprovado o funcionamento, é só utilizar o aparelho. Para isso, as ligações são as mostradas na figura 4.

 

Figura 4 – Conexões à câmera
Figura 4 – Conexões à câmera

 

Ajuste o receptor (walkman) para a melhor recepção e monitore o som no fone de ouvido. Para usar existem duas possibilidades:

A primeira é mantendo S1 e S3 fechado quando temos som permanente na câmera. Abrindo S3 o som será cortado, mas a transmissão contínua de modo a não haver chiado na câmera.

A segunda é obtida quando S1 é fechado e só atuamos em S2 ao falar.

Nestas condições a transmissão é permanente (sem chiado), mas só hã som no momento de falar.

Ao usar o aparelho mantenha-se sempre atento à sintonia. Use preferivelmente pilhas alcalinas, pois as variações de tensão com o uso são menores, o que garante maior estabilidade para o circuito.

Se quiser um microfone mais sensível, para captação de sons ambientes, temos o circuito adicional da figura 5. (versão ll).

 

Figura 5 – Versão de maior sensibilidade
Figura 5 – Versão de maior sensibilidade

 

 

Este circuito, entretanto, não serve para conversas próximas, pois há sobremodulação.

 

Semicondutores:

Q1, Q2 - BF494 ou equivalente - transistores de RF

 

Resistores (1/8 W, 5%):

R1 - 4,7 k ohms

R2 - 10 k ohms

R3 - 5,6 k ohms

R4 – 100 ohms:

R5 - 10 k ohms

R6 - 2,2 k ohms. a 4,7 k ohms (escolha conforme o consumo)

R7 - 47 ohms

 

Capacitores:

C1 - 10 uF - eletrolítico de 6 V

C2 - 10 nF - cerâmico disco ou plate

C3 - 8,2 pF a 10 pF - cerâmico disco ou plate

C4 - 100 pF - cerâmico disco ou plate

C5 - 100 nF - cerâmico disco

CV - Trimmer 3-30 pF ou 4-40 pF

 

Diversos:

MIC - microfone de eletreto de dois terminais

L1 - Bobina - ver texto

A - antena - ver texto

S1, S3 - Interruptores simples

S2 - Interruptor de pressão NA

B1 - 3 ou 6 V - 2 ou 4 pilhas pequenas

XRF1 - 100 uH - choque de RF (microchoque) - ver texto

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, suporte de pilhas, fios, solda etc.

 

Obs: R6 determina o consumo da etapa amplificadora. Altere se necessário.

 

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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