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Captador de Contato Para Violão e Guitarra (ART2042)

Pequenos transdutores cerâmicos podem ser usados como microfones de contato de boa qualidade para violões e guitarras. No entanto, para excitar um amplificador será preciso dotar o sinal de urna amplificação adicional com o circuito que descrevemos neste artigo.

Os transdutores (buzzers) piezoelétricos do tipo cerâmico funcionam como pequenos emissores de som como também da forma inversa, como microfones captando sons.

Como sua estrutura não permite sua operação direta com sons que se propagam pelo ar, como um microfone verdadeiro, já que a sensibilidade e a resposta não seriam apropriadas para usos normais, por outro lado elas podem ser usadas com bom rendimento como microfones de contato.

Nesta função os transdutores são colocados em contato com um corpo que vibra, captando estas vibrações e transformando-as em um sinal para um amplificador.

No caso específico de instrumentos musicais como violões e guitarras, o uso de microfones de contato é eficiente, já que temos uma caixa de ressonância que vibra na frequência da nota emitida.

Colocando a cápsula ou o microfone em contato com esta caixa podemos facilmente obter um bom sinal para amplificação, figura 1.

 

Figura 1 – Usando um captador de contato
Figura 1 – Usando um captador de contato

 

Como o sinal obtido do transdutor é insuficiente para excitar diretamente um amplificador de potência, será preciso usar um pré-amplificador.

Neste artigo descrevemos a montagem deste pré-amplificador que possibilitará que o leitor use seu violão com qualquer transdutor cerâmico e qualquer amplificador de potência.

 

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação: 9 V

Ganho: 1 a 50 (ajustável)

Tensão de saída: 8 Vpp

 

COMO FUNCIONA

O transdutor consiste numa pequena cerâmica piezoelétrica de titanato de bário que têm propriedades interessantes: quando esta cerâmica é submetida a uma tensão elétrica, ocorrem deformações.

Se a corrente for alternada as deformações fazem a cerâmica vibrar emitindo som na mesma frequência.

Por outro lado, se a cerâmica for deformada, submetida a uma vibração, por exemplo, é gerada urna tensão que pode ser aplicada a um circuito e amplificada, figura 2.

 

Figura 2 – O efeito piezoelétrico manifestado pela cerâmica
Figura 2 – O efeito piezoelétrico manifestado pela cerâmica

 

É esta segunda propriedade que aproveitamos neste nosso projeto.

O sinal da cerâmica colocada em contato com o instrumento musical, é aplicado à entrada de um amplificador operacional com transistores de efeito de campo, do tipo CA3140.

O ganho deste amplificador depende da realimentação que é controlada por meio de P1. Os capacitores C4 e C5 determinam a faixa de frequências de operação.

C4 reduz o ganho nas frequências mais altas, podendo ser alterado pelo leitor.

Para um instrumento de som mais grave, desejando-se cortar os agudos, C4 pode ser aumentado até 10 nF.

Por outro lado, para um instrumento mais agudo, podemos reduzir C., e aumentar C5. Uma ampla margem de valores pode ser experimentada para estes componentes.

R2 e R3 fazem a divisão da tensão da fonte por 2, de modo a polarizar a entrada não inversora do operacional de forma adequada para amplificação dos dois semiciclos do sinal de entrada.

Uma equalização adicional é obtida por meio de R3 e C3 que também podem ser alterados.

O sinal obtido na saída é levado ao amplificador via C6 e P2 , onde controlamos sua intensidade.

Pelo ajuste de P2 podemos obter a intensidade ideal do sinal de saída para excitação de um amplificador de potência sem distorção.

A alimentação pode ser feita com tensões de 6 ou 9 V e como o consumo de corrente é muito baixo, a durabilidade das pilhas ou da bateria será bastante grande.

 

MONTAGEM

Começamos por dar o diagrama completo do amplificador para captador de contato na figura 3.

 

Figura 3 – Diagrama do aparelho
Figura 3 – Diagrama do aparelho

 

O circuito pode ter como base para a montagem uma placa de circuito impresso com o padrão dado na figura 4.

 

Figura 4 – Placa para a montagem
Figura 4 – Placa para a montagem

 

Para o circuito integrado sugerimos a utilização de um soquete DIL de 8 pinos. Os resistores são de 1/8 a 1/4 W com tolerância de 5 a 20% e os capacitores eletrolíticos são para 12 V.

Os demais capacitores são de poliéster ou cerâmicos

Os potenciômetros são lineares ou logarítmicos e o transdutor consiste num tipo cerâmico usado como "buzzer” em circuitos de sinalização ou mesmo em cápsulas telefônicas.

Para a ligação do transdutor X1 ao circuito deve ser usa do cabo blindado, pois pode ocorrer a captação de roncos. Para a saída usamos um jaque comum de microfone.

A caixa para alojar o conjunto pode ser plástica com dimensões que permitam abrigar também a bateria ou então um suporte de 4 pilhas pequenas.

Observe que existem componentes cuja polaridade precisa ser observada neste projeto. O transdutor é fixado no instrumento internamente, com parafuso ou mesmo colado.

Neste caso será interessante dotar o instrumento de um jaque para sua conexão, eliminando assim a necessidade de se carregar um cabo solto quando o instrumento não for usado com amplificador.

 

PROVA E USO

Conecte a saída J1 à entrada e ajuste-o para médio volume. Depois, tocando o seu instrumento ajuste o ganho (P1) e a saída (P2) até obter a melhor reprodução sem distorção.

Com este procedimento, o aparelho estará pronto para uso.

Se notar roncos ou ruídos verifique os aterramentos das malhas dos cabos ou sua conexão. Se quiser modificar a resposta de frequência do aparelho altere C4 e C5.

 

 

CI-1 - CA3140 - circuito integrado

X1 - transdutor piezoelétrico

S1 - interruptor simples

B1 - 6 ou 9 V - 4 pilhas ou bateria

P1 - 2,2 M ohms-potenciômetro

P2 – 4,7 k ohms: - potenciômetro

C1, C3 - 10 uF x 12 V –capacitores eletrolíticos

C2, C7 -100 uF x 12 V capacitores eletrolíticos

C4 - 1,2 nF -capacitor cerârnico ou de poliéster

C5 - 47 nF capacitor cerâmico ou de poliéster

C6 – 10 uF x 12v - capacitor eletrolítico

R1 – 120 k ohms. - resistor

R2, R3, R4 - 47 k ohms - resistores

R5 - 22 ohms - resistor

Diversos: placa de circuito impresso, suporte de pilhas ou conector de bateria, botões para os potenciômetros. jaque de saída, cabos blindados, transdutor cerâmico - ver texto, fios. Solda, etc.

 

 

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N° do componente 

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