Decodificador de Tom (ART2000)

Um módulo que reconhece tons de frequências na faixa de 100 Hz a 100 KHz pode ter muitas utilidades Em sistemas de controle remoto, alarmes, automatismos etc. Neste artigo descrevemos a montagem de um módulo simples que usa apenas um integrado, tem excelente seletividade e baixo consumo. 

Existem muitas aplicações interessantes para um circuito que reconheça um sinal de determinada frequência como, por exemplo:

Em sistemas de controle remoto podemos usar um filtro para cada canal, bastando então modular o transmissor com a frequência correspondente.

Em automatismos podemos emitir comandos por meio de tons que facilmente atuariam somente sobre um determinado circuito;

Em alarmes, o uso de um tom em barreiras infravermelhas ou modulando ultrassons dificulta a violação de um intruso.

O módulo que descrevemos neste artigo é simples, compacto e tem excelente seletividade, podendo ser ajustado para reconhecer tons na faixa de 100 Hz a 100 kHz.

Na saída temos o acionamento de um relé, o que permite o controle direto de alta potência, além da monitoria por meio de um LED.

A alimentação do circuito é de apenas 6 V, o que permite sua utilização fácil em modelos rádiocontrolados e em outros equipamentos alimentados por pilhas.

Características:

Tensão de alimentação: 6 V

Consumo em repouso: 10 mA (tip.)

Consumo máximo: 100 mA (relé acionado)

Faixa de frequências: 100 Hz a 100 kHz

Tipo de decodificação: PLL

Controles: 2 (sensibilidade e frequência)

COMO FUNCIONA

O circuito baseia-se num filtro PLL com o NE/LM 567, cujo funcionamento completo deverá oportunamente ser encontrado neste site.

Na figura 1 temos o diagrama completo do módulo decodificador.

Figura 1 – Diagrama do decodificador

O sinal de áudio na faixa indicada, com intensidade de 20 a 200 mV, é aplicado à entrada de um trimpot que permite controlar sua sensibilidade.

O trimpot P2, em conjunto com C2, determinam a frequência que o circuito integrado PLL vai reconhecer. O ajuste pode ser feito numa ampla faixa de valores, o que facilita bastante o uso do módulo.

Quando o circuito integrado tem na sua entrada uma frequência que ele não reconhece, sua saída (no pino 8) se mantém no nível alto, e com isso o LED permanece apagado.

Nestas condições o transistor Q1 é polarizado no corte e nada acontece com o relé, que se mantém desenergizado.

Quando o PLL reconhece o sinal como sendo aquele para o qual está sintonizado, sua saída vai imediatamente ao nível baixo, e com isso o LED acende.

No mesmo instante o transistor Q1 é levado à saturação, energizando o relé, que fecha seus contatos.

Tão logo o sinal de entrada desapareça ou mude de frequência, deixando o circuito de reconhecê-lo, o relé é desenergizado.

MONTAGEM

Na figura 2 damos uma sugestão de placa de circuito impresso para um módulo decodificador de tom.

Figura 2 – Placa para a montagem

Entretanto, para um sistema de controle remoto multicanal, por exemplo, pode-se montar diversos módulos e ligá-los em paralelo. Esta placa prevê um relé do tipo com base DIL, que tem pinagem compatível com os circuitos integrados em invólucro DIL de16 pinos.

No entanto, utilizando um relé de maior potência, o layout do módulo deve ser alterado.

O circuito não deve ser alimentado com tensão maior que 10 V. O LED é opcional, e pode ser vermelho comum.

Para entrada de sinal pode ser usado um par de terminais ou então um jaque (E e T).

PROVA E USO

Para provar o aparelho o leitor pode montar um oscilador de prova como, por exemplo, o da figura 3.

Figura 3 – Oscilador de prova.

O trimpot ou potenciômetro ajusta a frequência V

Ligue este oscilador na entrada do decodificador e ajuste vagarosamente P2 até que o sinal seja reconhecido. P1 deve estar numa posição média.

Reduza a sensibilidade do módulo até chegar ao limiar do reconhecimento e procure no ajuste de P2, novos pontos em que o sinal possa ser reconhecido, pois é possível que o sinal sintonizado seja uma harmônica.

Se nenhum outro sinal for encontrado, volte ao ajuste original. Com isso o aparelho estará pronto para uso.

Uma sugestão interessante de uso para o reconhecedor é um alarme em que a interrupção do elo de transmissão de sinal provoca a abertura do relé, com a alimentação de uma carga externa, como mostra a figura 4.

Figura 4 – Alarme de interrupção

Veja que nesta aplicação os contatos usados são os NF Para usar os contatos normalmente abertos, basta inverter de posição o relé e diodo com Q1 substituído por um NPN equivalente, conforme o circuito mostrado na figura 5.

Figura 5 – Invertendo o diodo e usando um PNP

Este circuito atua “ao contrário”, fechando o relé quando o sinal de entrada deixa de ser reconhecido.