Descrevemos um par de circuitos que fazem a transferência de sinais de um amplificador (ou outra fonte de sinais de áudio) para outro usando ráios de luz (infravermelhos ou visíveis). O circuito, bastante simples, tem um alcance que pode chegar a algumas dezenas de metros, dependendo dos recursos ópticos adicionais e pode ser útil em algumas situações que ficarão claras no nosso texto.
Nem sempre é possível interligar por meio de fios uma fonte de sinal de áudio com o amplificador ou o equipamento em que desejamos reproduzir os sinais desta fonte.
Isso pode acontecer, por exemplo, se a fonte de sinal estiver de um lado de uma rua e o amplificador ou local de reprodução ou gravação estiver do outro, conforme mostra a figura 1.
Neste caso, podemos resolver o problema da impossibilidade da passagem de um cabo usando um link óptico bastante simples que é justamente descrito neste artigo.
O que se faz é modular um conjunto de LEDs (vermelhos ou infravermelhos) com este sinal e receber a luz modulada do outro lado da rua, aplicando o sinal diretamente ao equipamento de som.
Sem lentes podemos transmitir os sinais a alguns metros de distâncias, mas com lentes convergentes diante dos LEDs e do sensor, este alcance pode se tornar muito maior, conforme mostra a figura 2.
Existe até a possibilidade de se colocar o sensor na ocular de uma luneta ou telescópio caso em que o alcance pode ser surpreendente passando de 1 km.
Outra aplicação é dentro de um ambiente pequeno, em que podemos ter uma caixa amplificada que receba o sinal de um dos canais de um equipamento estéreo sem a necessidade de fios, conforme mostra a figura 3.
Finalmente temos uma aplicação mais pessoal em que o sinal de áudio de um televisor modula o transmissor sobre um televisor e é recebido pelo receptor onde excita um fone de ouvido, conforme mostra a figura 4.
Nesta aplicação podemos usar o par para ouvir num fone os programas de TV sem incomodar as pessoas da casa, caso isso ocorra altas horas da noite.
COMO FUNCIONA
Tanto o transmissor como o receptor usam transistores de efeito de campo de potência que, graças ao seu uso nas fontes chaveadas dos computadores, televisores e monitores de vídeo se tornam cada vez mais baratos e fáceis de encontrar.
No transmissor, um único FET de potência excita uma bateria de 4 LEDs emissores de luz visível ou infravermelha a partir do sinal de áudio que pode ser obtido de um amplificador ou de um televisor (ou outra fonte de sinal).
A polarização do FET é ajustada em P1 de modo que ele conduza a corrente num grau que, com o sinal de áudio, tenhamos oscilações nos dois semiciclos com igual intensidade. Este ajuste pode ser feito "de ouvido" ou se o leitor preferir, ligando um osciloscópio ao dreno do transistor.
O transistor Q2 funciona como uma fonte de corrnente polarizando o transistor de efeito de campo de modo a se obter maior linearidade com os sinais de áudio.
No receptor temos basicamente a mesma configuração com a diferença que o sinal a ser amplificado vem de um foto-diodo (ou foto-transistor).
Neste caso, também temos o ajuste da polarização do FET por meio de um trim pot. Com ajuda de um osciloscópio ou mesmo de ouvido devemos fazer o ajuste de modo a obter um sinal de saída com um mínimo de distorção.
A saída é feita pelo dreno do transistor podendo ser aplicada diretamente a entrada de qualquer amplificador de áudio ou mesmo a um fone de média impedância (entre 100 e 1 000 ohms).
Os dois circuitos podem ser alimentados com tensões de 6 a 12 volts, mas recomenda-se no caso do transmissor o valor mais alto (12 V) para se obter maior alcance.
MONTAGEM
Na figura 5 temos os diagramas tanto do transmissor como do receptor do link óptico.
A disposição dos componentes em placas de circuito impresso para o transmissor e o receptor é mostrada na figura 6.
Os transistores de efeito de campo de potência admitem equivalentes e não precisam ser dotados de radiadores de calor. Na verdade, qualquer transistor de efeito de campo de potência de canal N pode ser usado neste projeto, sem problemas.
Os resistores são de 1/8W ou maiores e tanto P1 como P2 são potenciômetros comuns ou trimpots. Os LEDs do transmissor podem ser vermelhos ou infravermelhos, já que nestas cores o rendimento do receptor é maior.
Eles devem ser montados juntos e se possível num tubo para dirigir a luz para o receptor. Colocando diante do tubo uma lente convergente podemos concentrar mais sua emissão e assim obter maior alcance, o mesmo sendo válido para o receptor.
O sensor do receptor é um foto-diodo comum ou mesmo um foto-transistor. Será interessante também montar o sensor num tubo com lente não só para obter maior diretividade como também para evitar fontes de luz que possam causar interferência.
Em especial, as lâmpadas fluorescentes devem ser evitadas já que induzem forte ronco no circuito.
A saída dos sinais de áudio deve ser feita com fio blindado se o receptor for ligado na entrada de alta impedância de um amplificador. Se for ligado a um fone podemos usar fios comuns.
Para o transmissor a fonte pode ser simples sem regulagem, e para o receptor podemos usar tanto pilhas como uma fonte. Nos dois casos a filtragem é importante para que não ocorram roncos.
PROVA E USO
Ligue a saída de um amplificador ou aparelho de som ao transmissor, e a saída do receptor à entrada AUX de um amplificador de áudio qualquer, posicionando-os conforme mostra a figura 7.
Ajuste o volume do sistema que serve de fonte de sinal e o volume do receptor.
Depois, atue tanto sobre P1 do transmissor como do receptor de modo a obter a reprodução sonora mais limpa possível.
Comprovado o funcionamento você pode instalar os dois aparelhos em caixas plásticas e usar como quiser.
LISTA DE MATERIAL
a) Transmissor
Semicondutores:
Q1 - IRF630 ou equivalente - transistor de efeito de campo de potência
Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral
LED1 a LED4 - LEDs vermelhos ou infravermelhos comuns - ver texto
Resistores: 91/8W, 5%)
R1 - 220 k ohms
R2 - 10 ohms
P1 - 100 k ohms - trimpot ou potenciômetro
Capacitores:
C1 - 220 nF - cerâmico ou poliéster
Diversos: placa de circuito impresso, fonte de alimentação, fios, solda, etc.
b) Receptor
Semicondutores:
Q1 - IRF630 ou equivalente - transistor de efeito de campo de potência
FD1 - Foto-diodo ou foto-transistor - ver texto
Resistores: (1/8W, 5%)
R1 - 470 k ohms
R2 - 100 k ohms
R3 - 470 ohms
P1 - 100 k ohms - trimpot ou potenciômetro
Capacitores:
C1 - 100 nF - cerâmico ou poliéster
C2 - 100 uF/16V - eletrolítico
Diversos:
Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, caixa para montagem, fios, solda, etc.
