Não podemos ouvir sons cujas frequências estejam acima dos 18 000 Hz, ou seja, ultrassons, mas diversos animais podem e também emitem esses sons com diversas finalidades. Podemos, entretanto, com recursos eletrônicos, tornar audíveis estes sons e assim explorar a natureza de uma forma diferente.
Descrevemos a montagem de um interessante aparelho eletrônico que converte ultrassons em sons, fazendo a sua divisão de frequência.
Se bem que a forma de onda original não seja mantida podemos, entretanto, ouvir sons que de outra forma não conseguiríamos e assim penetrar na natureza dos estranhos ruídos de uma mata, por exemplo.
A idéia de se ouvir ultrassons vem de processos antigos, como os que faziam uso de gravadores de fita.
Usando microfones capazes de receber os ultrassons, a gravação era feita de forma normal, conforme mostra a figura 1.
Para ouvir entretanto a fita era rodada com menor velocidade e assim, os sons gravados passavam a cair na faixa audível.
Uma outra possibilidade é a mostrada no diagrama de blocos da figura 2.
Neste circuito um amplificador aumenta a intensidade dos ultrassons captados por um microfone especial.
Esses sinais são misturados com o sinal de um oscilador, de modo que se obtenha um sinal com a diferença entre as frequências, ou seja, um batimento.
Este batimento passa por um filtro, e como cai na faixa dos sons audíveis pode ser amplificado e reproduzido num alto-falante.
Os gravadores de fita quase não mais são encontrados, a não ser em estúdios antigos e de adeptos das tecnologias da época, assim, adotamos uma solução digital.
O que fazemos é mostrado na figura 3.
O sinal captado pelo transdutor tem sua forma de onda alterada por um disparador de modo que ela se torna retangular.
Este sinal é aplicado a um divisor de frequência com o 4017, no exemplo, dado é dividida por 3, mas no nosso projeto, será dividida por 10.
Com isso, um sinal de 30 kHz, por exemplo, se torna 3 kHz, o que cai dentro da faixa audível.
No entanto, a forma de onda é retangular.
Aplicando este sinal a um filtro modificamos sua forma de onda para obter uma reprodução mais agradável num fone.
O circuito é alimentado por pilhas e o transdutor pode ser um tweeter piezoelétrico que responde bem às frequências ultrassônicas.
Montagem
Na figura 4 temos o diagrama completo do ouvido ultrassônico.
A placa de circuito impresso para a montagem é mostrada na figura 5.
Na montagem, observe a posição do circuito integrado e dos transistores.
Os resistores são todos de 1/8 W com qualquer tolerância e os capacitores conforme indicado na lista de materiais.
O LED indicador serve para mostrar que sinais ultrassônicos estão sendo captados pelo circuito.
Alguns microfones de eletreto podem responder à uma certa faixa de frequências ultrassônicas, como mostra a figura 6.
O ideal é fazer experiências, de modo a se obter um transdutor que tenha boa resposta à faixa dos ultrassons.
Uma outra possibilidade é mostrada na figura 7, consistindo na colocação de um indicador de sinais.
Teste e Uso
Para testar será conveniente ter uma fonte de ultrassons.
No site temos diversos circuitos que podem ser utilizados para esta finalidade.
Os Geradores de Ultrassons dos artigos MIN500 (http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/mini-projetos/170-efeitos-sonoros/9103-gerador-de-sons-ultrassons-min500) , CIR4319 e ART1611 (http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/projetos/14007-geradores-de-ultrassons-art1611) são exemplos.
No entanto, com um gerador de sinais ou de funções e um tweeter, conforme mostra a figura 8, podemos gerar um sinal ultrassônico de teste.
Emitindo um sinal ultrassônico, devemos captar e ouvir, mas com a frequência dividida.
Podemos melhorar a qualidade de áudio com a alteração do capacitor C7 na faixa de 10 nF a 100 nF.
CI-1 – 4017 – circuito integrado
Q1 a Q5 – BC548 – transistores NPN de uso geral
Q6 – BC558 – transistor PNP de uso geral
LED – LED comum de qualquer cor
MIC ou TD – microfone de eletreto ou tweeter piezoelétrico
S1 – Interruptor simples
B1 – 6 V – 4 pilhas pequenas
F – jaque para fone de baixa impedância
R1, R5, R10, R14 – 10 k ohms – resistores – marrom, preto, laranja
R2 – 47 k ohms – resistor – marrom, preto, laranja
R3 – 100 k ohms – resistor – marrom, preto, amarelo
R4 – 4k7 ohms – resistor – amarelo, violeta, vermelho
R6 – 2k2 ohms – resistor – vermelho, vermelho, vermelho
R7 – 15 k ohms – resistor – marrom, verde, laranja
R8 – 6k8 ohms – resistor – azul, cinza, vermelho
R9 – 560 ohms – resistor – verde, azul, marrom
R11, R12 – 5k6 ohms – resistores – verde, azul, vermelho
R13 – 22k ohms – resistor – vermelho, vermelho, laranja
R15 – 3k3 ohms – resistor – laranja, laranja, vermelho
R16, R18 – 470 ohms – resistores – amarelo, violeta, marrom
R17 – 1 M ohms – resistor – marrom, preto, verde
R19 – 1k2 ohms – resistor – marrom, vermelho, vermelho
R20 – 330 ohms – resistor – laranja, laranja, marrom
C1, C3- 8n2 – capacitores cerâmicos ou poliéster
C2 – 2,2 uF – eletrolítico
C4, C6 – 180 nF – capacitores cerâmicos ou poliéster
C5 – 100 pF – capacitor cerâmico
C7 – 10 a 100 nF – capacitor de poliéster
C8 – 100 uF – capacitor eletrolítico
Diversos:
Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa para montagem, fone de baixa impedância, fios, solda, etc.
