Emissor de Ultrassons (ART2091)

O potente emissor de ultrassons que apresentamos tem diversas utilidades práticas que merecem ser experimentadas, não só "espanta cachorro" (podendo ser instalado perto de latas de lixo que sejam constantemente reviradas por estes animais) ou espanta ratos (instalados em silos, armazéns ou outros locais que possam ser atacados por estes animais).

Os sons de frequências elevadas, acima de nossa capacidade de audição, denominam-se ultrassons.

As aplicações para os ultrassons não se limitam à natureza, já que existem diversos dispositivos construídos pelo homem que aproveitam suas propriedades.

Um exemplo é o "sonar" sistema usado pelos barcos para detectar cardumes e verificar a profundidade de um local.

No fundo de um barco existe um pequeno alto-falante que emite ultra-sons e um microfone que capta os ecos que são produzidos por cardumes ou no fundo.

Pelo tipo de eco, pode-se facilmente detectar a presença de um cardume, ou então pelo tempo de retorno, ter-se uma indicação precisa da profundidade do local.

Uma aplicação interessante que já se generalizou em alguns a países como, por exemplo, nos Estados Unidos, é a utilização dos ultra-sons para espantar certos animais.

Os ultra-sons em níveis elevados, como os sons para nós, incomodam ratos e cachorros. É como um apito contínuo nos ouvidos, que deixa qualquer um maluco

A vantagem para nós, é que gerando um som de frequência que o animal possa perceber, mas nós não, os únicos incomodados são os animais.

Esta é uma das finalidades de nosso projeto, cuja aplicação fica por conta do leitor. Dizemos isso porque as frequências exatas que incomodam determinados animais, ainda não foram bem estabelecidos pelos cientistas.

Temos um simples oscilador com dois transistores e que alimentado com uma tensão de apenas 6 V, produz um potente sinal ultrassônioo numa faixa que vai aproximadamente de 15 a 25 Hz.

A frequência de maior rendimento do transdutor usado está abaixo dos valores gerados, mas como o sinal é intenso, ainda assim o ultra-som gerado é bem forte.

O oscilador tem sua frequência determinada basicamente pelo capacitor C2 e ajustada de modo tino pelo trimpot P1.

O sinal gerado sobre T1 é ampliado em tensão, aparecendo no secundário do transformador, com intensidade suficiente para excitar com grande potência um ou dois Buzzers de cerâmica piezoelétrica.

Estes transdutores consistem em um pedaço de cerâmica, normalmente de titanato de bário, que se deforma quando uma tensão é aplicada através do eletrodo. Se esta tensão for um sinal de certa frequência, a cerâmica sofre deformações que a fazem vibrar na mesma frequência, produzindo som.

Como elas praticamente consistem num isolante, sua ativação se faz com tensão e tanto maior será o seu rendimento quanto maior for a tensão (até certo limite, em que pode ocorrer a sua destruição). Com a utilização de um transformador, a tensão se eleva bastante com picos para além de 200 V, o que permite a produção de sons muito intensos.

A alimentação do circuito é feita com 6 V que pode vir de uma pequena fonte ou para aplicações móveis, com pilhas.

Na figura 1 temos o diagrama completo de nosso aparelho.

Figura 1 – Diagrama do aparelho

A figura 2 apresenta o desenho da placa de montagem em circuito impresso.

Figura 2 – Placa de circuito impresso para a montagem

O transistor Q1 deve ser o BC557 que suporta uma tensão algo elevada que aparece mesmo no primário do transformador em vista de sua comutação rápida.

O transistor Q2 deve ser dotado de um pequeno radiador de calor.

Os buzzers piezoelétricos são cápsulas do tipo empregado em telefones.

Equivalentes podem ser experimentadas, inclusive cápsulas usadas em fones de ouvido, desde que sejam cerâmicas.

Na figura 3 damos uma sugestão da fonte para alimentar o aparelho a partir da rede local.

Figura 3 – Sugestão de fonte

O transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 6 + 6 V com corrente de 500 mA a 1 A. Os diodos são 1N4002 e o eletrolítico tem uma tensão de trabalho de 12 V ou mais.

Para a prova coloque o trimpot na posição de máxima resistência e ligue a unidade à alimentação.

Você poderá usar uma ou duas cápsulas de emissão neste aparelho, de acordo com a potência e se houver necessidade de colocá-las em locais diferentes.

Teremos a emissão de som audível de boa intensidade. Girando vagarosamente o trimpot teremos um instante em que o som, depois de se tornar cada vez mais agudo, desaparece. Neste ponto, teremos chegado à faixa de ultra-sons, onde deverá se manter o ajuste.

Caso não seja alcançado o ponto em que o som desaparece, troque C2 por um capacitor de menor valor, por exemplo 10 nF