1000 Sons - A Super Sirene (ART2733)

Esta sirene de dois tons pode ser ligada a qualquer tipo de amplificador fornecendo um som de elevada intensidade com diversos efeitos. No caso de equipamentos estereofônicos pode-se passar o som de um canal para outro num efeito dinâmico bastante interessante. Os recursos que esta sirene possui permitem a obtenção de diversos sons.

Sons de sirenes quando jogados como fundo para gravações ou entre músicas em discotecas dão efeitos muito atrativos.

Neste artigo descrevemos uma sirene que pode ser considerada ideal para os que desejam efeitos especiais em suas gravações, para conjuntos musicais ou simplesmente para os que realizam bailes.

A nossa sirene gera dois tons que são alternados automaticamente imitando com isso o som de uma sirene de polícia. E claro que os dois tons podem ser ajustados com facilidade de modo que não só os sons da sirene de polícia podem ser imitados como muitos outros que os leitores descobrirão ao realizar esta montagem.

Além dos controles que permitem ajustar as frequências dos dois tons e da velocidade de suas variações, esta sirene possui como recurso adicional um separador de sinais que faz com que possamos levar o som da sirene de um canal para outro do amplificador estéreo ou da fita que esteja sendo gravada. O resultado deste efeito quando controlado apropriadamente é interessante: tem-se a impressão que o som "corre" de um canal para outro, como se fosse realmente o som de uma sirene de um veículo em movimento (figura 1).

Figura 1 – Efeito dinâmico

Para os que não tiverem um amplificador. estéreo, ou simplesmente desejarem utilizar este circuito numa aplicação independente, forneceremos o circuito de uma etapa de potência de áudio em versão monofônica e em versão estereofônica.

Esta etapa de potência fornece aproximadamente 5 W na versão monofônica e aproximadamente 10 W para a versão estéreo. Para os casos em que o som seja usado apenas para gravações, as etapas de potência não serão necessárias.

A montagem desta sirene é muito simples em sua versão básica, assim como sua ligação no equipamento de som. Basta usar os componentes exatos recomendados na lista de material e seguir as instruções do texto para que a mesma funcione sem problemas.

COMO FUNCIONA

Esta sirene conta de um oscilador básico cuja frequência é controlada por um segundo circuito de modo a se poder gerar dois tons alternadamente. O sinal do oscilador pode ser aplicado tanto a um amplificador de áudio externo (monofônico ou estereofônico) como a um amplificador próprio. No caso da versão estereofônica, existe a etapa adicional de controle de separação de sinal.

Na figura 2 temos um diagrama de blocos que nos permite entender com mais facilidade como funciona esta sirene.

Figura 2 – Diagrama de blocos

A primeira etapa consiste no oscilador principal, ou seja, o oscilador de áudio que tem por função gerar os dois sons que serão aplicados aos amplificadores.

E usado no caso um oscilador de relaxação com transistor unijunção cujo diagrama básico é mostrado na figura 3.

Figura 3 – Oscilador com unijunção

Neste oscilador, o capacitor se carrega através do resistor até a tensão de disparo do transistor. Neste ponto ocorre. a descarga com a produção de um pulso e um novo ciclo se inicia.

No nosso circuito, a carga do capacitor é determinada por um segundo circuito, representado no caso pelo segundo bloco da figura 2. Trata-se de um multivibrador astável que produz duas saídas as quais alimentam por resistências diferentes o oscilador unijunção.

Num multivibrador astável, conforme mostra o diagrama da figura 4, cada um dos transistores conduz separadamente a corrente quando em funcionamento, ou seja, quando um transistor está conduzindo o outro deve estar cortado e vice-versa.

Figura 4 – O multivibrador astável

Os estados de condução e não condução dos dois transistores são alternados automaticamente numa velocidade que depende dos valores dos capacitores ligados as bases dos mesmos e dos resistores de polarização.

As duas saídas dos transistores são ligadas por meio de diodos e trimpots (ou potenciômetros) ao oscilador unijunção, de modo que, ora um ora outro transistor fornece alimentação para o oscilador unijunção através de resistências diferentes.

O resultado disso é a produção de dois tons diferentes os quais podem ser ajustados com facilidades nos trimpots ou potenciômetros em questão.

Os diodos são utilizados com a finalidade de isolar uma saída da outra, pois pelo contrário o oscilador não funcionará. Na figura 5 temos a maneira de se fazer a ligação do multivibrador ao oscilador unijunção por meio dos diodos e dos trimpots.

Figura 5 – Ligação do multivibrador | Clique na imagem para ampliar |

Na prática a frequência do multivibrador estável também pode ser ajustada, utilizando- se para esta finalidade dois trimpots ou dois potenciômetros ligados ao circuito de base dos transistores, conforme mostra a figura 6.

Figura 6 – Controlando a frequência do multivibrador

Temos então 4 controles para o aparelho: dois que determinam os tons emitidos pelo oscilador unijunção e dois controles que determinam a velocidade de sua alternância, ou seja, o tempo de duração de cada um.

Um recurso adicional que pode ser colocado neste circuito é o da variação tonal de cada som feita por meio de um capacitor ligado à entrada do circuito unijunção, conforme sugere a figura 7.

Figura 7 – Variação tonal

Nesta etapa o ponto principal a ser observado e em relação a maneira como o potenciômetro duplo é ligado. Veja na figura 8 que temos um único potenciômetro do tipo duplo empregado.

Figura 8 – Controle duplo

Este deve ser ligado de tal modo que, quando girarmos seu eixo, enquanto a resistência aumenta para uma das seções, diminui para outra.

Na figura 9 temos a maneira de se fazer as conexões nesse potenciômetro duplo. Observe que foi usado fio blindado para as saídas e jaques de acordo com a entrada do amplificador.

Figura 9 – Conexão do potenciômetro

A etapa seguinte do circuito, no caso Opcional é a etapa de potência. Se o leitor não quiser utilizar um amplificador comum pode montar um amplificador para a sirene na versão monofônica, ou então dois amplificadores iguais para a versão estereofônica.

O diagrama deste amplificador é mostrado na figura 10, podendo este fornecer uma boa potência quando alimentado por tensões entre 12 e 18 V.

Figura 10 – O amplificador de áudio

Esta etapa de potência utiliza três transistores. O primeiro transistor Opera como pré-amplificador de áudio, podendo ser usado para esta finalidade qualquer NPN para uso geral como por exemplo o BC548 sugerido no diagrama.

Os dois transistores seguintes que formam a saída de potência são acoplados de modo a termos uma etapa Darlington que permite não só uma grande simplicidade de funcionamento como também a obtenção de uma boa potência de saída. Para o primeiro transistor desta etapa pode ser usado qualquer NPN de corrente de coletor de pelo menos 1A, e para o segundo o ideal é o 2N3055.

Na figura 11 temos uma fonte de alimentação para ser usada com as etapas de áudio em questão e também com o circuito básico da sirene.

Figura 11 – Fonte para a sirene

Esta sirene de alimentação suporta tanto o funcionamento de uma única etapa amplificadora como duas, na versão estereofônica.

MONTAGEM

O leitor pode optar por dois tipos de montagem para esta sirene: se tiver recursos em sua bancada pode optar pela versão em placa de circuito impresso que além de mais compacta é esteticamente de melhor apresentação. Para os principiantes ou para os que não possuam recursos para elaboração de placas de circuito impresso, a versão em ponte de terminais é a recomendada.

Mesmo não sendo tão boa na aparência como a versão em placa, como o circuito não é crítico, isto é, não exige uma disposição muito planejada dos componentes, não haverá nenhuma dificuldade com seu funcionamento.

Para a parte eletrônica o leitor necessitará de ferramentas comuns: um ferro de soldar de pequena potência (máximo 30), solda de boa qualidade, alicate de ponta, alicate de corte lateral, e chaves de fenda.

Deve ser incluída nessa lista as ferramentas e o material necessários a elaboração da caixa onde será instalado o aparelho. Na figura 12 damos uma sugestão de formato para uma caixa de madeira que pode ser facilmente construída e que permite sua excelente apresentação para a sirene.

Figura 12 – Sugestão de caixa | Clique na imagem para ampliar |

O painel frontal pode ser recoberto com uma folha plástica e sobre ela aplicadas letras autoadesivas com as indicações de função dos diversos controles.

Na figura 13 temos o diagrama completo da sirene, sem a parte de potência que, conforme dissemos é optativa.

Figura 13 – Diagrama completo | Clique na imagem para ampliar |

Para a montagem em placa de circuito impresso temos o desenho na figura 14, tanto do lado dos componentes como do lado cobreado.

Figura 14 – Placa para a montagem

Para a montagem em ponte de terminais temos a disposição dos componentes na figura 15.

Figura 15 – Montagem em ponte de terminais | Clique na imagem para ampliar |

Ao seguir esta ou a figura anterior para a montagem tenha sempre em mente o diagrama que serve de orientação para conferir todas as ligações.

São os seguintes os principais cuidados que devem ser tomados nesta montagem:

a) Observe cuidadosamente a posição do transistor unijunção identificando seus terminais em relação ao ressalto existente em seu invólucro. Na sua soldagem, tome cuidado para que calor excessivo não o danifique.

b) Para os transistores Q2 e Q3 se o leitor usar o BC548 ou equivalentes de mesma disposição de terminais como o BC547, BC237 ou BC238 não há nenhum problema para sua ligação. Se forem usados equivalentes com outro tipo de invólucro como o BC108 o leitor deve tomar cuidado com sua soldagem, verificando antes a disposição correspondente de seus terminais de emissor, coletor e base.

c) Os potenciômetros usados podem ser todos do tipo linear ou log de carbono, simples. Na sua instalação recomenda-se apenas que os fios de ligação do circuito aos mesmos não sejam muito longos e no caso de R7 deve ser observada a ligação das saídas com cuidado já que se houver deficiência na ligação da blindagem podem aparecer zumbidos no amplificador principalmente se este for de grande sensibilidade.

d) Todos os potenciômetros devem ter seus eixos cortados na medida apropriada para a instalação na caixa e colocação dos Knobs. Para cortar os eixos use uma serra fina, prendendo o componente numa morsa pelo eixo. Nunca o prenda pelo corpo!

e) Os diodos D1 e D2 tem polaridade certa para serem ligados. No projeto foram usados diodos do tipo 1N4001 mas qual- quer equivalente pode ser utilizado.

f) Os resistores utilizados podem ser de 1/4, 1/8 ou 1/2 W. A tolerância no caso não é importante. Para a identificação desses componentes oriente-se pelos anéis coloridos em seu corpo. A placa de circuito impresso e planejada para receber resistores de 1/4 ou 1/8 W.

g) Os capacitores de valores inferiores a 1uF são de poliéster metalizado para qualquer tensão, enquanto que os capacitores de mais de 1 uF são eletrolíticos com tensões de 16 ou 25V. Na falta deste tipo, podem ser usados capacitores de mesmo valor de cerâmica ou policarbonato. Para o caso dos capacitores eletrolíticos deve ser observada sua posição na ligação.

h) As interligações entre os componentes na ponte de terminais podem ser feitas com fio rígido ou flexível de capa plástica. Não corte os fios nem muito curtos, nem muito longos, tomando especial cuidado para não deixar nenhum ponto intermediário descascado que possa causar curto-circuitos acidentais.

i) O interruptor S3 é do tipo usado como botão de campainha, enquanto que S1 e S2 são interruptores simples. O leitor pode optar pelos modelos deslizantes, de alavanca ou qualquer outro.

j) Para a saída de som deve ser usado cabo blindado com jaque de acordo com a entrada do amplificador. A blindagem do cabo deve ser ligada ao polo negativo na fonte de alimentação através do fio que já vem da ponte de terminais para o potenciômetro.

k) A fonte de alimentação consiste em 4 ou 6 pilhas médias ou pequenas que são instaladas em suporte apropriado. A durabilidade das pilhas e grande para o caso de não ser montado o amplificador sugerido, caso em que será conveniente usar a fonte de alimentação pela rede local. Observe a polaridade do suporte de pilhas na sua ligação.

Terminada a montagem, confira todas as ligações e, estando tudo em ordem prepare-se para uma prova inicial de funcionamento antes de instalar em definitivo o aparelho em sua caixa.

PROVA E USO

Coloque as pilhas no suporte e ligue a saída do aparelho a um amplificador comum (estéreo ou mono). No caso de amplificador estéreo ligue os dois jaques as duas entradas. Se o amplificador for monofônico ligue apenas uma das entradas.

Se for usado o amplificador sugerido na versão monofônica apenas uma saída será usada passando R7 a atuar como controle de volume. Se for usada a versão estereofônica serão ligados à entrada os dois jaques. O potenciômetro R7 no caso atuará como “distribuidor" de som pelos 2 canais.

Ligue o amplificador a médio volume como o controle de equilíbrio também no ponto médio (figura 16).

Figura 16 - Utilização

Em seguida, acione o interruptor S1 ligando a unidade. Na versão estereofônica, você já poderá ouvir algum sinal nos alto-falantes. Na versão monofônica possivelmente você precisará mexer em R7 para ouvir alguma coisa.

Ajuste então R5, R6, R2, R9 e R10 para obter os sons que desejar.

R5 e R6 determinam os dois tons emitidos pela sirene, enquanto que R9 e R10 determinam a frequência de sua variação. R1 controla de relação de dependência entre os sons.

O controle R7 na versão estereofônica ao ser girado fará o som correr de um canal para outro.

Para funcionamento intermitente, desligue S1. Quando você apertar SB o som será então emitido.

Feito o ajuste de funcionamento, experimente ligar S2 para obter outros tipos de som. O funcionamento desta chave poderá implicar em maior ou menor modificação no som emitido conforme o valor de C1. O leitor poderá fazer experiências com capacitores de valores entre 100 nF e 10 uF.

Conforme o valor deste capacitor novos ajustes podem ser necessários nos outros controles.

Verificado o funcionamento o aparelho pode ser definitivamente instrumento em sua caixa.

Obs.: Variações na faixa de sons obtidos podem ser experimentadas com a troca de C4, C5 e C2.