Projetos especiais de som e multimídia (ART460)

Descrevemos neste artigo diversos projetos de som bastante atuais, apesar dele ter sido elaborado por nós em 1997. Isso ocorre porque todos os componentes usados podem ser encontrados com facilidade no mercado especializado.

PRÉ-AMPLIFICADOR DE ÁUDIO

Com este circuito simples podemos reforçar sinais de fontes que não tenham potência suficiente para excitar um amplificador, a entrada de seu computador, transmissores e outros equipamentos. Estas fontes podem ser microfones de baixa e média impedância, fonocaptores, captadores de instrumentos musicais tais como violão e guitarra, etc.

O circuito é de fácil montarem e bastante compacto podendo ser instalado dentro da própria fonte de sinais. Este circuito deve ser intercalado entre a fonte de sinal e o amplificador de potência.

A alimentação poderá ser feita com tensões de 6 a 9 V obtida de pilhas comuns ou de uma bateria. Como a corrente exigida é muito baixa, a durabilidade de pilhas e baterias será bastante grande.

O nível de sinal de saída depende do nível do sinal de entrada e da amplificação. No caso, esta amplificação é da ordem de 50 vezes, mas pode ser alterada com a troca do resistor R1, e também o ajuste de P1.

Este potenciômetro (ou trimpot) P1 justamente permite que se ajuste o ganho do circuito com a fonte de sinal de modo a se obter uma saída sem distorção capaz de excitar o amplificador externo.

Na figura 1 temos o diagrama completo deste simples pré-amplificador de áudio.

Esquema elétrico do pré-amplificador de áudio.

Na figura 2 temos uma sugestão para a disposição dos componentes numa ponte de terminais já que se trata de montagem extremamente simples.

Placa de circuito impresso do pré-amplificador.

Montagem numa ponte de terminais.

É claro que os leitores mais habilidosos que desejam uma montagem mais compacta podem usar uma placa de circuito impresso, lembrando que para fontes de sinais estéreo e amplificadores estéreo precisaremos de um pré-amplificador deste para cada canal.

As ligações devem ser curtas para que não ocorra a captação de zumbidos e de preferência deve ser usada uma caixinha de metal ligada ao negativo da fonte, para servir de blindagem.

O transistor BC549 proporciona maior ganho e menor nível de ruído, mas nas aplicações comuns podem ser usados os BC548 e mesmo BC547 sem problemas.

Os resistores são todos de 1/8 W ou mais e os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho mínimas indicadas na lista de material.

Para provar a unidade basta ligá-la à entrada auxiliar (AUX) de qualquer amplificador e injetar um sinal em sua entrada, ajustando P1 para obter o melhor nível de saída sem distorção.

VU-METER SIMPLES

Eis um circuito simples que pode ser ligado na saída de qualquer aparelho de som para fazer um instrumento "balançar" no ritmo da música.

O instrumento usado é um microamperímetro de 0-200 uA ou valor próximo desse, pois o projeto não é crítico. Este instrumento, de baixo custo, pode até ser aproveitado de algum equipamento que o leitor tenha fora de uso.

O circuito é ligado em paralelo com a saída dos alto-falantes dos dois canais do aparelho de som (um para cada se o aparelho for estéreo, se o leitor quiser).

O único ajuste a ser feito é de um trimpot que tem por finalidade encontrar a sensibilidade do circuito de acordo com a potência do aparelho de som.

Na figura 4 temos o diagrama completo do VU-meter simples.

Diagrama do VU-meter.

Placa do VU-meter.

A disposição dos componentes numa ponte de terminais é mostrada na figura abaixo.

VU-meter numa ponte de terminais.

O conjunto pode ser colocado no interior de uma caixinha plástica ou mesmo adaptado à caixa do amplificador ou equipamento de som que o leitor possua. No caso, pode ser "embutido no painel" ou ainda de outra forma, conforme o gosto de cada um.

O diodo admite equivalente como o 1N4148 ou 1N4007.

O trimpot é comum é o resistor é de 1/8 W ou maior. Dependendo da inércia desejada ou velocidade de resposta do instrumento o capacitor C1 pode ser alterado na faixa de valores que vai entre 1 µF até 100 µF. Será interessante o leitor fazer experiências pois cada instrumento tem suas próprias características e o capacitor ajuda a fazer a adaptação do circuito. Os eletrolíticos podem ter qualquer tensão de trabalho a partir de 12 volts.

Para ajustar o aparelho, ligue os pontos A e B na saída de seu sistema de som 9fios que vão para os alto-falantes). Depois, abra ligeiramente o volume e ajuste P1 até que o ponteiro oscile suavemente ao ritmo da música.

Se notar que o ponteiro tende a deflexionar para o lado errado, inverta as ligações do instrumento M1.

Qualquer microamperímetro com fundo de escala entre 100 uA e 0,1 mA pode ser experimentado.

A maioria dos fones de ouvido, usados em equipamentos de som como rádios portáteis, walkmans e mesmo acolchoados de equipamentos de som mais antigos, são de baixa imped6ancia. Isso significa que eles não possuem características de sensibilidade nem condições apropriadas para serem excitados diretamente pela saída de muitos circuitos transistorizados, rádios de cristal, receptores experimentais de VHF e FM do tipo super-regenerativo, etc.

Se o leitor gosta de fazer montagens experimentais que necessitem de um fone de alta impedância mas o seu é de baixa, a solução está na montagem do circuito que descrevemos.

O que temos não é apenas um circuito que transforma seu fone de baixa impedância num fone de alta impedância, mas também fornece um ganho extra de sinal que proporciona uma grande sensibilidade ao fone.

Temos realmente um "booster" ou reforçador para seu fone, usando um transistor de bom ganho.

Como o circuito usa poucos elementos e é alimentado por pilhas comuns ele cabe numa pequena caixinha plástica que será usada junto com fone.

Na figura 7 temos o diagrama completo do amplificador reforçador para fones.

Diagrama do amplificador reforçador para fones.

A disposição dos componentes com base numa placa de circuito impresso e numa pequena ponte de terminais é mostrada na figura 8.

Placa do amplificador reforçador.

Montagem do amplificador reforçador numa ponte de terminais.

O transformador é o único componente algo crítico da montagem, pois é de um tipo que já não se encontra com facilidade nas lojas e por isso deve ser aproveitado de um rádio velho transistorizado ou outro aparelho semelhante como gravadores cassete, intercomunicadores, etc.

Trata-se de um transformador de saída com uma imped6ancia de primário entre 200 e 2 000 ? e secundário de 8 ? ou mais.

Em último caso pode ser aproveitado um pequeno transformador de alimentação com primário de 110V ou 220V e que tenha secundário de 4 a 12 V para corrente entre 50 e 250 mA. Estes transformadores têm alta impedância no primário de 110 V ou 220 V e baixa impedância no enrolamento de baixa tensão, exatamente como precisamos para esta aplicação.

O enrolamento de baixa tensão é ligado ao fone e o de alta tensão é ligado ao transistor.

Os resistores são de 1/8 W ou maiores e os eletrolíticos para 6 V ou mais de tensão de trabalho. O potenciômetro é comum e pode incluir a chave que liga e desliga o aparelho. O transistor admite equivalentes como os BC547, BC549 ou qualquer NPN de uso geral.

Para as pilhas precisamos de um suporte apropriado. A entrada do sinal pode ser feita por meio de duas garras jacaré ou ainda um jaque. Sugerimos o uso de dois fios curtos para maior facilidade de uso.

Se for usar em uma aplicação específica pode empregar um plugue de acordo com o jaque de saída desta aplicação.

Para experimentar o reforçador de fone basta ligar sua alimentação e tocar com os dedos na entrada, abrindo totalmente seu volume. Deve ser ouvido um leve ronco no fone. Este ronco é da corrente alternada da rede de energia captada pelo seu corpo.

Para usar o aparelho basta aplicar o sinal nos jaques de entrada e ajustar o ganho em P1 de modo a haver a melhor amplificação sem distorção.

Este circuito também funciona como um bom seguidor de sinais de áudio na procura de defeitos em equipamentos de áudio e pequenos rádios.

Se for usado um fone estéreo o jaque deve ser ligado da forma mostrada na figura 10.

A ligação num Jack estéreo.

Se o leitor preferir, para um fone estéreo pode montar dois canais amplificadores em lugar de apenas um.

Este circuito pode ser usado no carro ou mesmo no lar, em conjunto com uma fonte de 12 V com pelo menos 1 A para se obter efeitos especiais de luz acompanhando o som. Com ele, uma lâmpada de 12 V vai piscar no ritmo da música reproduzida pelo seu equipamento de som.

A sensibilidade do aparelho é muito boa e até mesmo o som de um rádio portátil pequeno é suficiente para excitar o circuito. Neste caso, o sinal pode ser retirado do jaque de fones ou ainda do próprio alto-falante.

O circuito pode alimentar lâmpadas de até 1 ampère e possui um controle de sensibilidade.

O capacitor C1, com valores entre 10 nF e 220 nF determina a resposta de frequência do circuito em relação aos sons. Com valores maiores, o circuito tende a responder mais aos sons graves.

Montado num pequeno módulo, o aparelho pode ser usado no carro produzindo um efeito muito interessante de luz.

Na figura 11 temos o diagrama completo do aparelho.

Diagrama da luz rítmica.

Na figura 12 temos a disposição dos componentes numa pequena ponte de terminais isolados, mas nada impede que os leitores mais habilidosos façam a montagem em placa de circuito impresso.

placa da luz rítmica.

Luz rítmica numa ponte de terminais.

Observe que o transistor Q2 deve ser montado num radiador de calor e que consiste numa lâmina de metal dobrada em forma de "U". Para a entrada dos sinais podem ser usados fios comuns numa montagem definitiva ou se o leitor preferir uma ponte de terminais com parafusos.

O transformador pode ser qualquer um usado em fontes de alimentação com enrolamento primário de 110 V ou 220 V (que será ligado ao potenciômetro) e secundário de qualquer tensão entre 4 e 12 V com corrente entre 100 e 500 mA.

O resistor Rx deve ser reduzido se a potência do aparelho de som for menor que 1 W (radinhos, CD-players, ou gravadores).

Os demais resistores são de 1/8 W e o capacitor C1 pode ser cerâmico ou de poliéster.

O potenciômetro é comum e o aparelho não precisa de interruptor geral pois ao se desligar o som na entrada o consumo cai a zero.

O diodo D1 admite equivalentes como os 1N4004, 1N4148, etc.

Para experimentar, ligue nas entradas A e B os fios do alto-falante de um aparelho de som, a saída de um rádio portátil ou a saída de fone. Ligue os pontos C e D na alimentação.

Coloque o som no volume desejado e ajuste P1 para que a lâmpada pisque ao ritmo da música. Se não conseguir isso, reduza o valor de Rx.

Comprovado o funcionamento do aparelho, feche-o numa caixa ou instale-o de modo definitivo.

Para acompanhar o ritmo de uma música, para determinar o compasso dos movimentos numa dança ou em ginástica, ou ainda simplesmente para cronometrar operações rápidas, utiliza-se um aparelho chamado metrônomo. Descrevemos neste artigo a montagem de um simples metrônomo que serve para estudantes de música, ginastas e mesmo corredores.

O circuito proposto produz estalidos de bom volume num alto-falante num ritmo constante que pode ser ajustado desde uma batida a cada 3 ou 4 segundos até mais de 10 batidas por segundo.

A alimentação do circuito pode ser feita com tensões de 3 a 6 V (conforme o volume desejado) e todos os componentes são comuns. Existem inclusive alguns componentes que podem ser aproveitados de aparelhos fora de uso como o alto-falante, potenciômetro, etc.

Como funciona: num oscilador parte do sinal de saída é aplicada à entrada num processo denominado realimentação. É a realimentação dada por C1 e R2 que determina, juntamente com a polarização dada por R1 e P1 a frequência das oscilações.

Com um capacitor de 1 µF (eletrolítico ou poliéster) temos uma faixa baixa de frequências ou pulsos conforme o exigido para um metrônomo.

Os dois transistores, um NPN e outro PNP, fornecem a amplificação do sinal e assim mantém as oscilações.

Na figura abaixo temos o diagrama completo do oscilador de baixa frequência que forma o metrônomo.

Diagrama do oscilador de baixa freqüência.

Placa do oscilador de baixa freqüência.

A montagem pode ser feita numa ponte de terminais conforme mostra a figura abaixo.

Montagem do oscilador de baixa freqüência numa ponte de terminais.

Para P1 podemos usar tanto um trimpot como um potenciômetro e valores entre 1 e 4,7 M ? são permitidos. É claro que, o uso de um potenciômetro facilita a montagem numa caixa, com um ajuste simples da velocidade.

Os resistores são de 1/8 W ou maiores e o alto-falante pode ser de qualquer tamanho tanto com 4 como 8 ?. Uma escala no potenciômetro, feita com a ajuda de um cronômetro comum ou mesmo um metrônomo "de verdade" como padrão ajudará bastante no uso do aparelho.

Para provar o metrônomo, basta colocar as pilhas no suporte e acionar S. O alto-falante deve emitir pulsos intervalados que serão ajustados em velocidade através de P1.

Se desejar mudar a faixa de velocidades é só trocar o capacitor C1.

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