Econômico Áudio Ohmímetro (INS338)

Você tem um multímetro? Se o leitor é principiante, estudante ou hobista, e suas posses, nas condições atuais, não lhe permitem adquirir um multímetro comum, sabe muito bem como é difícil trabalhar em montagens sem este útil instrumento. Como provar componentes como resistores, trimpots e potenciômetros, sem usar um multímetro comum? Procurando resolver de uma maneira simples este problema é que levamos aos leitores este projeto: um medidor de resistências auditivo, extremamente econômico e de boa precisão, que poderá trabalhar com resistências situadas entre 0 e 4M7.

Os multímetros comuns são dotados de diversas escalas de resistências que permitem a leitura, com boa precisão, de valores entre 0 até algumas dezenas de megohms (MΩ), conforme o caso.

Além disso, eles possuem escalas de tensões e correntes, cuja medida é de grande utilidade nos trabalhos de eletrônica.

O que propomos aos leitores é um ohmímetro, ou seja, uma seção de um multímetro, capaz de medir apenas resistências e também fazer provas de continuidades.

Só que, em lugar de utilizarmos um instrumento de bobina móvel que é o elemento caro deste tipo de montagem (figura 1), visando justamente a economia partiremos para um sistema indicador diferente

Figura 1 – O indicador de bobina móvel

De fato, em lugar de dar uma indicação visual da resistência, o que propomos é uma indicação sonora.

O aparelho emitirá um som que pode ser facilmente, por comparação, associado a uma resistência.

O ouvido pode facilmente distinguir sons cujas diferenças de frequência correspondam a uma oitava, o que corresponde em termos técnicos a uma precisão de aproximadamente 12%.

Ouvidos mais apurados podem até distinguir semitons, caso em que a precisão será de 6%.

Como nosso aparelho trabalha segundo o princípio da distinção de tons, podemos dizer que sua precisão estará entre 6 e 12% conforme o ouvido do leitor, o que está bem próximo dos valores comerciais de tolerâncias de resistores, que são de 5, 10 e 20%.

O procedimento para usar o áudio ohmímetro nos permite entender como ele funciona: ligamos as pontas de prova no resistor ou outro componente que queremos saber o valor, procurando guardar o tom do som emitido. (figura 2)

Figura 2 – O funcionamento

Depois, apertamos um botão de pressão e ajustamos um potenciômetro conforme o valor esperado até obter um som cuja tonalidade seja a mesma.

Quando isso acontecer, leremos na escala deste potenciômetro o valor aproximado da resistência do resistor (ou outro componente).

O aparelho usa apenas duas pilhas pequenas como alimentação e é extremamente simples de montar, e de usar também, conforme vimos.

COMO FUNCIONA

Na figura 3 temos um diagrama de blocos simples para mostrar o princípio de funcionamento deste aparelho.

Figura 3 – Diagrama de blocos

Começamos por analisar o coração do aparelho que é um oscilador de áudio com dois transistores complementares.

Neste circuito o sinal de realimentação é retirado do coletor do segundo transistor (PNP) e enviado de volta à entrada do circuito através do resistor R2 e do capacitor C1.

Este capacitor justamente serve para determinar a frequência básica das oscilações que são produzidas, ou seja, fixa a tonalidade média.

O valor instantâneo da frequência será dado pelo valor da resistência R1 que será ligada entre a alimentação e a base do primeiro transistor. (figura 4)

Figura 4 – Ligação do resistor em teste

No nosso caso, temos na resistência R1 o primeiro bloco, que é o de comparação e medida da resistência externa e que funciona do seguinte modo:

Supondo que queiramos saber o valor de uma determinada resistência, ela inicialmente será ligada em lugar de R1, produzindo então um som cuja frequência depende de seu valor.

É evidente que, para produzir o mesmo som, outra resistência de mesmo valor deve ser colocada no circuito.

Esta é então a segunda etapa da medida. Colocamos através de uma chave no circuito um potenciômetro cuja faixa de valores passa pelo da resistência que está sendo medida.

Assim, quando giramos o seu cursor devemos passar pela mesma resistência e com isso conseguir o mesmo tom.

Neste momento, como o potenciômetro tem uma escala graduada, será fácil sabermos qual é a resistência que foi testada.

Na prática, colocamos no circuito dois potenciômetros que permitem verificar resistências em duas faixas: de 0 a 100 k e de 0 a 4M.

OS COMPONENTES

Todos os componentes são comuns. Começamos pela caixa, que deve ter duas escalas para os potenciômetros, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Caixa com as escalas

Estas escalas são de acordo com os potenciômetros lineares usados. Veja que outros valores de potenciômetros podem ser usados como, por exemplo, 1 M em lugar de 100 k, alterando-se a escala e obtendo-se outra faixa de atuação para o aparelho.

Se os potenciômetros usados forem Iog, as escalas devem ser alteradas de acordo com a nova taxa de variação da resistência obtida.

Os transistores são NPN e PNP de uso geral, tendo sido usados os BC548 e BC558, que são comuns. Equivalentes como os BCS47 e BC557 também servem.

Os resistores são de 1/8 W ou ¼ W e os dois capacitores são cerâmicos. O capacitor C1 pode ser alterado se o leitor quiser experimentar uma nova faixa de tons em que tenha mais facilidade em trabalhar.

O alto-falante é de 8 Ω, pequeno, e S é um interruptor de pressão do tipo botão de campainha. O interruptor S1 é simples e S2 é uma chave de 1 polo x 2 posições.

Pode ser usada uma chave 2 x 2 deixando desligada uma de suas seções.

Para as pontas de prova são usados dois pequenos bornes de cores diferentes e temos ainda o suporte para duas pilhas pequenas.

Pela simplicidade, a montagem pode ser feita numa pequena ponte de terminais que será fixada posteriormente na caixa. A versão em placa de circuito impresso também é possível.

MONTAGEM

Para a soldagem dos componentes use um ferro de pequena potência com ponta fina. Como ferramentas adicionais as de sempre: alicates e chaves de fendas.

Começamos por dar o circuito completo do áudio ohmímetro na figura 6.

Figura 6 – Circuito completo

Neste circuito os componentes aparecem com os valores originais.

Na figura 7 damos a versão em ponte de terminais, única que descrevemos por sugerir este projeto para principiantes e hobistas e em vista da simplicidade do aparelho.

Figura 7 – Montagem em ponte de terminais

Para que a montagem saia perfeita sugerimos que a seguinte sequência seja acompanhada:

a) Comece soldando os dois transistores. Veja que eles são de tipos diferentes, não devendo ser feita confusão, e que eles têm posição certa para colocação, dada pela parte achatada de seu invólucro. Solde-os rapidamente, pois são sensíveis ao calor.

b) Solde depois os resistores e capacitores. Para os resistores, os valores são dados pelas faixas coloridas segundo a lista der material. Os capacitores cerâmicos podem ter identificações diferentes como 104 ou 0,1 para C2 e 473 ou 0,05 para C1. Solde-os rapidamente, pois também são sensíveis ao calor.

c) Faça as interligações na ponte, usando um pedaço de fío comum.

d) Ligue o alto-falante, que já deve estar fixado na caixa, usando dois pedaços de fio comum.

e) Ligue o suporte de pilhas e o interruptor geral S1 que já deve estar em sua posição definitiva na caixa. O suporte das pilhas será fixado posteriormente por um elástico ou braçadeira. Observe a polaridade do suporte das pilhas que é dada pelas cores dos fios. O vermelho vai a S1 e corresponde ao polo positivo.

f) Agora faça a conexão aos dois bornes PP1 e PP2 das pontas de prova, usando fios de acordo com sua posição na caixa onde já devem estar fixados.

g) Complete a montagem com a ligação dos dois potenciômetros e da chave S2. Cuidado para não trocar fios, pois o movimento do potenciômetro pode ficar com a ação invertida e a escala ficará inoperante. Os potenciômetros já deverão estar na sua posição de funcionamento na caixa, com o eixo cortado para receber os knobs. De modo a evitar que os botões plásticos (knobs) deslizem, é interessante rebaixar no ponto certo o eixo dos potenciômetros com uma lima.

Terminada a montagem, confira tudo.

PROVA E USO

Coloque as pilhas no suporte, verificando sua polaridade. Acione o interruptor geral S1.

Aperte o interruptor S, deixando inicialmente a chave S2 na posição correspondente a P2 no circuito.

Gire o eixo de P2. O aparelho deve emitir um som que variará de tonalidade, desde o agudo próximo do zero até pulsos intervalados próximo do valor máximo.

Coloque as pontas de prova nos bornes. Observe sempre a sua polaridade, pois isso será útil na prova de diodos.

Encostando uma na outra, com o aparelho ligado, deve haver emissão de som agudo.

Lembre-se que sons agudos representam resistências baixas, enquanto que sons graves ou pulsos intervalados representam resistências altas.

A ausência de som indica um circuito aberto.

Para provar o resistor basta ligá-lo entre as pontas de prova e depois comparativamente obter o mesmo som num dos potenciômetros, lendo o valor na escala. Faça a prova com um resistor de 47 k.

Para provar um diodo, por exemplo, faça como mostra a figura 8.

Figura 8 – Testando um diodo

Um diodo bom deve dar som agudo na prova direta e som com pulsos intervalados ou nenhum som na prova inversa. Som nas duas condições indica um díodo em curto e ausência de som nas duas provas indica um diodo aberto.

Obs.: sons muito agudos poderão acontecer com resistores na faixa de 0 a 1k, dificultando a separação dos tons e portanto a percepção exata de valores.