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Estetoscópio Eletrônico (ART3162)

Apresentamos um amplificador tão sensível que permite escutar até as batidas de seu coração! É claro que além de ter utilidade como estetoscópio para o uso clínico, este aparelho também tem finalidades outras como por exemplo: detectar fontes de ruídos muito fracas, ouvir conversas à distância e servir de babá eletrônica monitorando os mínimos ruídos que crianças possam fazer quando sozinhas numa dependência da casa.

Nota: se bem que o projeto seja antigo (1987) ele ainda pode ser montado com facilidade e até modificado para usar componentes mais modernos, comoo amplificador de áudio que pode ser o TDA7052 ou mesmo LM386. Artigos semelhantes mais modernos podem ser encontrados no site como: Ouvindo Através das Paredes (ART036)

 

Não pretendemos de modo algum sugerir este aparelho como substituto de estetoscópios clínicos verdadeiros, pois setrata antes de tudo de uma versão não profissional, dotada de uma resposta de frequência diferente da que seria exigida para o uso profissional. No entanto, sua sensibilidade é muito grande, permitindo a audição clara num alto-falante ou fone de ouvido das batidas do coração.

Por outro lado, o mesmo dispositivo pode ser usado para captar conversas numa sala próxima, ou mesmo através de paredes de pouca espessura dada a enorme amplificação que possui.

A amplificação é tamanha que em alguns casos chega a ocorrer o fenômeno da realimentação acústica (microfonia) mesmo com o uso de fones. Assim, o alto-falante só pode ser usado se o microfone estiver bem longe, eliminando o perigo da realimentação que gera forte apito.

O circuito é alimentado com uma tensão de apenas 6 V (4 pilhas pequenas) e leva apenas dois circuitos integrados, o que simplifica bastante sua montagem.

A saída é de boa potência, podendo fornecer perto de 1 W numa carga de 8 Ω, sob condições de excitação máxima. Com fones de ouvido torna-se impossível aplicar esta potência, dado o enorme volume obtido.

 

COMO FUNCIONA

Para obter um excelente ganho de amplificação com um microfone de baixa impedância como, por exemplo, um alto-falante pequeno, usamos um amplificador operacional com transistor de efeito de campo. Podemos usar tanto um CA3140 como um TL071 da Texas Instruments.

O ganho deste amplificador opera de modo diferencial com o microfone ligado diretamente entre as entrada inversora e não inversora. (figura 1)

 


 

 

A saída desta etapa é ligada à entrada de um amplificador integrado do tipo TBA820S passando antes por um controle de volume ou sensibilidade.

Uma das vantagens do TBA820S é poder operar com tensões relativamente baixas. Este amplificador chega a operar satisfatoriamente com tensões tão baixas como 3 V e além disso possui um excelente ganho de tensão.

 

Nota: pode-se usar o TDA7052 que é mais moderno e fácil de obter atualmente.

 

A resposta de frequência deste e circuito pode ser modificada por alteração simples de C8. Valores entre 100 e 1000 pF podem ser usados, sendo que, quanto maior o valor, mais para os graves tende a maior amplificação.

Não se recomenda o uso de alto-falante na saída a não ser que o microfone seja instalado remotamente, sem o perigo de realimentação acústica. Neste caso, deve ser usado um alto-falante pesado numa pequena caixa acústica para melhor qualidade de som.

O melhor mesmo, para uso como estetoscópio ou mesmo para ouvir conversas, é o emprego de fone de baixa impedância.

 

MONTAGEM

Começamos por dar o diagrama completo do aparelho, observando-se os poucos componentes adicionais em torno dos dois integrados. (figura 2)

 


 

 

Evidentemente, pelo uso de circuitos integrados delicados e pela necessidade de uma montagem compacta, o emprego de placa de circuito impresso é o mais recomendável. Damos uma sugestão para esta placa na figura 3.

 


 

 

Os leitores que possuírem matriz de contatos também podem realizar uma montagem experimental temporária deste circuito com muita facilidade. A entrada de baixa impedância do circuito impede que zumbidos sejam captados.

Para o microfone temos diversas possibilidades de uso. Podemos usar um pequeno alto-falante de 8 Ω x 5 cm que terá sensibilidade até para captar as batidas do coração. A sensibilidade deste microfone, no entanto, pode ser aumentada ainda mais com o uso de um transformador de saída invertido, conforme mostra a fig. 4.

 


 

 

Este transformador tem um enrolamento de 200 a 1 000 Ω que é ligado nas entradas do integrado CI-1 e um enrolamento de 8 Ω que é ligado no alto-tatame usado como microfone. Transformadores de alimentação de 6 + 6, 9 + 9 ou 12 + 12 V podem ser usados com este enrolamento ligado ao alto-falante. O enrolamento de entrada será ligado no operacional Cl-1.

Outro tipo de microfone que proporciona excelentes resultados é uma cápsula de telefone de 600 Ω. Finalmente temos como sugestão um microfone de gravador de 200 Ω.

Os resistores são todos de 1/8 W, ou 1/4W, conforme a disponibilidade de cada montador.

Os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho entre 6 e 16 V. Os capacitores menores podem ser tanto cerâmicos como de poliéster.

A fonte de alimentação consiste em 4 pilhas pequenas que devem ser alojadas em suporte apropriado.

 

PROVA E USO

A prova é imediata. Ligue um fone de ouvido na saída (J2) e o microfone em J1. Acione S1 e atue sobre o controle de volume. É conveniente deixar inicialmente o controle no mínimo, dada a potência do som que pode até doer o ouvido!

Vá então abrindo o controle de volume e ouça com clareza os sons ambientes. Até mesmo uma simples batidinha na mesa onde está o microfone pode se transformar numa verdadeira “explosão", tal a amplificação do circuito.

Se usar o microfone remotamente, não use fio de mais de 5 metros se a impedância do fone for de 4 ou 8 Ω (alto-falante). Para microfone de 200 a 600 Ω ou então alto-falante com transformador, o comprimento do fio de ligação pode ir até mais de 30 metros.

Não será preciso usar fio blindado. Use apenas fio trançado.

Somente se houver alguma captação de zumbido, então sim, tente o uso de fio blindado com a malha ligada do lado do pino 3 do integrado Cl-1.

Se quiser ter um ganho variável para o aparelho, no que se refere a etapa de entrada, troque R1 por um potenciômetro de mesmo valor em série com um resistor de 100 k.

Para ouvir conversas através de paredes será preciso dotar o microfone de uma almofada de borracha, conforme mostra a figura 5.

 


 

 

Esta almofada evita a captação dos sons laterais do próprio ambiente em que se encontra o ”espião".

Para ouvir as batidas do coração, apoie o microfone sobre o peito e evite qualquer movimento que possa induzir ruídos estranhos.

 

CI1 - CA3140 ou TL071 – circuito integrado - amplificador operacional com FET

MIC - microfone de 4 a 600 Ω

J1, J2 - jaques de entrada para mic e saída para fone

P1 - potenciômetro de 100 k (com chave)

S1 - Interruptor simples (pode ser conjugado a P1)

B1 – 6 V - 4 pilhas pequenas

R1 - 2M2 - resistor ( vermelho, vermelho, verde)

R2 - 100k - resistor (marrom, preto, amarelo)

R3 - 180 Ω - resistor (marrom, cinza, marrom)

R4 - 56 Ω - resistor (verde, azul, preto)

C1 - 100 µF - capacitor eletrolítico a partir de 6 V

C2 - 220 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

CS - 2n2 - capacitor cerâmico ou de poliéster

C4 - 100 µF - capacitor eletrolítico a partir de 6 V

C5 - 47 µF - capacitor eletrolítico a partir de (6 V) C6 - 100 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

C7 - 100 µF - capacitor eletrolítico para 6 V ou mais

C8 - 100 pF - capacitor cerâmico

C9 - 220 µF - capacitor eletrolítico para 6 V ou mais

Diversos: placa de circuito impresso, microfone, fone de ouvido de baixa impedância, caixa para montagem, fios, suporte para 4 pilhas pequenas, botão plástico para o potenciômetro, solda, parafusos, porcas etc.

 

Revisado 2017

 

 

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N° do componente 

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