Espanta-mosquitos eletrônico (ART4059)

Acompanhando as estações do ano e periodicamente, os mosquitos chegam para incomodar a tranquilidade de um sem-número de pessoas, as quais recorrem aos mais diversos meios para se livrarem dos pequenos, porém irritantes insetos. Para nós, que lidamos com a ciência, ela põe à nossa disposição outros meios, outra técnica: os ultrassons. Como é sabido, os ultrassons são sinais de frequência acima do espectro audível, que se estende desde 20 Hz a 18.000 Hz, conforme as pessoas; os infrassons também não são percebidos pelo ouvido humano e correspondem a sinais de frequência inferior ao limite inferior do espectro audível. No entanto, estes sinais, para nós inaudíveis, podem ser percebidos por animais, tais como os gatos e cães. Quem ainda não ouviu falar do apito para chamar cachorros?

 

Este artigo foi publicado original num livro do autor de 1982. Como o 555 é um componente ainda atual, podemos dizer que o projeto pode ser montado com facilidade em nossos dias e não perdeu sua utilidade.
Para baixar o livro "O Superversátil CI 555" do autor - clique aqui.

 

Os pesquisadores e estudiosos da zoologia têm procurado avaliar o comportamento dos animais, em particular os insetos, e mais particularmente os mosquitos, relativamente a estas frequências.

Estudiosos chegaram à conclusão que ao produzirem sinais de frequência em torno de 2 kHz, frequência igual à emitida pelo mosquito fêmea, era possível atrair praticamente todos os mosquitos machos existentes nas proximidades.

Bem, indagará o leitor, com isto o propósito é exatamente contrário ao sugerido pelo cabeçalho, que é o de espantar, e não atrair mosquitos!

Acontece que o mosquito macho não pica; é justamente a fêmea que normalmente vem perturbar o nosso sono e, como não poderia deixar de ser, o mosquito fêmea é repelido pelo mesmo som que atrai o mosquito macho.

Caso montemos um destes osciladores para 2 kHz de frequência, certamente iremos espantar os mosquitos fêmeas e dormir tranquilamente; porém, quem se aventura a passar uma noite inteira ouvindo um som constante de 2 kHz?!

Felizmente as experiências vieram mostrar que um sinal de frequência ultrassônico tem praticamente os mesmos efeitos de repulsão sobre os mosquitos que a frequência de 2 kHz, com a grande vantagem de ser inaudível para a espécie humana.

Desta forma nos propusemos a idealizar um oscilador particularmente adaptado para este tipo de aplicação, ou seja, espantar mosquitos.

 

O CIRCUITO

O esquema completo do dispositivo antimosquitos está mostrado na Fig. 1. Como se vê, o circuito é o de um oscilador de onda retangular, cuja frequência poderá ser variada através do trimpot P1, visando encontrar-se a melhor frequência de, digamos, repulsão para determinada espécie de mosquitos. Com os valores solicitados na lista de material, esta frequência irá estender-se desde 17 kHz a 23 kHz aproximadamente.

 


 

 

O valor da tensão de alimentação não é rígido, porém deve estar compreendido entre 6 volts e 12 volts, podendo ser formado pela associação, em série, de quatro a oito pilhas convencionais de 1,5 volt — o fato do circuito poder operar com esta forma de valores de tensão confere ao mesmo uma flexibilidade útil, pois poderá ser ligado diretamente à bateria (de 6 volts ou 12 volts) de um automóvel, nas noites de 'camping', ou ainda a uma pequena bateria de 9 volts, possibilitando uma montagem compacta para o dispositivo. É claro que quanto maior for o valor da tensão aplicada, maior será o nível sonoro do dispositivo e, portanto, maior será o seu raio de ação; porém a potência entregue ao alto-falante está limitada pela máxima potência que o integrado é capaz de manipular sem danificar-se, justificando-se assim a presença do resistor R2, cuja finalidade é limitar a corrente do estágio de saída; paralelamente, o diodo 01 destina-se à dissipação do campo magnético desenvolvido na bobina do alto-falante Fte 1.

 

Fig. 2 — Aspecto da plaqueta, em tamanho aproximadamente real, utilizada no protótipo.
Fig. 2 — Aspecto da plaqueta, em tamanho aproximadamente real, utilizada no protótipo.

 

 

Fig. 3 — Distribuição dos componentes na plaqueta semiacabada e os fios de interconexão.
Fig. 3 — Distribuição dos componentes na plaqueta semiacabada e os fios de interconexão.

 

Outro fator que influi no rendimento do circuito são as dimensões e a resposta do alto-falante utilizado.

De qualquer modo, ainda que pequena, a potência sonora entregue pelo transdutor é mais do que suficiente para afastar os mosquitos por um raio plenamente satisfatório para a maioria dos casos de uso do dispositivo.

 

A MONTAGEM

Devido à simplicidade do circuito poderemos optar, entre outras, pela montagem em um pedaço de placa padronizada do tipo semiacabada, conforme a sugestão apresentada na Fig. 2, onde estão mostradas as interrupções a serem realizadas nas veias de cobre; a Fig. IV-3 apresenta o layout (distribuição) dos componentes nessa mesma placa, sendo este o procedimento a ser seguido pelo leitor menos experiente em montagens.

Aqueles que tiverem alguma prática poderão preparar a própria placa de fiação impressa, seguindo a sugestão apresentada na Fig. 4, a qual mostra, em tamanho real, a placa de circuito impresso vista pelo lado cobreado, utilizada pelo Autor no protótipo; a Fig. 5 apresenta a distribuição dos componentes na referida placa, assim como as conexões para outros componentes externos à mesma. Porque a distribuição dos componentes não é crítica, o leitor poderá idealizar uma outra disposição, tomando o cuidado de primeiramente adquirir todos os componentes solicitados na lista de material para ter uma ideia das suas dimensões físicas.

Como toda a boa montagem requer, principalmente com circuitos integrados, é necessário que a ponteira do ferro de soldar (no máximo de 30 W) esteja imaculadamente limpa e que sua ponta seja fina.

Caso o leitor tenha optado pela montagem em placa padronizada do tipo semiacabada, a primeira providência é cortar os filetes de cobre conforme ilustra a Fig. 2, certificando-se de que as interrupções, em número de seis, foram realmente realizadas e que não existe nas proximidades delas contato entre dois filetes paralelos. Para garantir sucesso absoluto convém, após terem sido feitos todos os cortes, passar entre as pistas de cobre a ponta de um elemento cortante, como, por exemplo, uma faca.

 

Fig. 4 — Sugestão, em tamanho natural, para a confecção de uma plaqueta para a montagem do dispositivo.
Fig. 4 — Sugestão, em tamanho natural, para a confecção de uma plaqueta para a montagem do dispositivo.

 

 

Fig. 5 — Layout dos componentes na plaqueta construída artesanalmente.
Fig. 5 — Layout dos componentes na plaqueta construída artesanalmente.

 

Inicie a montagem interligando, através de fio rígido, os pontos assinalados na Fig. 3, caso o leitor tenha optado por este tipo de montagem; em caso contrário, não há necessidade de tal.

Soldar os resistores, diodo e capacitor que, por não ser eletrolítico, não apresenta polaridade. A seguir solde o trimpot no local correspondente; observe que os lides de alguns componentes apresentam diâmetro maior que o dos furos existentes na placa padronizada; neste caso, é necessário alargar tais furos — se o leitor fez a sua placa de circuito impresso, não terá este tipo de dificuldade.

Em seguida solde o C.I., ou o seu soquete (medida preferível), em sua posição adequada, observando a orientação do seu chanfro ou marca em relação à Fig. 3 ou 5, conforme for o caso — a inversão ocasionará o não funcionamento do circuito e muitas vezes o integrado se danificará irremediavelmente.

Finalmente solde os fios (flexíveis) que irão ter acesso ao alto-falante e à bateria, lembrando que esta última apresenta polaridade, a qual deve ser obedecida. Entre o "+" da bateria, ou fonte, e a placa será incorporada a chave Iiga-desliga.

Caso o dispositivo venha a ser utilizado em locais onde a energia elétrica é de fácil acesso, poderemos optar por uma fonte em substituição à bateria; como sugestão, a Fig. 6 mostra duas soluções possíveis, com as respectivas listas de material. Para a utilização em automóveis aconselha-se acrescentar um fusível (500 mA), a fim de proteger a fiação do veículo em caso de algum curto

 


 

 

 

 

Fig. 6 — Opções de circuitos de fontes, a partir da tensão da rede, para alimentar o
Fig. 6 — Opções de circuitos de fontes, a partir da tensão da rede, para alimentar o "espanta-mosquitos eletrônico".

 

Devido ao reduzido tamanho da montagem, o dispositivo poderá ser alojado no interior de uma caixa plástica de dimensões não superiores a 9 cm x 6 cm x 3 cm, dimensões estas que correspondem, por mera coincidência (? !), às dimensões de uma saboneteira de plástico rígido! Nesta caixa, serão feitos alguns furos no local onde for fixado o alto-falante, com o fim de permitir a saída do som (inaudível); o alto-falante será colado à caixa com o preparado 'Durepox' (outro tipo de cola similar como, por exemplo 'Araldite', também serve); é necessário tomar cuidado para que a cola não agarre no papelão (cone) do alto-falante nem impeça o seu movimento normal. A fixação do interruptor à caixa também requer que seja feito um furo apropriado; a bateria (no nosso caso, de 9 volts) ficará totalmente livre dentro da caixa, a fim de possibilitar a sua substituição quando se esgotar.

 

AJUSTES

Praticamente não existem ajustes a serem realizados. O único a verificar é o funcionamento do dispositivo; isto pode ser feito tentando escutar o sinal por ele emitido. Para isto, giramos o cursor do trimpot de forma que o mesmo introduza o maior valor resistivo no circuito, correspondendo à menor frequência, e aproximamos o alto-falante do ouvido com a intenção de ouvir o sinal; se o nosso ouvido estiver em plena e ótima forma, escutaremos um zumbido caracterizando um sinal de frequência próxima a 17 kHz, informando-nos que o aparelho está funcionando; girando o cursor do trimpot para a extremidade oposta, verificaremos que o sinal irá desaparecendo... para nosso ouvido.

Como é de se esperar, o método de verificação de funcionamento descrito acima não é dos mais seguros. Assim, se o leitor dispuser de um voltímetro, poderá fazer um teste funcional mais eficiente, consistindo em medir primeiramente a tensão da fonte e a seguir a tensão na saída do integrado (pino 3); o valor desta última tensão medida deverá ser ligeiramente menor que o primeiro, porém nunca igual, nem tampouco poderá ser de zero volt; girando o cursor do trimpot, será alterado este valor de tensão medida.

Quem não dispuser de um voltímetro pode realizar o teste montando o circuito mostrado na Fig. IV-7: o ponto A deve ser ligado ao "+" da fonte de alimentação, enquanto o ponto B deve ser levado alternadamente ao "—" da fonte e ao pino 3 do C.I., sendo que nesta última situação o 'LED' acenderá com menor brilho que na primeira condição; girando o cursor do trimpot poderemos constatar que a luminosidade do 'LED' se alterará, se, é claro, o circuito estiver funcionando corretamente.

Uma vez que tenhamos verificado o bom funcionamento da nossa montagem, giramos o cursor do trimpot para a sua posição central, caracterizando uma onda retangular de aproximadamente 20 kHz de frequência na saída do C.I..

 

IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS DOS SEMICONDUTORES

 

 

Fig.7 — Circuito de teste para a verificação do funcionamento do dispositivo
Fig.7 — Circuito de teste para a verificação do funcionamento do dispositivo "espantador de mosquitos".

 

 

Fig. 8 — Identificação dos terminais dos semicondutores utilizados na montagem descrita.
Fig. 8 — Identificação dos terminais dos semicondutores utilizados na montagem descrita.

 

 

 


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