Grilo Eletrônico (ART2454)

Quer fazer uma brincadeira interessante com seus amigos ou irmãos? Coloque no quarto deles um "grilinho eletrônico” que só cantará quando a luz estiver apagada. Todas as vezes que seus amigos ou irmãos acenderem a luz para descobrir onde está o "bichinho" ele vai parar de cantar impossibilitando sua localização pelo som!

Obs. Este artigo faz parte do meu livro Brincadeiras e Experiências com Eletrônica de 1981, mas trata-se de projeto bastante atual, tanto pelos resultados como pela facilidade com que os componentes podem ser encontrados.

A introdução já permite que o leitor tenha uma ideia do divertimento que pode conseguir às custas do barulhinho intermitente, semelhante ao de um grilo, que este aparelho pode produzir.

Funcionando com apenas 2 pilhas pequenas e, sendo reduzidas suas dimensões, ele pode ser escondido em qualquer lugar, o que dificulta a sua localização na brincadeira.

O segredo deste “grilinho eletrônico"'que o faz cantar somente no escuro é um componente sensível à luz que o liga somente quando na falta de iluminação e o desliga na presença de luz.

Você, sem dúvida, pode imaginar o "desespero" de seus amigos tentando dormir com o canto do grilinho e todas as vezes que acenderem a luz, ele parar de cantar não sendo possível localizá-lo (figura 1).

 

Figura 1 – Tentando localizar o grillo...
Figura 1 – Tentando localizar o grillo...

 

Duas características importantes deve ter o circuito para esta brincadeira: ser pequeno o bastante para poder ser escondido com facilidade no quarto de seus amigos (num local em que a iluminação possa atingi-lo) e, ainda produzir um barulhinho que imite um grilo mas que seja relativamente fraco porém "incomodante" para não facilitar sua localização no escuro.

Os barulhos fracos impedem que o nosso senso de direção funcione normalmente o que dificulta a localização de sua fonte.

Conforme o leitor verá, são poucos os componentes usados nesta montagem, que não exige nem técnicas especiais nem conhecimentos profundos dos montadores. Siga nossas instruções e logo seu grilinho estará cantando... no quarto dos outros, é claro!

 

COMO FUNCIONA

Na figura 2 temos um diagrama simplificado de nosso grilinho eletrônico, por onde, com palavras simples, procuraremos explicar seu funcionamento.

 

Figura 2 – Diagrama simplificado
Figura 2 – Diagrama simplificado

 

Temos então dois blocos que representam dois circuitos "osciladores". O primeiro produzindo os sons agudos do grilo e o segundo fazendo sua intermitência, ou seja, ligando-o e desligando-o em intervalos regulares de modo a dar os "bips" que caracterizam o aparelho.

Vejamos como funcionam os circuitos separadamente.

Para produzir o som de grilo, bem agudo, usamos um circuito chamado "oscilador" que usa dois transistores, representado conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3 –O oscilador
Figura 3 –O oscilador

 

Este circuito chama-se oscilador porque produz "oscilações elétricas" que aplicadas a um alto-falante permitem obter som. O som produzido dependerá da frequência do oscilador, enquanto que a frequência do oscilador depende fundamentalmente do capacitor C1 no circuito.

Isso quer dizer que, para fazer o som mais grave ou mais agudo, mudamos o valor deste componente. No nosso caso, pela utilização de um segundo componente, podemos fazer pequenos ajustes neste som, conforme o leitor verá.

Alimentado com 3 V este circuito oscilador pode produzir sons no nível que desejamos, num alto-falante pequeno.

Como o grilo não canta continuamente, mas de modo intermitente, temos de fazer a interrupção do som de modo alternado, controlando o funcionamento do oscilador.

Isto é feito pelo circuito do segundo bloco que é denominado "multivibrador astável" e que é representado pelo circuito da figura 4.

 

Figura 4 – O multivibrador astável
Figura 4 – O multivibrador astável

 

Este circuito leva mais dois transistores como elementos básicos, e estes transistores são ligados de maneira que em cada instante somente um deles conduz.

Assim, dependendo dos valores dos capacitores C1 e C2 deste circuito, podemos fazer com que um transistor conduza por um certo tempo determinado e o outro também.

No nosso caso, calculamos um capacitor para dar o intervalo entre os cantos do grilinho e o outro para dar a duração do canto. O leitor, se quiser, pode mudar à vontade os valores desses capacitores no projeto original e modificar com isso o funcionamento do grilinho. Na figura 5 damos um gráfico em que representamos os ”sinais" deste circuito e do oscilador final.

 

Figura 5 – O sinal gerado
Figura 5 – O sinal gerado

 

Para controlar o multivibrador e portanto acionar o grilinho, existe no circuito oscilador um elemento sensível à luz, chamado LDR.

Este LDR consiste num componente que muda de resistência em função da luz. Quando a luz bate em sua superfície sensível feita de sulfeto de cádmio, elétrons são liberados e ele começa a conduzir a corrente.

No escuro, os elétrons não são liberados e ele não conduz a corrente. Isso significa que o LDR apresenta uma baixa resistência no claro e uma elevada resistência no escuro.

No nosso circuito o LDR é ligado de tal modo que controla o funcionamento do oscilador. No escuro, ele permite o funcionamento do grilo e no claro, deixando passar uma corrente de certo modo, ele inibe o funcionamento do oscilador.

Tanto o multivibrador como o oscilador são alimentados com uma tensão de 3 V obtida de duas pilhas pequenas comuns.

Conforme o leitor poderá constatar, o consumo de energia do "grilinho eletrônico" é tão baixo que ele poderá ficar ligado a noite inteira, sem haver desgaste apreciável das pilhas.

 

O MATERIAL

Todo o material empregado nesta montagem pode ser obtido com facilidade nas casas de material eletrônico e, inclusive, aproveitado de velhos aparelhos abandonados.

Nossa sugestão para a montagem é uma caixa conforme mostra a figura 6. Esta caixa tem as dimensões ideais para alojar a unidade desde que ela seja feita em placa de circuito impresso.

 

Figura 6 – Caixa para montagem
Figura 6 – Caixa para montagem

 

Para uma montagem simplificada em ponte de terminais, recomendada para os principiantes que não possuam o laboratório de circuito impresso é preciso usar uma caixa um pouco maior.

Veja que as dimensões da caixa dependem fundamentalmente do tamanho do alto-falante usado. Nossa recomendação é usar um alto-falante de 5 cm do tipo encontrado nos rádios portáteis, mas outros maiores poderão ser utilizados desde que a caixa seja preparada para recebê-los.

Os transistores são os componentes que o leitor deve adquirir em primeiro lugar, juntamente com o LDR. Veja que são usados três transistores do tipo NPN e um do tipo PNP.

Para o PNP damos como tipo básico o BC 307 mas equivalentes como o BC308, BC 557 e BC558 podem ser usados. Para o NPN damos como tipo básico o BC237, mas equivalentes como o BC238, BCS47, BC548 podem ser usados.

Obs. Atualmente use os BC557 e BC547 que são os ais comuns.

O LDR é do tipo médio cujo formato pode ser visto nos desenhos. Este componente pode ser encontrado em alguns tipos de televisores antigos que o usam como controle automático de luminosidade com sua instalação no painel.

Se o leitor tiver um desses televisores sem uso, pode aproveitá-lo (figura 7).

 

   Figura 7 – O LDR num televisor antigo
Figura 7 – O LDR num televisor antigo

 

Para adquirir este componente basta pedir por um LDR comum.

O alto-falante, conforme já explicamos, pode ser praticamente de qualquer tipo podendo ser comprado ou aproveitado de velhos rádios.

Resistores e capacitores são todos comuns, não havendo problemas com sua obtenção e também eventual aproveitamento de velhos aparelhos.

Neste caso, veja bem os valores dos resistores que são determinados por seus anéis coloridos e certifique-se de que os capacitores estão em bom estado, principalmente os eletrolíticos.

Os potenciômetros não precisam ter necessariamente os valores recomendados na lista de material

, admitindo estes componentes uma tolerância de 100%, o que significa que potenciômetros com a metade ou o dobro dos valores indicados poderão ainda funcionar perfeitamente.

Esta ampla faixa de valores permitidos facilitará um aproveitamento destes componentes de velhos aparelhos por parte dos leitores de menor posse.

Como material adicional para a montagem o leitor ainda precisará de um suporte para duas pilhas pequenas, knobs (botões) para os potenciômetros, fios e solda.

Todo este material pode ser conseguido com facilidade, sugerindo-se que o suporte de pilhas e os knobs podem ser aproveitados de velhos rádios.

Para a montagem em placa de circuito impresso o leitor deve ter ainda os recursos para sua realização e se optar pela montagem em ponte deve adquirir uma ponte do tipo miniatura, conforme mostram os desenhos deste artigo.

 

MONTAGEM

Inicie a montagem de seu grilo preparando a caixa de acordo com as dimensões do alto-falante disponível e fazendo a furação para o LDR se a caixa for de material opaco, e os potenciômetros de controle.

De posse da placa de circuito impresso ou ponte de terminais, você pode soldar os componentes menores mas, para isso, deve tomar alguns cuidados importantes.

Temos então na figura 8 o diagrama completo do grilo.

 

Figura 8 – Diagrama completo do grilo
Figura 8 – Diagrama completo do grilo

 

Na figura 9 temos a disposição dos componentes para a montagem em placa de circuito impresso.

 


 

 

 

   Figura 9 - Placa para a montagem
Figura 9 - Placa para a montagem

 

Para a montagem em ponte de terminais, a figura 10 mostra pormenores da ligação dos componentes.

 

Figura 10 – Montagem em ponte de terminais
Figura 10 – Montagem em ponte de terminais

 

Comece a montagem soldando os transistores observando que três deles são NPN e um PNP. Cuidado para não fazer trocas! Veja a posição destes componentes tanto na ponte de terminais como na placa de circuito impresso dada pela parte chata de seu invólucro.

Solde os resistores, observando seus valores que são dados pelos anéis coloridos, Corte seus terminais no comprimento apropriado para fazer a soldagem na ponte, e na placa de circuito impresso, somente após a soldagem é que você deve cortar os excessos dos terminais por debaixo da placa.

Solde os capacitores eletrolíticos, observando que estes componentes têm polaridade certa para ligação. Se houver inversão o aparelho pode apresentar deficiências de funcionamento.

Veja bem os valores destes componentes antes de fazer sua colocação. Se quiser experimentar outros valores posteriormente para mudar os efeitos, deixe por último a colocação dos capacitores.

Para soldar o capacitor de poliéster não é preciso nenhum cuidado especial a não ser com o calor. Faça a soldagem rapidamente. Este componente também não tem polaridade certa para ligação.

Com todos os componentes soldados na placa ou na ponte de terminais faça suas ligações com os componentes que estão fixados na caixa.

Para fazer a ligação aos potenciômetros use fio encapado e observe a posição dos terminais em que são feitas as soldagens. O fio não deve ser nem muito comprido, nem muito curto.

Para fazer a ligação ao LDR observe que este componente deve ficar colocado de tal modo na caixa que receba a luz externa. Faça a soldagem rapidamente para que o calor do ferro não prejudique o componente.

Para soldar os fios do suporte de pilhas o leitor deve observar sua polaridade.

Aqui temos duas opções: se o leitor usou um interruptor geral conjugado ao potenciômetro, deve fazer o fio positivo do suporte de pilhas ir a este componente. Se usou um interruptor separado, observe também que é o fio positivo do suporte das pilhas que vai até ele.

É claro que existe a possibilidade de se eliminar este componente, desligando-se o aparelho com a simples retirada das pilhas de seu suporte.

A ligação do alto-falante é a mais simples, devendo ser usado fio encapado de comprimento apropriado.

Terminada a montagem, confira todas as ligações. Se tudo estiver em ordem faça a prova de funcionamento.

 

A PROVA FINAL

Coloque as pilhas no suporte e ligue o interruptor geral (se for usado). Com o LDR iluminado, nada deve acontecer.

Cubra o LDR e ajuste os dois potenciômetros até ouvir o barulhinho característico de um grilo. Deixe os potenciômetros ajustados nesta posição.

Descubra o LDR de modo que ele receba luz ambiente. Neste momento o grilo deve parar de "cantar".

Verifique que quantidade de luz é preciso para fazê-lo parar de cantar para ter uma ideia de como usá-lo.

Se o grilo não oscilar, confira toda a sua montagem, principalmente a parte referente a posição dos transistores. Se possível, confira a montagem em ponte ou em placa pelo diagrama.

 

COMO BRINCAR

Se você quer brincar com algum amigo seu ou com seus irmãos, esconda o grilo no quarto em local que ele possa receber a luz da lâmpada do teto,

Na figura 11 damos uma ideia de como deve ser feita esta colocação.

 

   Figura 11 – utilizando o grilo
Figura 11 – utilizando o grilo

 

Só ligue o aparelho um pouco antes de seu amigo ou irmão deitar-se quando a luz do quarto ainda estiver acesa. Será conveniente fazer antes uma prova de funcionamento, apagando a luz para verificar se realmente o grilinho canta.

Q1, Q2, Q3 - BC237 ou equivalente (BC238, BC547, BC548)

Q4 - BC307 ou equivalente (BC308, BC557, BC558)

LDR - LDR comum

P1 – 220 k - potenciômetro

P2 – 470 k - potenciômetro

R1, R4 - 1,2 k x 1/8 W - resistor (marrom, vermelho, vermelho)

R2, R3 - 47k x 1/8 W - resistores (amarelo, violeta, laranja)

R5 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

C1 - 47 µF à 1000 µF x 12 V - capacitor eletrolítico (maior valor, maior intervalo entre os cantos do grilo)

C2 - 22 µF ou 47 µF x 12 V - capacitor eletrolítico (determina a duração do Canto do grilo)

C3 - 22 nF ou outro valor próximo - capacitor de poliéster

C4 – 22 µF x 12 V - capacitor eletrolítico

FTE - alto-falante de 8 Ω

B1 - Bateria de 3 V - 2 pilhas pequenas

S1 - Interruptor simples (optativo)

Diversos: ponte de terminais ou placa de circuito impresso, caixa para a montagem, fios, solda, knobs para os potenciômetros, etc.

 


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