Alerta Vermelho (ART2144)

Um dos efeitos sonoros que mais chama atenção nos filmes da série Star Trek (Jornada nas Estrelas) é o Alerta Vermelho, um estridente alarme que soa quando a nave “Enterprise” se encontra em perigo. Para os fãs do filme, ou para aqueles que desejam ter um sistema de alarme diferente, vai neste artigo a nossa sugestão: uma sirene que produz o mesmo som do Alerta Vermelha da série de filmes da TV.

Evidentemente, os efeitos de explosões, aparelhos eletrônicos queimando e soltando faíscas por todos os lados (sabemos que não podem ocorrer na realidade, pois existem fusíveis e circuitos de proteção para que?) chamam a atenção nos filmes de ficção cientifica que envolvem viagens espaciais.

Mas, sem dúvida, no caso da série Jornada nas Estrelas, o alerta vermelho superou a todos, e é reconhecido em qualquer parte que soe.

Se o leitor deseja ter um "alerta vermelho" em sua casa, no seu carro, para chamar a atenção ou até para um espetáculo teatral, a sua montagem, que é bastante simples é descrita neste artigo.

No nosso projeto já incluímos uma etapa de áudio de boa potência capaz de fornecer alguns watts a um alto-falante de bom rendimento, mas nada impede que a saída seja retirada diretamente do pino 3 do integrado Cl-2 e aplicada a um potente amplificador de áudio externo, com capacidade de alertar" quem quer que o leitor deseje.

Na verdade, se retirarmos a etapa de potência, o circuito pode ser alimentado com tensões de 5 a i5 volts, o que abre possibilidades de utilizações de muitas outras formas como, por exemplo: para efeitos especiais em gravações.

Com a etapa de potência temos um pico de corrente consumida da ordem de 1,5 ampères. Sem a etapa, o consumo cai para algumas dezenas de miliampères.

 

Características

  • Tensão de alimentação com a etapa de potência: 12V
  • Tensões de alimentação sem a etapa de potência: 5 a 15V
  • Corrente máxima (potência): 1,5 A
  • Circuitos integrados usados: 2
  • Impedância do alto-falante: 2 ou 4 ohms

 

COMO FUNCIONA

O som característico do alerta vermelho, se analisado nos revela uma dupla modulação.

A primeira modulação é por interrupção de um oscilador que pulsa em intervalos regulares. A segunda modulação é em freqüência quando o tom do sinal emitido intervaladamente cresce se tornando mais agudo antes de desaparecer.

Para conseguir isso de modo simples fazemos uso de dois circuitos integrados bastante comuns.

Partimos então de um oscilador de áudio (astável) com o integrado 555 (Cl-2) onde P2, R8, R9 e C2 determinam o tom central do som que vai ser produzido. O ajuste fino é feito no trimpot P2, já que a tolerância dos componentes usados impede que o som ideal seja obtido com valores fixos.

O integrado 555 tem uma entrada de modulação (pino 5) e uma entrada de controle (pino 4).

No entanto, para obtermos dois controles usamos a entrada de modulação e o próprio capacitor de temporização.

Assim, as interrupções são obtidas gerando-se um sinal de baixa frequência a partir de Cl-1 (astável 555) e aplicando-o via transistor Q2 ao capacitor C2.

Quando o capacitor vai a saturação (nível alto de saída) o capacitor C2 é curto-circuitado, interrompendo-se as oscilações.

Eventualmente R7 deve ser reduzido caso o efeito não seja obtido em função do ganho do transistor. Valores até 22 ohms são admitidos.

A modulação em frequência é obtida de modo suave aplicando-se o sinal dente de serra da carga de C1, via transistor O1 ao pino 5 do circuito integrado CI-2.

A profundidade desta modulação pode ser eventualmente alterada mexendo-se em R4 e R6.

A intermitência que determinará o realismo do efeito deverá ser ajustada no trimpot P1.

O sinal final de áudio que tem uma forma de onda mais ou menos como a mostrada na figura 1, é aplicado a uma etapa de potência que, para maior simplicidade consiste num transistor Darlington TIP120.

 

   Figura 1 – Forma de onda do sinal
Figura 1 – Forma de onda do sinal

 

Este transistor consegue excitar diretamente com bom rendimento um alto-falante de 2 ou 4 ohms.

Obtemos então o efeito final que é um som alto e claro imitando o alerta vermelho.

 

MONTAGEM

Na figura 2, temos o diagrama completo de nosso aparelho.

 

Figura 2 – Diagrama completo do Alerta Vermelho
Figura 2 – Diagrama completo do Alerta Vermelho

 

 

A disposição dos componentes numa pequena placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

 

Figura 3 – Placa para a montagem
Figura 3 – Placa para a montagem

 

Observe as trilhas mais largas para os sinais de correntes mais intensas e a necessidade de se usar um bom radiador de calor para o transistor de potência.

Os trimpots são do tipo vertical para montagem em placa, mas nada impede que o leitor torne seu aparelho numa central de efeitos trocando-os potenciômetros instalados no painel da caixa que aloja o conjunto.

Para os integrados sugerimos a utilização de: soquetes DIL de 8 pinos.

Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de pelo menos 12 V. Os resistores podem ser de 1/8 ou ¼ W com 5. a 20% de tolerância e C2 tanto pode ser cerâmico como de poliéster.

Os transistores Q1 e Q2 admitem equivalentes assim como Q3 que também pode ser TIP121 ou TlP122.

Para menor potência também podem ser usados os TIP31 ou TIP41 caso em que R10 deve ser reduzido para 1 k.

O alto-falante deve ser de pelo menos 1ocm com potência acima de 5 watts e para maior rendimento deve ser instalado numa pequena caixa acústica.

 

PROVA E USO

Para provar basta ligar a unidade a uma fonte de pelo menos 1 ampère (com alto-falante de 4 ohms) e ajusta-se o som para o que mais se aproxime do alerta vermelho, atuando-se sobre P1 e P2.

Eventualmente o componente indicado na parte como funciona devem ser alterados.

Comprovado o funcionamento a instalação definitiva pode ser feita.

Na figura 4, temos uma sugestão para uso no carro, lembrando-se as restrições legais quanto à operação.

 

Figura 4 – Instalação no carro
Figura 4 – Instalação no carro

 

Sirenes não podem ser usadas em tráfego normal ou como buzina.

Apenas em condições especiais como: desfiles, exposições é que seu acionamento pode ser feito.

 

CI-1 e CI-2 - 555 - circuito integrado

Q1 - BC558 ou equivalente - transistor PNP de uso geral

Q2 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

Q3 - TIP120 - Transistor NPN Darlington

D1 - 1N4148 - diodo de uso geral

P1 e P2 – 47 k - trimpots

FTE - alto-falante de 2 ou 4 ohms x 10 cm

R1 e R8 - 4k7 x 1/8 W – resistores (amarelo, violeta, vermelho)

R2 – 33 k x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, laranja)

R3 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

R4 – 1 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)

R5 - 4,7k x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, vermelho)

R6 e R10 - 2,2 k x 1/8 W – resistor (vermelho, vermelho, vermelho)

R7 -470 ohms x 1/8 W – resistor (amarelo, violeta, marrom)

R9 – 82 k x 1/8 W - resistor (cinza, vermelho, laranja)

C1 - 47 uF x 12V - capacitor eletrolítico

C2 - 10 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

C3 - 100 uF x 12 V - capacitor eletrolítico

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, soquetes para os integrados, fios, solda, radiador de calor para o transistor etc.

 


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