Foto Vibrato (ART2186)

Intercalando este aparelho entre um instrumento musical (violão ou guitarra) e o amplificador ou ainda entre seu toca-discos, tape deck ou sintonizador e o amplificador você poderá conseguir efeitos de som muito interessantes que são variações ritmadas de intensidade. Alimentado por pilhas e com características elétricas que permitem sua ligação em qualquer amplificador este Foto Vibrato pode ser montado com facilidade mesmo pelos principiantes.

Observação: este artigo foi publicado originalmente no livro Experiências e Brincadeiras com Eletrônica – volume 6 que agora recuperamos com atualizações. O projeto ainda é viável e interessante, com as ressalvas feitas no texto.

O leitor pode facilmente ter uma ideia dos efeitos que este aparelho produz aumentando e diminuindo o volume de seu amplificador rapidamente e diversas vezes. São obtidas variações de som que parecem fazer o som "tremer".

Muitos que tocam em conjuntos musicais ou que já viram de perto estes conjuntos devem ter notado a obtenção deste efeito através de um pedal, conforme sugere a figura 1.

 

Figura 1 – O pedal de efeitos “vibrato”
Figura 1 – O pedal de efeitos “vibrato”

 

No nosso caso, não usaremos pedal, e faremos com que o circuito seja de ação totalmente automática, funcionando em velocidades que não poderiam ser obtidas com dispositivos puramente mecânicos.

Em suma, além de ser mais simples na configuração geral, nosso circuito é mais completo podendo ter seus efeitos totalmente controlados tanto em frequência como em profundidade, e ainda fazendo variações estereofônicas em que são alternados picos de sons nas duas caixas acústicas.

Veja o leitor que nosso foto-vibrato não é útil apenas para os casos em que é intercalado entre instrumentos musicais e amplificadores.

Você também pode usá-lo para obter efeitos de voz, em fitas gravadas a partir de discos ou sintonizadores ou mesmo com discos.

Uma outra característica importante deste aparelho é a sua facilidade de ligação em qualquer amplificador e a total independência de seu circuito que funciona por acoplamento óptico.

Esta independência tem por características permitir que o foto-vibrato funcione com qualquer tipo de sinal em sua entrada e possa ser ligado em qualquer amplificador diretamente na maneira mais comum, sem alterações de circuito.

Assim, temos uma facilidade muito grande de instalação e uso para o aparelho que a qualquer momento pode ser intercalado no equipamento de som e ligado para se obter os efeitos desejados.

Quando falamos que se trata de montagem que inclusive pode ser feita pelos principiantes, trata-se de uma maneira de dizer que este aparelho é muito simples e que não oferece dificuldade mesmo para os que pouca ou nenhuma experiência tenham em eletrônica.

Trata-se, portanto, de um aparelho que pode ser montado pelos iniciantes da eletrônica, sem dificuldades, tendo-se como informação adicional o baixo custo e número reduzido dos componentes usados.

 

COMO FUNCIONA

Para produzir as variações de intensidade do sinal o que fazemos é intercalar um circuito de controle entre a fonte de sinal (violão, guitarra, tape-deck, toca-discos, microfone, etc.) e o amplificador.

Para obter um controle perfeito destes sinais e portanto os efeitos desejados o circuito usado deve apresentar características especiais dentre as quais citamos:

a) mínimo de influência nas características do sinal

b) frequência estável de acordo com os efeitos desejados

c) simplicidade de instalação

d) não produção de ruídos ou pulsos que possam aparecer na saída

e) controle da profundidade dos efeitos

Na figura 2 temos então um diagrama de blocos do foto-vibrato por onde nos basearemos para analisar seu funcionamento.

 

Figura 2 – Diagrama de blocos
Figura 2 – Diagrama de blocos

 

Observação: naquela época, os desenhistas não tinham muito conhecimento técnico e certos detalhes das figuras não correspondiam ao que realmente desejávamos. Por exemplo, nesta figura temos uma representação do sinal modulado que realmente tem uma deformação, ou seja, uma pequena inclinação dos picos que não existe na realidade.

O primeiro bloco representa o circuito de controle que é responsável pelas variações de intensidade sonora, estando a seu cargo a determinação da frequência do efeito.

Pelo que se diz, pode-se logo concluir que este circuito de controle deve possuir alguma espécie de oscilador para produzir um sinal de baixa frequência.

Absolutamente correto: o próprio circuito de controle é um oscilador, no caso um multivibrador astável sobre o qual temos um controle de frequência de operação feito por meio de dois controles.

Começamos por analisar o funcionamento deste multivibrador, cujo diagrama básico é mostrado na figura 3.

 

   Figura 3 – O multivibrador astável
Figura 3 – O multivibrador astável

 

Temos aqui dois transistores ligados de tal modo que o sinal retirado do coletor de um é aplicado a base do outro e vice versa por meio de dois capacitores.

Nesta configuração o comportamento do circuito é tal que em cada instante somente um transistor pode conduzir plenamente a corrente de cada vez, e os estados de condução dos dois transistores trocam continuamente, dai ser o circuito denominado "astável".

Assim, ligando nos coletores dos dois transistores duas lâmpadas como carga, vemos que em cada instante somente uma lâmpada permanece acesa e que seus estados trocam continuamente, ou seja, quando uma acende a outra apaga, num ciclo semelhante ao obtido por um pisca-pisca.

O que determina a frequência das piscadas, ou seja, o tempo de acendimento de cada lâmpada é a constante de tempo RC dada pelo resistor de polarização de base de cada transistor e pelo capacitor de acoplamento.

Isso significa que se em lugar de usarmos resistores fixos nas bases dos transistores, colocarmos potenciômetros podemos ter um controle independente para o tempo de acendimento de cada lâmpada num ciclo.

Na figura 4 temos então uma amostra de como podemos fazer com que uma lâmpada fique acesa mais tempo que a outra num ciclo e como podemos alterar simultaneamente a velocidade das piscadas das duas.

 

   Figura 4 – Os sinais do circuito
Figura 4 – Os sinais do circuito

 

No nosso projeto prático, usando um potenciômetro de 5 k (4,7 k) em série com resistores de 2,2 k podemos ter um controle duplo de tal maneira que a frequência mínima seja 3 vezes menor que a frequência máxima o que para a nossa finalidade é excelente.

É claro que daremos a possibilidade de se alterar a faixa de efeitos numa gama maior de frequências: basta trocar os capacitores conforme a sua vontade.

Em suma, o circuito de controle nada mais é do que um pisca-pisca de baixa frequência que alimenta duas pequenas lâmpadas incandescentes.

A finalidade de usarmos lâmpadas neste circuito vem da própria maneira como o controle da intensidade de som, nas suas variações, é feito.

O dispositivo de controle usado é um LDR, ou Light Dependent Resistor que é um componente cujas características elétricas dependem da intensidade da luz que incide numa superfície sensível.

Na figura 5 temos o símbolo e o aspecto de um LDR.

 

   Figura 5 – Símbolo e aspecto do LDR
Figura 5 – Símbolo e aspecto do LDR

 

Quando no escuro a resistência do LDR é muito elevada, chegando a megohms para os tipos comuns, mas quando esta superfície é iluminada, a sua resistência cai a ponto de chegar a apenas alguns milhares de ohms ou mesmo centenas de ohms em alguns tipos.

Pois bem, o que fazemos em nosso foto-vibrato é simplesmente usar o LDR como controle de sinal, mas .de modo que ele receba a luz do nosso pisca-pisca.

Assim, o LDR é ligado conforme mostra a figura 6, de tal maneira que, quando no escuro, o sinal passa da fonte para o amplificador sem encontrar nenhum obstáculo, mas quando iluminado, o LDR simplesmente "curto-circuita" este sinal evitando sua passagem.

 

Figura 6 – Ligação do LDR
Figura 6 – Ligação do LDR

 

Montando então o LDR dentro de um pequeno tubo opaco, conforme mostra a figura 7 juntamente com a lâmpada do pisca-pisca, nos momentos em que ela acender o sinal é bloqueado e quando ela apagar o sinal passa normalmente.

 

Figura 7 – Montagem do acoplador óptico
Figura 7 – Montagem do acoplador óptico

 

 

Obs. Uma modernização deste circuito consiste em substituir as lâmpadas por LEDs brancos em série com resistores de 220 ohms a 470 ohms.

 

Como a lâmpada pisca rapidamente, teremos então variações automáticas da intensidade do som do amplificador num efeito bastante interessante, principalmente para instrumentos musicais.

O que caracteriza este tipo de controle por luz e LDR é a inércia da lâmpada que impede que picos abruptos de tensão ocorram no amplificador aparecendo como estalidos. A lâmpada ao ser alimentada não acende instantaneamente, mas tem seu brilho num crescente algo suave, O mesmo acontecendo quando ela apaga, quando a luz leva algum tempo para extinguir tempo este dado pelo esfriamento do filamento.

 

Obs. Os LEDs não apresentam esta propriedade, afetando um pouco o comportamento do circuito.

 

O circuito do foto-vibrato admite que o controle do som seja feito nos dois canais ou em um de um amplificador.

Se o sistema for monofônico, basta usar um LDR somente, acoplado a qualquer uma das lâmpadas, e se o sistema for estereofônico, devem ser usados dois LDRs caso em que os altos e baixos do som serão alternados.

A alimentação da unidade pode ser feita por meio de 4 pilhas comuns, pequenas, médias Ou grandes, ou então por uma fonte, cujo diagrama é mostrado na figura 8.

 

Figura 8 – Fonte para o circuito
Figura 8 – Fonte para o circuito

 

 

OBTENÇÃO DOS COMPONENTES

Não há dificuldade alguma para se obter os componentes para esta montagem já que são todos comuns em nosso mercado, e ainda de baixo custo.

No entanto, os leitores interessados na montagem deste aparelho devem ter alguns cuidados no sentido de adquirir as peças certas para que anormalidades de funcionamento não possam aparecer.

O principal componente que exige cuidado quanto a escolha e que não admite equivalente é a lâmpada 7121 D. São usadas lâmpadas que devem ser obrigatoriamente de 6V x 50 mA, não podendo ser utilizadas lâmpadas de lanterna cujas tensões podem ser diferentes e cujo consumo de corrente geralmente é muito maior (de 150 à 250 mA ou mesmo mais), caso em que os transistores de saída sofreriam sobre-cargas não ocorrendo oscilações.

 

Obs. Lâmpadas de 20 a 50 mA para 6 V podem ser utilizadas, sem problemas.

 

Os transistores são os componentes menos críticos para esta montagem já que qualquer NPN de silício para uso geral serve. Os indicados são os BC548, mas podem ser também comprados os BC547, BC237, BC238 ou mesmo BC239.

Como estes transistores todos têm o mesmo invólucro e disposição de terminais nenhum cuidado especial precisa ser tomado na hora da montagem.

Se no, entanto, forem usados equivalente de invólucros diferentes como o BC108, BC107, o leitor deve tomar cuidado com a disposição dos terminais.

Os LDRs usados podem ser praticamente de qualquer tipo já que suas características pouco diferem. Os tamanhos em geral influem apenas na capacidade de corrente o que não é importante em nosso caso.

Dá-se preferência aos tipos redondos pequenos que podem ser com mais facilidade instalados em tubos opacos juntamente com as lâmpadas.

Os demais componentes, como resistores, capacitores e potenciômetros não apresentam qualquer tipo de dificuldade de obtenção. Todos são de valores comuns.

Um problema que pode ser maior para muitos leitores refere-se a caixa para a montagem. O leitor pode usar uma caixa comum de plástico ou metal, adquirida pronta em lojas de materiais eletrônicos ou se não tiver possibilidade, fazer uma caixa de madeira.

A caixa deve ter uma furação que admite a colocação dos 4 controles e do interruptor que liga na parte frontal, e ainda lugar para os quatro jaques de entrada e saída na parte posterior.

Ê muito importante que a caixa seja bem fechada para que a luz externa não venha atingir os LDRs afetando o funcionamento do vibrato.

 

MONTAGEM

O leitor tem diversas opções para realizar esta montagem já que o circuito é muito simples e não apresenta nenhum ponto critico quanto a disposição dos componentes.

Assim, para a parte básica do circuito que é o oscilador com o circuito de controle têm-se duas opções: a realização da montagem em ponte de terminais ou então em placa de circuito impresso.

No primeiro caso a montagem não será tão compacta e nem sua aparência poderá ser excelente, mas a facilidade com que pode ser realizada torna-a ideal para os principiantes que não necessitarão de nenhum recurso especial para esta finalidade.

No segundo caso pode-se obter uma montagem mais compacta e de melhor aparência mas o leitor precisará ter os recursos para a elaboração da placa, ou seja, os produtos químicos, a furadeira, etc.

Como ferramentas recomendamos as comumente usadas neste tipo de trabalho: um soldador de pequena potência (máximo 30 W), solda de boa qualidade (60/40), alicate de corte lateral, alicate de ponta e chaves de fenda.

Deve ser incluído nesta lista o ferramental necessário a elaboração ou preparação da caixa para a montagem.

Temos então o circuito completo do foto-vibrato em sua versão estéreo na figura 9.

 

Figura 9 – Circuito completo do foto-vibrato
Figura 9 – Circuito completo do foto-vibrato

 

Para a versão monofônica basta não usar um dos potenciômetros e o LDR correspondente, eliminando também a entrada e saída do canal.

A placa de circuito impresso sugerida para esta montagem é mostrada na figura 10.

 

Figura 10 – Lado Cobreado
Figura 10 – Lado Cobreado

 

 

   Figura 11 - Placa para a montagem
Figura 11 - Placa para a montagem

 

Para a montagem em ponte de terminais, siga a figura 12, fixando-a numa base de material isolante ou então na própria caixa em que será instalado o conjunto se esta não for metálica.

 

Figura 12 – Montagem em ponte de terminais
Figura 12 – Montagem em ponte de terminais

 

Se for metálica deve ser feito um isolamento total da mesma no ponto de fixação.

Os componentes mais críticos no caso da montagem em ponte são o LDR e a lâmpada que devem ser convenientemente fixados para que seu movimento não afete o funcionamento do aparelho.

Damos então a seguir uma sequência de operações para a montagem que na medida do possível devem ser seguidas, principalmente pelos menos experientes.

a) Comece a montagem pela ponte de terminais ou pela placa de circuito impresso conforme o caso.

Se a sua montagem for em placa de circuito impresso, depois de pronta e furada faca uma limpeza na parte cobreada da mesma antes de iniciar a soldagem com a finalidade de remover o óxido que normalmente se forma e que dificulta a aderência da solda, sendo responsável por maus contactos.

Se a sua montagem for feita em ponte comece fixando a ponte de terminais numa base de material isolante, uma tábua, por exemplo.

b) Os primeiros componentes a serem soldados tanto na placa como na ponte são os transistores. Observe bem a sua posição orientando-se pelo seu lado achatado, pois se houver inversão o aparelho não funcionará.

A soldagem dos terminais deve ser feita rapidamente e com solda apenas o suficiente para se obter uma boa fixação, evitando-se com isso o excesso de calor que pode afetar os transistores.

c) Em seguida, solde os resistores que devem ser identificados pelos anéis coloridos em seu corpo que indicam seu valor. Estes componentes não tem polaridade, isto é, não é preciso observar o lado de ligação, mas deve-se evitar o excesso de calor que pode lhes causar danos.

d) Para a soldagem dos capacitores eletrolíticos C1, C2 e C3, observe bem a sua polaridade que é marcada no seu próprio invólucro. Evite também o excesso de calor.

e) Se a montagem for feita em ponte você deve fazer em seguida a interligação dos emissores dos dois transistores por meio de um pedaço de fio rígido ou flexível de comprimento apenas suficiente para esta finalidade.

f) Os próximos componentes a serem ligados são os LDRs e as lâmpadas incandescentes L1 e L2 que devem ser previamente preparadas para esta finalidade. Os LDRs e as lâmpadas devem ser colocados num pequeno tubo opaco como mostra a figura 13 sendo preferivelmente colados em tal posição.

 

Figura 13 – Montagem do acoplador
Figura 13 – Montagem do acoplador

 

Na falta de um tubo os dois componentes podem ser mantidos nesta posição por meio de fita isolante que será enrolada de modo a formar este tubo.

Os fios de ligação à lâmpada poderão ser soldados no seu próprio soquete, isto antes da mesma ser fixada no tubo, o mesmo acontecendo com os LDRs que terão os fios de ligação soldados em seus terminais.

Cerca de 20 cm de fio para cada um desses componentes será suficiente para sua conexão ao circuito.

g) Com os componentes montados na ponte, faça a fixação de todos os potenciômetros, dos jaques de entrada e saída, do suporte de pilhas (se o usar), e da chave S1.

h) Comece com a interligação destes componentes seguindo as figuras que servem de orientação. Se os fios de ligação para P1 e para P2 forem longos isso poderá em alguns causar a indução de zumbidos.

Neste caso você deve usar para esta finalidade fio blindado.

i) Para P3 e P4 não é preciso usar fios blindados. Observe para que a ordem de ligação dos fios nestes dois componentes seja a mesma de modo a se obter uma aceleração das piscadas das lâmpadas girando os dois no mesmo sentido.

j) Complete a montagem fazendo a ligação do suporte de pilhas. Um fio vai direto à placa ou ponte de terminais, sendo este o negativo, normalmente preto. O outro, o positivo (geralmente vermelho) passa antes pela chave S.

Completada a montagem, você pode instalar definitivamente o aparelho em sua caixa, preparando-se então para uma prova de funcionamento. Confira antes todas as ligações.

 

PROVA E USO

Você pode experimentar o seu foto-vibrato usando qualquer fonte de sinal que normalmente você liga ao seu amplificador. Pode ser o seu toca-discos, a saída de seu rádio portátil ou gravador, um sintonizador de FM, um tape deck, ou o captador que você usa com seu violão ou guitarra.

A ligação destes aparelhos é feita desligando-os da entrada do amplificador e em seu lugar ligando-se a saída do foto-vibrato. O aparelho que foi desligado é então ligado na entrada correspondendo foto-víbrato, conforme mostra a figura 14.

 

Figura 14 – Interligações para teste
Figura 14 – Interligações para teste

 

Com o foto vibrato conectado, incialmente desligado, coloque e funcionamento o amplificador e a fonte de sinal do mesmo, ou seja, acione o toca-discos, sintonizador, etc. Estes aparelhos devem funcionar normalmente mesmo com o foto-vibrato desligado.

Ajuste para esta finalidade os controles P1 e P2 que dão passagem aos sinais destes aparelhos ao amplificador.

Uma vez colocados em funcionamento, ligue S1. Ajuste então P4 e P1 para obter variações na frequência desejada. Ao ligar S1 as lâmpadas devem piscar alternadamente. Se isso não acontecer tente ajustar P3 e P4 e se ainda não conseguir nada, confira as ligações, pois, deve haver algo errado com a montagem.

Com as lâmpadas piscando, se a ligação feita for estereofônico ajuste em P1 e P2 a profundidade do efeito. Se for monofônica, ajuste um potenciômetro somente.

Na figura 15 é.dada a ligação para a versão estereofônica.

 

   Figura 15 – Conexões para a versão estéreo
Figura 15 – Conexões para a versão estéreo

 

Uma observação importante precisa ser feita em relação a este foto-vibrato:

O circuito simplesmente controla o sinal que passa de uma fonte (toca-discos, fonocaptor, microfone, etc.) para um amplificador, o que quer dizer que seu efeito só será perfeito se o aparelho usado puder operar normalmente com o amplificador.

O projeto leva em conta a utilização de fontes de sinais de médias e altas impedâncias (a partir de 200 ohms) o que significa que todos os aparelhos que funcionaram normalmente com seu amplificador poderão ter os sinais modulados por este foto-vibrato.

No entanto, nos casos em que isso não acontecer é sinal que a impedância da fonte de sinal é muito baixa, caso em que um amplificador deve ser usado.

 

SUGESTÃO

Veja o leitor que o efeito deste foto-vibrato só é obtido quando o mesmo é ligado bastando para isso o acionamento de uma chave.

Quando desligado, o sinal continua ainda passando pelo circuito sem problema algum de funcionamento.

Assim, para os que querem usar de uma maneira diferente este efeito com sua guitarra podem colocar um jaque de ligação em paralelo com S1 fazendo então a conexão de um interruptor remoto que será acionado pelo pé. Isso significa que o músico poderá determinar exatamente o momento de aparecer o efeito, bastando que então aperte o interruptor.

A figura 16 mostra exatamente como isso pode ser feito, com muita facilidade.

 

   Figura 16 – Instalando um interruptor remoto
Figura 16 – Instalando um interruptor remoto

 

 

Q1, Q2 - BC548, BC238 ou qualquer equivalente

LDR1, LDR2 - foto-resistores LDR comuns (ver texto)

L1, L2 - lâmpadas 7121D - Philips ou 6 V x 50 mA

C1, C2 - 22 uF x 16 V - Capacitor eletrolítico

C3 - 47 ou 50 uF x 16 V - Capacitor eletrolítico

P1, P2 - 100 K - potenciômetros comuns (lin ou log)

P3, P4 - 4,7 K ou 5 K - potenciômetros comuns (Iin ou log)

R1, R2 - 2,2 K x 1/8 W - resistores (vermelho, vermelho, vermelho)

S1 - interruptor simples

D1 - 6 V - 4 pilhas ou fonte de alimentação

Diversos: ponte de terminais, fios, solda, placa de circuito impresso, caixa para a montagem, knobs para os potenciômetros, suporte para-pilhas, 4 jaques RCA, cabos de conexão para o amplificador com plugues de acordo com sua entrada, tubos para instalar os LDRs, etc.

 

 


Opinião

Olhando para o futuro

Já estamos aprendendo a viver com a pandemia e nos preparando para os tempos em que tudo voltará ao normal, mas não o normal a que estávamos acostumados. Um novo normal, com novos hábitos, a tecnologia aplicada talvez de uma forma diferente, novas profissões e principalmente tecnologias específicas que antes não haviam sido pensadas.

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