Risada Eletrônica (ART2539)

Qual é o melhor remédio para a depressão? Pergunte á qualquer especialista e ele lhe dirá que é um boa gargalhada. Mas se sua depressão é das “grandes” e precisa de um incentivo, o que damos é uma solução eletrônica. Uma risada eletrônica para você se alegrar, para divertir seus amigos, ou mesmo para realizar algumas brincadeiras interessantes. São dois circuitos diferentes de risada eletrônica para o leitor montar e divertir-se (alegrar-se).

Aperte em caso de tristeza. Esta é a indicação que pode ser gravada na caixinha que alojará qualquer um dos dois circuitos de risada eletrônica que propomos neste artigo.

Na verdade, pressionando a chave, o que o leitor ouvirá não é exatamente uma risada eletrônica verdadeira, pois “computadores" ainda não sabem rir.

O que este aparelho produz é um som que lembra bastante a risada de uma pessoa, e lembra tanto que, em pouco, o leitor se acostumará a associá-lo a isso e até mesmo o acompanhará.

Quem consegue ficar sério quando alguém dá uma boa gargalhada?

Colocado na sua mesa de trabalho, este aparelho lhe ajudará a relaxar e alegrar-se nas horas mais tensas. As crianças terão nele um divertimento sem igual, e finalmente existe a possibilidade do leitor fazer algumas brincadeiras com ele, “pegando" seus amigos.

Tentando chegar a um circuito que imitasse uma risada, chegamos a duas configurações. Analisando as duas, inclusive “de ouvido", chegamos a conclusão que ambas poderiam agradar os leitores.

Pois, conforme dissemos, o riso tem uma interpretação subjetiva. Se bem que nem uma das duas produza exatamente o riso de uma pessoa com fidelidade absoluta, pois somente uma gravação faria isso, o som sintetizado lembra uma alegre e debochada risada, o que é suficiente para a nossa finalidade.

Os dois circuitos são alimentados por pilhas, o que os torna totalmente portáteis.

A primeira versão faz uso de um circuito integrado e dois transistores, devendo ser montada em placa. Já a segunda versão, mais simples, faz uso de quatro transistores, podendo inclusive ser montada em uma ponte de terminais.

As duas versões serão descritas neste artigo.

 

COMO FUNCIONA

Já dissemos que a síntese da voz humana é extremamente difícil, até mesmo para os mais complexos computadores.

Assim, para lembrar a risada de uma pessoa, tivemos de utilizar um circuito de efeito aproximado. Pela simplicidade do circuito e pela complexidade do padrão de uma risada, o leitor deve concordar que conseguimos muito.

Na figura 1 temos então um diagrama de blocos de nosso circuito.

 

Figura 1 – Diagrama de blocos
Figura 1 – Diagrama de blocos

 

 

Para poder entender melhor o seu funcionamento, damos na figura 2 o padrão aproximado de um sinal de áudio que corresponde a uma risada.

 

Figura 2 – Forma de onda da risada
Figura 2 – Forma de onda da risada

 

 

Veja que este sinal tem uma frequência variável e ainda é interrompido em intervalos regulares. A frequência variável é responsável pela mudança de timbre e de frequência que temos no riso, enquanto que a modulação dá os intervalos entre cada emissão de som.

A produção deste tipo de som é feita, no nosso caso, por dois osciladores.

O primeiro oscilador é o de modulação e usa um circuito comum às 2 versões dadas neste artigo.

Trata-se de um oscilador com transistor unijunção temporizado, conforme mostra o diagrama da figura 3.

 

Figura 3 – Oscilador com unijunção
Figura 3 – Oscilador com unijunção

 

 

O funcionamento do oscilador de relaxação com transistor unijunção já é conhecido de muitos leitores. O capacitor C2 se carrega lentamente através do resistor R1 até ser atingido o ponto de disparo do transistor unijunção.

Com o disparo do transistor, o capacitor se descarrega e um novo ciclo se inicia.

A forma de onda conseguida neste circuito é a dente de serra, conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – Forma de onda do sinal do oscilador
Figura 4 – Forma de onda do sinal do oscilador

 

 

No nosso caso temos a produção de uma salva pela utilização de um capacitor adicional que é C1.

Quando o interruptor S é pressionado, o capacitor C1 se carrega dando início ao funcionamento do oscilador.

O oscilador produzirá então pulsos "dente de serra" em quantidade que depende da carga de C1. Isso significa que, apertando o interruptor S, o oscilador entra em funcionamento por um tempo que corresponde ao da risada. Depois disso ele para.

Será preciso pressioná-lo de novo para que uma nova risada seja obtida.

O sinal dente de serra, que controlará a etapa seguinte do circuito, é amplificado com a ajuda de um transistor.

A segunda etapa do circuito, nas duas versões é de um oscilador de áudio.

Entretanto, as duas versões são diferentes pela configuração adotada.

Na primeira versão este oscilador de áudio leva um único circuito integrado 555 e produz um sinal retangular. Na segunda versão temos um oscilador com dois transistores e a forma de onda obtida não é a retangular. (figura 5)

 

Figura 5 – Os osciladores
Figura 5 – Os osciladores

 

 

O oscilador de baixa frequência que dá a “salva" controla, em ambos os casos, o oscilador de áudio.

No caso da versão integrada, os resistores R4, R5 e o capacitor C3 determinam a frequência do oscilador e, portanto, a tonalidade da risada.

Com um capacitor maior teremos uma risada mais grave, enquanto que com um capacitor menor teremos uma risada mais aguda. Os leitores podem fazer experiências utilizando capacitores na faixa dos 10 nF aos 33 nF.

A saída deste oscilador é feita através do resistor R8, sendo levada a uma etapa de amplificação e saída com um único transistor.

Este transistor de média potência excita diretamente o alto-falante.

A versão com circuito integrado é alimentada com uma tensão de 6 V obtida de 4 pilhas pequenas.

Para a versão transistorizada o funcionamento é o seguinte.

O oscilador leva dois transistores complementares acoplados diretamente, formando uma etapa de amplificação.

A saída desta etapa é ligada diretamente ao alto-falante, sendo no coletor do transistor PNP. Já a entrada é a base do transistor NPN.

A modulação da risada pode ser alterada em C3. Conforme a tolerância dos componentes, deve-se experimentar valores entre 4,7 e 47 uF.

A rede de realimentação responsável pelas oscilações é formada pelo capacitor C4 e pelo resistor R5.

Este capacitor C4 tem a mesma função de C3 no circuito anterior, ou seja, ele determina, neste versão, a tonalidade da risada. Os leitores também podem fazer experiências mudando para 22 nF ou 100 nF, se bem que neste caso existe um segundo ajuste que atua sobre a frequência do oscilador.

A frequência deste oscilador pode ser controlada também pelo potenciômetro P1.

O controle da modulação da etapa anterior é feito justamente por este componente.

Veja o leitor que nos dois casos os osciladores entram em funcionamento acompanhando a etapa anterior, que também influi na sua frequência.

Assim, os osciladores de áudio começam com uma frequência mais baixa no início da onda dente de serra, para aumentar esta frequência no máximo da onda dente de serra e finalmente diminuir a frequência em seu final.

Este efeito é interessante, pois permite aproximar mais o som obtido da risada desejada.

 

O MATERIAL

Nossa sugestão é a montagem do circuito numa caixinha, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Sugestão de caixa
Figura 6 – Sugestão de caixa | Clique na imagem para ampliar |

 

 

Nesta caixinha podemos escrever algo como “aperte em caso de tristeza" ou simplesmente "caixa do riso". No primeiro caso, o interruptor será colocado de maneira bem visível na sua tampa.

No segundo caso podemos utilizar um sistema de lâminas que acione o circuito automaticamente na abertura da caixa, conforme mostra a figura 7.

 

Figura 7 – Acionamento automático
Figura 7 – Acionamento automático

 

 

Esta caixa deve ter tamanho que permita a colocação da versão escolhida. A versão em ponte de terminais exige mais espaço que a versão em placa.

Veja que o componente maior é o alto-falante dependendo muito dele a escolha da caixa.

Os componentes eletrônicos para as duas versões são comuns, não havendo problemas maiores para serem obtidos.

Os transistores unijunção devem ser do tipo 2N2646, que são bastante comuns no mercado.

O circuito integrado é do tipo 555, podendo aparecer com indicações como LM555, /NA555, etc.

Os transistores NPN usados, como Q1 na primeira versão e Q1 e Q3 na segunda versão, são os BC548 ou seus equivalentes diretos, como os BC547, BC237 ou BC238.

Q3 na primeira versão pode ser um BD135, BD137, BD139, TIP29 ou ainda o BC337 ou BC338.

Já o transistor PNP da segunda versão (Q4) pode ser um 80558 ou seus equivalentes, como o BC557, BC307, BC237 ou BC328.

Nas duas versões o interruptor S é de pressão, tipo botão de campainha. Já S1 é um interruptor simples, para ligar e desligar a alimentação do aparelho.

Os alto-falantes das duas versões são de 8 ohms. Os tipos de 5 ou 10 cm são os preferidos pela qualidade do som e pela facilidade de colocação na caixa.

O trimpot da primeira versão é de 10 k, enquanto que o da segunda é de 100 k. Valores próximos podem ser experimentados.

Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão mínima de trabalho de 6 V, mas capacitores de tensões maiores podem perfeitamente ser usados sem problemas.

Os valores admitem também tolerâncias. No caso de C1 e C2 das duas versões, alterações podem ser feitas para modificar o desempenho do aparelho. C1 determina o tempo da risada, enquanto C2 o compasso.

Os capacitores menores (menos de 1uF) podem ser cerâmicos ou de poliéster, não havendo recomendações quanto à tensão de trabalho, já que normalmente são superiores a 25 V.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W com qualquer tolerância, já que o circuito não é crítico.

Para a primeira versão o leitor precisará ainda de um suporte para 4 pilhas pequenas, enquanto que para a segunda o suporte será de duas pilhas pequenas.

 

MONTAGEM

Na figura 8 temos o circuito da primeira versão com integrado.

 

Figura 8 – Circuito da primeira versão
Figura 8 – Circuito da primeira versão | Clique na imagem para ampliar |

 

 

Na figura 9 o circuito da segunda versão, somente com transistores.

 

Figura 9 – Versão com transistores
Figura 9 – Versão com transistores | Clique na imagem para ampliar |

 

 

A placa de circuito impresso da primeira versão é mostrada na figura 10.

 

Figura 10 – Placa da primeira versão
Figura 10 – Placa da primeira versão

 

 

Na figura 11 temos a placa de circuito impresso da segunda versão.

 

Figura 11 – Placa da segunda versão
Figura 11 – Placa da segunda versão

 

 

Na figura 12 temos a montagem em ponte de terminais da segunda versão.

 

Figura 12 – Montagem em ponte de terminais
Figura 12 – Montagem em ponte de terminais | Clique na imagem para ampliar |

 

 

A montagem de ambas as versões deve levar em conta algumas precauções que são dadas a seguir:

a) Se sua versão faz uso do circuito integrado, comece soldando este componente. Observe sua posição que é dada pela marca que identifica o pino 1. Se tiver dificuldades com o trato de componente tão pequeno use um soquete.

b) Na soldagem do transistor unijunção (placa ou ponte) veja bem sua posição que é dada pelo pequeno ressalto em seu invólucro. Veja nos desenhos de que lado deve ficar voltado este ressalto.

c) Na soldagem de todos os transistores o montador deve ter o máximo cuidado com sua posição e na segunda versão para não trocar Q4 por Q2 ou Q3, pois são de tipos diferentes. As posições são dadas pelas partes achatadas dos invólucros e no caso de Q3 pela parte metálica. Neste não será preciso usar dissipador de calor. A soldagem dos transistores deve ser feita rapidamente.

d) Ao soldar os capacitores eletrolíticos o montador deve prestar atenção na sua polaridade que está marcada no próprio invólucro. Cuidado para não inverter, pois se isso acontecer o funcionamento do aparelho pode ficar comprometido.

e) Para a soldagem dos capacitores não eletrolíticos tenha cuidado apenas com o excesso de calor (C3 no circuito 1 e C4 no circuito 2).

f) A soldagem dos resistores não exige cuidados especiais senão em re!ação aos valores que são dados pelas faixas coloridas. Confira pela lista de material, se tiver dúvidas.

g) Se sua versão for em ponte de terminais você deve fazer algumas interligações com pedaços de fios. Estas ligações estão numeradas de (1) a (7) na figura 12.

h) Depois o leitor deve fazer a ligação do alto-falante, usando dois pedaços de fio comum. Veja o comprimento destes fios de acordo com a posição do alto-falante na caixa e da placa ou ponte de terminais.

i) Para soldar os trimpots não há problemas. Na versão em ponte os terminais devem ser ligeiramente dobrados e unidos.

j) Para ligar o interruptor S use dois pedaços de fio de uns 15 ou 20 cm de comprimento. Veja que este componente será fixado na caixa. Se sua versão fizer uso do interruptor de lâminas, veja bem o comprimento do fio de ligação e a fixação deste elemento.

I) Complete a montagem com a ligação do suporte das pilhas e do interruptor S1. Veja que este interruptor pode ser eliminado em alguns casos, pois o aparelho pode ser desativado pela simples retirada das pilhas do suporte. Na ligação do suporte de pilhas é importante observar sua polaridade. O fio vermelho corresponde ao polo positivo e o preto ao negativo.

 

PROVA E USO

Terminada a montagem, confira todas as ligações e se tudo estiver em ordem, coloque as pilhas no suporte. Cuidado com a sua polaridade.

Depois, ligue S1 e pressione S. O aparelho deve de imediato emitir um som que parece uma risada prolongada.

O único ajuste que o leitor fará será no trimpot no sentido de encontrar o som que pareça realmente uma risada.

Alterações que podem ser feitas no sentido de ser obtida uma risada mais prolongada é com o aumento de C1. Outra possibilidade é o aumento da velocidade da risada pela redução de C2.

A tonalidade da risada pode ser modificada em C3 na versão integrada e em C4 na versão transistorizada.

Para usar o aparelho existem diversas possibilidades como a citada na introdução em que usamos uma caixinha com inscrições tais como “aperte em caso de tristeza".

 

Circuito 1:

CI-1- 555, LM555, etc. (circuito integrado timer)

Q1 - 2N2646 - transistor unijunção

Q2 - BC548 - transistor NPN de uso geral

Q3 - BD135 ou equivalente - transistor NPN de potência

C1 – 1 000 uF x 6 V - capacitor eletrolítico

C2 - 22 uF x 6 V - capacitor eletrolítico

C3 - 15 nF ~ capacitor cerâmico ou de poliéster

R1 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

R2 – 56 R x 1/8 W - resistor (verde, azul, preto)

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

R4 – 100 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, amarelo)

R5 – 56 k x 1/8 W - resistor (verde, azul, laranja)

R6 – 390 R x 1/8 W - resistor (laranja, branco, marrom)

R7 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)

R8 – 470 R x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)

P1 - trimpot de 10 k

S - interruptor de pressão (botão de campainha ou outro (ver texto)

S1 - interruptor simples

B1 - bateria de 6 V - 4 pilhas pequenas

FTE – alto-falante de 8 ohms de 5 â 10 cm

Diversos: caixa para montagem, placa de circuito impresso, etc.

 

Circuito 2.

Q1 ~ 2N2646 - transistor unijunção

Q2, Q3 - BC548 ou equivalente – transistor NPN

Q4 - BC558 ou equivalente - transistor PNP

C1 - 470 uF x 6 V - capacitor eletrolítico

C2 - 10 uF x 6 V - capacitor eletrolítico

C3 – 47 uF x 6 V - capacitor eletrolítico

C4 - 47 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

R1 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

R2 – 56 R x 1/8 W - resistor (verde, azul, preto)

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

R4 – 15 k x 1/8 W - resistor (marrom, verde, laranja)

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

P1 – 100 k - trimpot

FTE - alto-falante de 8 ohms de 5 ou 10 cm

BI - 3 V - 2 pilhas pequenas

S - interruptor de pressão (ver texto)

S1 - interruptor simples

Diversos: placa de circuito impresso ou ponte de terminais, caixa para montagem, etc.

 

 


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