Disparador Sônico (ART2783)

O que podemos dizer de modo a dar uma ideia ao leitor do que se trata é que o disparador sônico consiste num circuito que pode ligar ou desligar um dispositivo elétrico qualquer por meio de sons.

A música, a voz, um ruído, o estouro de um balão de gás, a queda de um objeto podem, portanto, ser usados para o disparo de diversos circuitos (figura 1).

Figura 1

Assim, colocando o microfone em local apropriado e o circuito a ser disparado da maneira desejada, podemos ter diversas possibilidades de uso, como, por exemplo, as que citamos na introdução e que agora passamos a explicar melhor sua finalidade e funcionamento:

a) Alarme sensível ao som:

Colocando o microfone oculto na sala, e o circuito de disparo ligado a um alarme, qualquer ruído feito pela penetração de um elemento estranho acionará o circuito, tocando este alarme. A sensibilidade deve ser ajustada, evidentemente, para que os ruídos normais do lado de fora da casa não disparem o aparelho. (figura 2).

Figura 2

Esta mesma disposição pode ser usada para o disparo de uma campainha mais forte, ou outro dispositivo qualquer se você é do tipo difícil de acordar pela manhã com o simples toque do despertador. (figura 3).

Figura 3

b) Chave automática para gravadores

Ligado a fonte de alimentação do gravador por meio de um relê, você poderá fazer com que este comece a operar somente quando o som que se deseja gravar começar a incidir no microfone.

Usado na gravação clandestina, por exemplo, você não precisará mantê-lo ligado durante a espera das pessoas das quais se deseja registrar a conversa.

c) Comando de motores para abrir portas

Você poderá usar este circuito para comandar portas, ou outros dispositivos por meio de ordens faladas. Bastará você se aproximar do microfone e falar um pouco mais alta para que uma operação automática seja realizada. (figura 4)

Figura 4

d) Caixa mágica

Instalado numa caixa, comandando uma lâmpada, você pode divertir-se às custas de seus amigos, fazendo uma lâmpada acender quando você mandar.

Bastará você ordenar com voz um pouco mais elevada, para que a lâmpada acenda. Em feiras de ciências, e como trabalhos escolares de eletrônica ou física este aparelho fará muito sucesso.

Com toda a montagem dedicada ao grande público estudante e os dotados de pouca experiência em eletrônica, (e é claro para os experientes também) esta também é bastante simples empregando componentes de fácil obtenção e baixo custo.

A descrição pormenorizada das montagens tanto em ponte de terminais como em placa de circuito impresso facilita ao máximo todos que pretendem empenhar-se na sua realização.

COMO FUNCIONA

A base deste circuito é um SCR (diodo controlado de silício) que pode ser comparado no que se refere ao funcionamento a um interruptor (relê) acionado por um sinal elétrico externo.

Na figura 5 temos o símbolo do SCR e seu aspecto típico. Temos nesse componente três eletrodos ou terminais: anodo (A), catodo (K) e gate (G).

Figura 5

Entre o anodo e o catodo liga-se o circuito que se deseja controlar, observando-se que este componente só conduz a corrente num sentido, ou seja, tem característica unidirecionais.

Isso significa que o anodo deve sempre ficar positivo em relação ao catodo para haver sua operação correta.

No eletrodo de comporta (gate) é aplicado o sinal de controle. Normalmente, na ausência de sinal de controle, o SCR comporta-se como um interruptor aberto, ou seja, não conduz a corrente.

No momento em que um sinal de polaridade, intensidade e duração apropriadas aparecer na comporta, o SCR dispara, mudando de estado.

Nestas condições o SCR "liga" passando a conduzir intensamente a corrente. Se houver então no circuito de carga uma lâmpada, por exemplo, esta acenderá, conforme mostra a figura 6.

Figura 6

O importante a notar no caso de um SCR comum é que o sinal de disparo pode ser bastante fraco para alguns casos, é que mesmo depois do sinal desaparecer o SCR ainda permanece ligado, o que quer dizer que para desliga-lo é necessário interromper momentaneamente a corrente que o alimenta.

Isso no nosso caso será feito por meio de um interruptor de pressão do tipo normalmente fechado, como os usados em portas de geladeira que desligam a lâmpada interna quando são pressionados pela porta.

No nosso disparador sônico, o sinal de disparo do SCR é o sinal fornecido por um microfone, depois de amplificado convenientemente. Isso é necessário, porque o microfone sozinho não fornece uma excitação suficiente para o disparo do SCR diretamente, a não ser por sons muito fortes.

Por esse motivo, para amplificar os sinais deste dispositivo são usados dois transistores. (figura 7)

Figura 7

Os transistores, conforme o leitor já deve saber, são amplificadores de sinais, e neste circuito acoplados por meio de capacitores permitem uma amplificação bastante grande tornando o circuito sensível mesmo aos sons mais fracos.

O leitor poderá verificar que na máxima sensibilidade um estalar de dedos a alguns metros de distância do microfone é suficiente para disparar o circuito.

Acrescentamos ao circuito um controle de sensibilidade de modo a se poder fazer com que este dispare somente com o som que desejamos.

FERRAMENTAS E MATERIAL

As ferramentas necessárias à montagem deste aparelho são as que normalmente podem ser encontradas em qualquer oficina de eletrônica:

Um soldador elétrico de 30 watts no máximo e solda

Alicate de ponta

Alicate de corte

Chave de fenda

Além disso, se o leitor pretender confeccionar a caixa para alojar o aparelho deve pensar nos recursos necessários a isso.

Uma caixa plástica ou de madeira são ideais para este caso.

Antes de consultar a lista de material e partir para a aquisição dos componentes o leitor deve fazer um estudo prévio da maneira que vai montar o aparelho e da finalidade com que será usado.

Por meio desse estudo será determinar o material adicional necessário tais como relê, controles extras, caixa, etc.

Feita a lista completa de material, o leitor pode partir para sua aquisição.

Como todos os componentes eletrônicos são comuns no nosso mercado o leitor não terá dificuldades em obtê-los.

Observamos algumas recomendações quanto a determinados componentes:

O SCR, por exemplo, deve ser de um dos três tipos indicados, devendo também ser montado em dissipador de calor caso a potência de operação do circuito de carga seja elevada. Esse dissipador consiste numa placa de metal conforme mostra a figura 8.

Figura 8

O relê, caso seja usado é do tipo com bobina de 6 volts para uma corrente compreendida entre 50 e 200 mA o que corresponde a uma resistência de bobina entre 120 e 50 ohms aproximadamente.

MONTAGEM

A montagem pode ser tanto realizada em ponte de terminais como em placa de circuito impresso. Damos elementos para as duas disposições.

Para o caso da montagem em ponte de terminais sugerimos que a disposição dos componentes dadas a seguir seja rigorosamente seguida dada a possibilidade de indução de ruídos que afetariam o funcionamento do circuito.

Para o caso da montagem em placa de circuito impresso, a sua confecção não oferece dificuldade pelo número reduzido de componentes.

Descrevemos em pormenores a montagem em ponte de terminais:

O diagrama é dado na figura 9, e a disposição dos componentes na ponte de terminais na figura 10. A placa de circuito impresso é mostrada na figura 11 onde temos o lado cobreado e o lado dos componentes.

Figura 9

Figura 10 | Clique na imagem para ampliar |

Figura 11

A ponte de terminais, após a montagem dos componentes, deve ser fixada na caixa que formará o aparelho, ficando apenas externamente acessíveis o jaque de entrada do microfone, o interruptor de rearma-mento, o potenciômetro de controle de sensibilidade, os terminais de ligação do circuito externo, e eventualmente uma lâmpada ou LED para indicar o funcionamento do aparelho. (figura 12).

Figura 12

Comece a montagem cortando a ponte de terminais de modo que esta fique com o número de terminais usados para o circuito (esta ponte pode ser adquirida em barras de 1 metro ou meio, devendo ser cortada com cuidado).

A seguir, solde os transistores e o SCR observando no caso as posições desses componentes. Para o caso dos transistores, sua parte chata deve ficar voltada para cima, de modo que o emissor fique do lado direito.

No caso do SCR este deve ficar com o lado chanfrado para a direita no caso do C106 ou ainda com a parte metálica do invólucro para baixo, no caso do MCR106.

Caso o circuito seja utilizado na alimentação de uma carga que exija corrente elevada, a sua alimentação deve ser feita por meio de uma fonte externa de 6 V, e o SCR montado num dissipador de calor que constituirá numa chapa de metal de 5 x 5 cm.

Depois passe a soldagem dos outros componentes, capacitores e resistores, observando os casos em que a polaridade do componente é importante.

Complete a montagem fazendo as conexões entre os pontos por meio de fios rígidos e as ligações aos bornes de saída, interruptor e potenciômetro por meio de fio flexível (cabinho).

O fio de ligação ao jaque do microfone deve ser o mais curto possível para se evitar a captação de zumbidos.

Completada a montagem confira as ligações e instale o circuito na caixa, passando em seguida a seu ajuste e prova.

PROVAS E AJUSTE

Para a prova, coloque as pilhas no suporte e ligue a saída do circuito, provisoriamente uma lâmpada de 6 V x 50 mA.

Caso prefira pode ligar diretamente o relê. que utilizará na prática com um circuito provisório de carga. (figura 13)

Figura 13

A seguir, coloque o potenciômetro do controle de sensibilidade na sua posição mínima, ou seja, todo para a esquerda e acione o circuito por meio do seu interruptor. (caso o interruptor seja incorporado ao potenciômetro, basta ligar a unidade neste controle, sem girá-lo todo para a direita).

Vá então girando vagarosamente o potenciômetro para a direita e falando diante do microfone o qual deverá estar conectado ao aparelho, até obter um ponto em que sua voz consiga disparar o circuito. Pare então de girar o potenciômetro, e rearme o circuito. E ele estará pronto para o uso.

Para maior sensibilidade, leve o potenciômetro ao seu máximo para a direita.

AS CONFIGURAÇÕES PARA OS USOS

as figuras seguintes, damos as ligações dos circuitos externos para os diversos usos que sugerimos na introdução.

Na figura 14 temos a aplicação do disparador num sistema de alarme em que por meio de um relê comum uma cigarra para 110 ou 220 volts pode ser disparada.

Figura 14

O relê deve ser do tipo para 6 V com uma corrente de disparo de 50 mA a 500 mA.

A própria lâmpada de iluminação da sala no qual estará instalado o alarme poderá ser conectada ao circuito acendendo, portanto, ao menor ruído.

Na figura 15 damos o processo de ligação do circuito a um gravador portátil alimentado por pilhas, para que este seja ligado quando um som incidir sobre o microfone.

Figura 15

Na figura 16 damos finalmente a ”caixa mágica" que contém uma lâmpada que pode ser acesa por uma ordem nossa.

Figura 16

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A lâmpada utilizada é do tipo para 6 V x 250 mA, devendo a alimentação para ela vir de 4 pilhas grandes ligadas em série. O microfone evidentemente fica oculto na caixa, assim como o controle de sensibilidade e o botão de rearme.

OBSERVAÇÕES

A corrente de repouso do circuito, isto é, quando o SCR não se encontra disparado é extremamente baixa, da ordem de uns poucos mA o que quer dizer que “na espera" o circuito praticamente não consome energia.

Para uma alimentação de 12 V, o circuito também funciona, mas neste caso, devem ser observadas as tensões do circuito de carga que devem ser compatíveis.