Construa um amplificador animatrônico (MEC072)

Escrito por Newton C Braga

Muitos projetos de mecatrônica, incluindo os animatrônicos, podem ser dotados de um efeito especial de voz agregado por um amplificador e um microfone remoto. A montagem desse amplificador é muito simples para quem tiver uma matriz de contactos. Dando prosseguimento a nossa série de projetos em matrizes de contactos, que ensinamos a usar nas duas edições anteriores, apresentamos um simples amplificador animatrônico que pode ser agregado aos seus projetos de robótica e mecatrônica.

 

A idéia básica deste projeto é transferir o som de um microfone remoto a um alto-falante que esteja embutido no projeto animatrônico, como mostra a figura 1.

 

Transferindo o som.
Transferindo o som.

 

Se o projeto for uma cabeça falante, por exemplo, uma pessoa pode ficar num quarto adjacente e falar por ela, ao mesmo tempo em que aciona o sistema do mecanismo que movimenta sua boca.

Indo além, dois amplificadores iguais ao descrito neste artigo (que podem ser montados numa mesma matriz) permitem que a pessoa que esteja no quarto adjacente escute o que se fala junto ao animatrônico, conforme mostra a figura 2.

 

Ouvindo o que se fala junto ao animatrônico.
Ouvindo o que se fala junto ao animatrônico.

 

O circuito é bastante simples, tendo por base o CI LM386 (muito comum e barato) e sua alimentação vem de 4 pilhas comuns ou de uma fonte de 6 V.

O microfone de eletreto garante excelente sensibilidade para o circuito.

 

Como Funciona

O circuito integrado LM386 consiste num amplificador completo cujo ganho pode ser determinado por um capacitor de realimentação externo.

No nosso caso para termos um bom ganho, permitindo usar microfones de eletreto, usamos um capacitor de 10 µF o que proporciona um ganho de tensão de 200 vezes.

Com uma tensão de alimentação de 6 V teremos uma potência de saída de 300 mW o que corresponde à potência de um rádio transistorizado comum, suficiente para que um animatrônico fale e possa ser ouvido nas suas circunvizinhanças.

Com uma alimentação de 9 V o circuito fornece uma potência de 700 mW.

Este circuito tem uma boa sensibilidade de entrada, por isso, um controle de volume é agregado.

O sinal do microfone de eletreto é aplicado a esse potenciômetro, passando por um capacitor. Esse capacitor isola o circuito de polarização do microfone, formado pelo resistor R1.

Como o circuito é sensível, o cabo para o microfone deve ser blindado, o que evitará a captação de zumbidos principalmente se for usada fonte em lugar de pilhas.

 

Montagem

Na figura 3 temos o diagrama completo do amplificador animatrônico, observando-se o reduzido número de componentes usados.

 

Diagrama do amplificador.
Diagrama do amplificador.

 

A disposição dos componentes numa matriz de contactos é mostrada na figura 4.

 

Disposição dos componentes.
Disposição dos componentes.

 

A foto da figura 5 mostra o amplificador montado.

 

Amplificador montado.
Amplificador montado.

 

Recomenda-se o uso de um alto-falante de pelo menos 10 cm para melhor qualidade de som. Alto-falantes muito pequenos não possuem bom rendimento e também sua fidelidade na reprodução da voz não é das melhores.

Na montagem observe a posição do circuito integrado e a polaridade tanto das pilhas como dos capacitores eletrolíticos.

Também é importante observar a polaridade da ligação do microfone de eletreto pois, se ele for invertido, o circuito não funciona.

O potenciômetro e o alto-falante são ligados à matriz de contactos por pedaços de fios rígidos que devem ser previamente soldados em seus terminais.

O circuito integrado deve ser o LM38N-1 apenas. Existem LM386 com outros sufixos que não funcionam nesta montagem, pois a pinagem e as características mudam.

O cabo do microfone deve ter no máximo 5 metros de comprimento.

Os capacitores eletrolíticos devem ter tensões mínimas de trabalho de 6 V.

 

Teste e Uso

Para testar, afaste o microfone do alto-falante, ligue sua alimentação e fale.

Sua voz deve sair clara sem distorções.

Comprovado o funcionamento, basta instalar o circuito no animatrônico e usá-lo.

O circuito também pode ser usado como um intercomunicador ou ainda monitor de som ou babá eletrônica.

Como intercomunicador, basta montar duas unidades e instalá-las em caixinhas, conforme mostra a figura 6.

 

Como intercomunicador.
Como intercomunicador.

 

Para usar basta pressionar o botão falar, quando quiser que sua voz seja ouvida na estação remota.

Na figura 7 mostramos como usar uma unidade como babá eletrônica monitorando o som de um quarto em que se encontrem pessoas brincando.

 

Como babá eletrônica.
Como babá eletrônica.

 

Para um trabalho de espionagem, será interessante esconder o microfone e usar fones de baixa impedância no receptor.

O circuito também pode ser usado como um "ouvido eletrônico" para um robô. Neste caso, o microfone será instalado no robô ou animatrônico, com o cabo indo até o amplificador remoto.

Não se recomenda montar o alto-falante longe do amplificador, pois as perdas que ocorrem no cabo podem reduzir bastante seu rendimento.

Sempre opte por ligar o microfone distante, usando cabo blindado para que não ocorra a captação de zumbidos.

Outras aplicações deste circuito em mecatrônica incluem a amplificação de sinais de sirenes e efeitos sonoros.

A grande vantagem deste projeto está no fato dele ter um consumo bastante baixo e poder ser alimentado por pilhas comuns.

 

CI-1 - LM386N-1 - circuito integrado, amplificador

R1 - 4,7 k ? x 1/8 W - resistor - amarelo, violeta, vermelho

R2 -10 ? x 1/8 W - resistor - marrom, preto, preto

P1 - 10 k ? - potenciômetro lin ou log

C1 - 4,7 µF - capacitor eletrolítico

C2 - 10 µF - capacitor eletrolítico

C3 - 47 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

C4 - 220 µF - capacitor eletrolítico

C5 - 470 µF - capacitor eletrolítico

B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas

FTE - 8 ? x 10 cm - alto-falante

 

Diversos:

Matriz de contactos, suporte de pilhas, cabo blindado (até 5 metros), fios, etc.