Para você usar em seu carro ou em conjunto com seu equipamento de som, este Alerta Sonoro produz sons semelhantes ao de sirenes, ajustáveis em frequência e profundidade, servindo para diversas finalidades interessantes. No carro, serve para atrair a atenção das pessoas de modo diferente e mais suave que a buzina, alertando os pedestres para uma manobra de estacionamento; serve ainda para você divertir-se na ”paquera” chamando a atenção das garotas de um modo bem diferente do convencional e ainda como parte de um circuito de alarme, quando ligado aos interruptores das luzes de cortesia. Em conjunto Com seu equipamento de som permite a obtenção de efeitos tipo ”discoteca” quer seja em festas ou gravações, não havendo necessidade de amplificador adicional em vista de sua elevada potência de saída.
Obs. Este artigo de 1980 reflete o comportamento da época, mas pode ainda ser montado hoje com outras finalidades, inclusive como Shield para microcontroladores.
Se chamássemos este aparelho de “Sirene" não estaríamos cometendo nenhum erro, se bem que ele seja mais do que isso.
Ao contrário das sirenes, este alerta tem ajustes que permitem mudar o tipo de som produzido obtendo-se com isso diversos efeitos sonoros, o que já não acontece com uma sirene comum, como as usadas em fábricas ou mesmo em viaturas policiais.
O nosso alerta se caracteriza então por um tipo de som que pode ser ajustado segundo a vontade do leitor, imitando uma sirene ou de outro tipo, por uma alta potência de saída (da ordem de alguns watts) e pela alimentação de 12 V que permite seu emprego em seu carro.
Colocando os seus controles no painel do carro o leitor pode, por exemplo, ajustar à vontade em qualquer momento o tipo de som que será produzido e com isso chamar muito mais a atenção de quem quer que seja.
É claro que, como não se trata de uma sirene, seu uso pode ser feito com restrições, já que a lei não permite o uso destes dispositivos em carros particulares.
Sua montagem é extremamente simples e sua instalação num carro ou numa alimentação de 12 V obtida à partir da rede de 110 V ou 220 V também é fácil.
As utilizações possíveis que sugerimos para este alerta são então as seguintes:
- Para chamar a atenção, sendo usada em carros.
- Como alarme, ligada aos interruptores das portas ou em outros locais.
- Como alarmes residenciais,ligadas a circuitos alimentados pela rede local.
- Como produtor de efeitos sonoros para festas e gravações funcionando em conjunto com seu equipamento de som.
Se o leitor quer fazer um pouco de barulho de modo simples e eficiente, eis aqui a nossa sugestão...
COMO FUNCIONA
Sempre que descrevemos uma montagem considerada simples, para estudantes, principiantes e hobistas começamos pelo princípio de funcionamento.
Com isto os leitores tem uma ideia exata do que estão montando não só em relação aos efeitos obtidos mas também da maneira como tais efeitos são conseguidos.
Na figura 1 temos então um diagrama de blocos que nos permite analisar o princípio de funcionamento deste alerta de dois tons.
O primeiro bloco representa um circuito “produtor de sons" que nada mais é do que um multivibrador astável construído em torno de um integrado 555.
Este timer quando é ligado da maneira indicada na figura 2 produz oscilações cuja frequência depende basicamente dos valores dos resistores e dos capacitores assinalados.
O primeiro resistor determina o tempo de carga do capacitor, enquanto que o segundo determina o tempo de descarga. Em conjunto os dois determinam a frequência do sinal de saída e portanto o som central deste alerta.
O integrado 555 produz uma corrente de saída que chega até aos 200 mA, mas mesmo assim, usamos uma etapa adicional para fazer a amplificação do som, com um transistor TIP41.
Este transistor é ligado a uma fonte de alimentação onde uma corrente de até 1A pode ser conseguida. Uma corrente desta ordem num alto-falante de 8 ohms significa uma potência da ordem de 8 W.
Na prática, uma corrente de 600 mA para obter-se uma potência de 3,6 W já é mais do que suficiente para fazer muito barulho, conforme o leitor poderá constatar (figura 3).
Temos ainda um terceiro bloco cuja função é "modular" o sinal do oscilador principal.
Este bloco produz sinais de baixas frequências que aplicados ao integrado fazem variar a tonalidade do som produzido de modo a se obter o efeito de sirene.
O circuito modulador tem por base um transistor unijunção na configuração mostrada na figura 4.
Neste circuito, o capacitor se carrega lentamente através do resistor até ser atingido o ponto em que há o disparo do transistor. Neste instante o capacitor descarrega-se através do transistor produzindo-se então um pulso em sua saída.
Ligado ao oscilador principal no emissor, onde a forma de onda é do tipo ”dente de serra", este modulador produz variações de tom crescentes em velocidade que pode ser controlada com facilidade.
Para controlar a velocidade das variações, basta usar para o resistor em série com o capacitor um potenciômetro, e para controlar a profundidade da modulação basta usar um potenciômetro no acoplamento deste circuito ao oscilador principal com o 555.
A alimentação do circuito é feita com tensões à partir de 6 V, estando o consumo da unidade ligado a esta tensão. Do mesmo modo, quanto maior for a tensão maior também será a potência do som obtido.
Nos casos em que a corrente de saída do transistor se aproximar de 1A será conveniente que o mesmo seja montado em um radiador de calor para que o seu aquecimento excessivo não cause sua queima.
Podemos de um modo geral dizer que a corrente deste alerta variará entre 100 mA à 1 A quando a alimentação variar de 6 à 15 V e quando a impedância do alto-falante variar de 4 à 8 Ohms.
OBTENÇÃO DOS COMPONENTES
Todos os componentes utilizados nesta montagem podem ser obtidos com muita facilidade nas casas de material eletrônico.
O leitor pode instalar todo o conjunto numa pequena caixa plástica ou metálica que no caso do carro terá os controles acessíveis e ficará sob o painel. (figura 5).
Se a utilização for outra, como alarme, efeitos sonoros, sua montagem poderá ser feita numa caixa que já tenha o alto-falante e que portanto tenha maiores dimensões também
As dimensões da caixa serão função do tamanho do alto-falante que no caso pode ser de qualquer tipo de 4 ou 8 ohms com potência de pelo menos 10 W.
Os alto-falantes de 10 cm de 10 W são os que melhores resultados dão nesta montagem .
Com relação aos componentes eletrônicos, analisemos as diversas possibilidades:
O circuito integrado 555 pode ser encontrado com facilidade, pois existem diversos fornecedores para o mesmo.
Antes da indicação "555" o leitor pode encontrar letras que identificam seu fabricante, não havendo motivo para preocupar-se com seu significado.
Ao comprar seu 555 o leitor pode também adquirir um soquete para o mesmo que facilitará consideravelmente sua montagem. O soquete cujo aspecto é mostrado na figura 6 é do tipo DIL de 8 pinos.
O transistor unijunção deve ser do tipo 2N2646 preferivelmente, se bem que equivalentes possam ser experimentados. Cuidado apenas com a disposição dos terminais na sua ligação.
O transistor de saída originalmente recomendado é o T!P41 mas qualquer NPN de potência com corrente de coletor de pelo menos 4 A pode ser usado.
No caso do leitor usar tensões menores de alimentação, este transistor pode ser substituído por um TIP29 ou mesmo TIP31 de menor corrente portanto.
Para o T!P41 recomendamos como equivalentes neste projeto o BD433 e o BD435. Para o TIP29 recomendamos como equivalentes neste projeto o BD135 e o BD137.
Veja, entretanto, que estes transistores têm disposições diferentes para seus terminais.
Resistores e capacitores são todos componentes que não oferecem problemas de obtenção, podendo inclusive ser aproveitados de velhos aparelhos.
Se a alimentação for feita pela rede local use o circuito da figura 7.
O transformador tem um enrolamento primário de acordo com a rede local e o secundário é de 12 + 12 V com corrente de 1A. Os diodos são do tipo 1N4002 ou equivalentes e o capacitor de filtro deve ser de no mínimo1 500 uF x 16 V.
Completamos a descrição do material com os potenciômetros que são comuns havendo inclusive uma tolerância de 100% em relação aos seus valores.
Um dos interruptores, de preferência o que controla a frequência de modulação pode ter um interruptor incorporado para ligar e desligar a alimentação do aparelho.
MONTAGEM
Comece a montagem preparando a caixa para receber o conjunto. Esta caixa deve ter na parte frontal os furos para os potenciômetros e na parte posterior o furo para passagem dos fios de alimentação.
Se o aparelho for usado no carro, deve ter furos adicionais para passagem dos fios do alto-falante, e se for usada com alto-falante incorporado deve ter a abertura para a saída de som.
A parte eletrônica pode ser montada tanto em ponte de terminais como em placa de circuito impresso dependendo da disponibilidade do leitor.
Na figura 8 temos então o circuito completo do alerta.
A montagem em ponte de terminais é mostrada na figura 9.
A montagem em placa de circuito impresso é mostrada na figura 10.
Alguns cuidados são necessários para a realização da montagem.
O circuito integrado, na montagem em ponte é fixado por meio de seus terminais ou dos terminais do suporte, conforme mostra a figura 11.
Os terminais tem então fios rígidos soldados mantendo-o em posição de funcionamento. O máximo de cuidado deve ser tomado na soldagem dos fios para que o calor não afete o componente.
Para a soldagem tanto do transistor unijunção como do transistor de potência é preciso observar bem sua posição. No caso do transistor unijunção esta posição é dada pelo seu ressalto (veja as figuras) enquanto que para o transistor de potência é dada pela parte metálica.
Se usar radiador de calor neste transistor faça sua fixação antes da soldagem usando para isso um parafuso conforme mostra a figura 12.
Veja que o dissipador consiste num pedaço de metal fixado ao transistor.
Os resistores são soldados sem dificuldades devendo apenas o leitor observar bem seus valores dados pelos anéis coloridos.
No caso dos capacitores eletrolíticos é preciso observar que estes componentes têm polaridade certa para a ligação. Observe também seus valores.
Os demais capacitores tem seus valores gravados diretamente em seu corpo ou por meio de faixas coloridas. Não é preciso neste caso observar sua polaridade.
Com todos os componentes soldados na ponte ou na placa faça sua interligação com fio fino flexível aos potenciômetros, à entrada da alimentação e ao alto-falante.
Observe em todos os casos as polaridades certas usando de preferência fio preto para o negativo da alimentação e vermelho para o positivo.
Se usar a alimentação pela rede, monte o transformador, os diodos e o capacitor eletrolítico na mesma caixa. A alimentação da rede é interrompida e ligada ao potenciômetro em sua chave.
Terminada a montagem antes de fixar a placa ou pontes de terminais faça uma prova de funcionamento.
PROVA E USO
Antes de provar o alerta de dois tons, confira todas as ligações verificando no caso da ponte se não existem componentes frouxos ou com os terminais encostando uns nos outros.
Estando tudo em ordem, ligue o aparelho à alimentação. No caso de sua versão for para funcionar no carro você pode provisoriamente alimentá-la na bancada com 4 pilhas médias ou grandes.
Colocando a alimentação e ligando o interruptor o aparelho já deve emitir um som (sua intensidade será menor que o normal se a alimentação for feita com 6 V).
Atuando sobre os dois potenciômetros você deve obter os efeitos de modulação que caracterizam o projeto. O som deverá então ter diversas mudanças de frequência de modulação e de profundidade de modulação.
Em caso de falhas a verificação pode ser feita com a ajuda de um multímetro.
Colocado na escala de tensão menor (contínua 0-3 V, por exemplo) pode servir para verificar o funcionamento das diversas etapas do circuito.
Na figura 13 temos o modo de se ligar o multímetro para teste de oscilação.
Lista de Material
CI - 555 timer
Q1 - 2N2646 - transistor unijunção
Q2 - TIP41 - transistor de potência
P1 - potenciômetro de 100 k (com ou sem chave)
P2 – 47 k - potenciômetro linear
R1- 4,7 k x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, vermelho)
R2 – 560 R x 1/8 W - resistor (verde, azul, marrom)
R3 – 22 R x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, preto)
R4 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)
R5 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)
R6 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)
R7 - 1 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)
C1 – 47 uF ou 100 uF - capacitor eletrolítico
C2 - 100 nF ou 0,1 uF - capacitor de poliéster ou cerâmica
C3 - 47 nF ou 0,047 uF - capacitor de poliéster ou cerâmica
C4 - 100 uf x 16 V - capacitor eletrolítico
Diversos: alto-falante, radiador de calor para o transistor, caixa para montagem, ponte de terminais ou placa de circuito impresso, fios, solda, knobs para os potenciômetros, material para a fonte, suporte para o circuito integrado, etc.
