Sirene Transistorizada (MIN770)

Descrevemos a montagem de uma sirene com dois transistores numa configuração muito simples. Elaborada numa ponte de terminais trata-se de projeto ideal para ser usado com atividade prática em matérias eletivas, já que é simples, barato, usa componentes comuns e não é crítica.

Projetos simples com transistores (eletrônica intermediária) são ideais para introduzir aos estudantes de nível médio e dos primeiros anos de cursos técnicos, técnicas básicas de montagem, como o uso do soldador, interpretação de diagramas, reconhecimento de códigos de cores e identificação de componentes, tratamento e posicionamento e componentes polarizados, etc.

O circuito apresentado é ideal para esse tipo de aplicação consistindo numa pequena sirene que depois pode ser usada em animação de festas, chamadas, parte de alarmes, etc.

O circuito funciona com duas ou quatro pilhas comuns e produz um som agradável variável num alto-falante comum. Quando S1 é pressionado o som torna-se progressivamente mais agudo e quando S1 é solto ele decai tornando-se mais grave até desaparecer.

Com S1 sem ser pressionado, o consumo do aparelho é extremamente baixo, eliminando assim a necessidade de um interruptor geral.

Como Funciona

O circuito usa um oscilador com dois transistores complementares onde a realimentação para manutenção das oscilações é proporcionada por C2 e R2.

A frequência depende então desses componentes e também de R1 e R2 que são os resistores de polarização de base dos transistores.

Como entre R1 e R2 colocamos um capacitor de valor elevado, esse componente influi na polarização e com isso na frequência do som gerado. Ao pressionar S1, C1 carrega-se lentamente através de R1 de modo que a polarização sobe no mesmo ritmo até atingir o máximo quando a frequência do som se estabiliza.

Quando soltamos S1 a polarização diminui gradualmente com a descarga de C1 através de R2, fazendo com que o som diminua de frequência. A figura 1 mostra os padrões de frequência gerados nesse processo.

 

Veja que em lugar de S1, interruptor de pressão, podemos ter outros tipos de sensores como reed-switches num alarme ou mesmo os contatos de um relé.

Montagem

Na figura 2 temos o diagrama completo da sirene para alimentação com 3 e 6 V.

 

O circuito também pode ser alimentado com 9 ou 12 V, bastando trocar Q2 por um BD136 ou mesmo TIP32 que deve ser dotado de um radiador de calor. Nesse caso, também será conveniente usar um alto-falante com pelo menos 10 cm capaz de suportar uma potência maior.

A montagem da sirene numa pequena ponte de terminais, já que se trata de montagem didática é mostrada na figura 3.

 

Nessa montagem, observe as polaridades de componentes como o capacitor C1, as pilhas e as posições dos transistores, tomando cuidado para não trocá-los. Observe também os valores dos resistores que são dados pelas faixas coloridas.

O capacitor C1 pode ser um eletrolítico com qualquer valor entre 47 µF e 100 µF e tensão de trabalho a partir de 12 V. O capacitor C2 pode ser tanto cerâmico como de poliéster.

S1 é um interruptor de pressão do tipo botão de campainha, ou ainda pode ser um sensor de alarme ou os contatos de um relé usado num sistema mais sofisticado de alarme.

Será interessante instalar o circuito numa caixinha plástica com furos para o alto-falante de modo a se obter maior rendimento.

Prova e Uso

Coloque as pilhas no suporte e pressione S1. O som deve aumentar de intensidade até se tornar agudo. Se quiser alterar esse tom o leitor terá duas possibilidades: mudar de valor o capacitor C2, dentro da faixa indicada, ou então colocar um trimpot de 100 k Ω no lugar de R2 e ajustar o som para a tonalidade desejada.

Soltando S1 o som não deve parar de imediato, mas decair tornando-se mais grave até desaparecer.

Para os Professores

Nos cursos médios será interessante atrelar essa atividade de montagem eletrônica à física, principalmente à acústica. Assim, o professor poderá usar esse circuito para falar um pouco sobre os sons e sua natureza.

Explicando que ondas sonoras são ondas de compressão e descompressão do ar, o professor pode sugerir que os alunos toquem no cone do alto-falante durante a produção dos sons para “sentir” nos dedos essas vibrações.

Se tiver um osciloscópio disponível no laboratório pode ligar um microfone em sua entrada para mostrar as formas de onda produzidas e como os comprimentos de onda são menores nos sons mais agudos.

A montagem poderá também ser feita em matriz de contatos.

Finalmente, pode mostrar aos alunos as diferenças entre sons de baixas e de altas frequências, mais graves e mais agudos, com base na operação da sirene.