Ouvido de Morcego (ART2320)

O Bat-Ouvido ou Ouvido-de-Morcego, capaz de captar ultrassons é um equipamento que além de ser bastante curioso pode também ter utilidade para pesquisadores de sons da natureza ou menos investigadores de fenômenos sobrenaturais. este aparelho torna audíveis sons de frequências superiores aos 15 kHz, que é o limite superior da capacidade de audição humana. Alimentado por pilhas comuns ou bateria, ele pode ser facilmente levado para a realização de pesquisas de campo.

Insetos, animais maiores, fenômenos naturais e sobrenaturais, folhas crepitando, água escoando por vazamentos invisiveis podem gerar componentes sonoros na faixa de ultrassons, quando não emitirem vibrações totalmente nesta faixa.

Como nossos ouvidos não conseguem ir além dos 15 kHz (este limite varia sensivelmente de uma pessoa para outra tanto em função de características particulares como da idade), os ultrassons não podem ser percebidos, deixando assim em aberto uma enorme lacuna no espectro de áudio que pode ser explorada pelos mais curiosos.

Com o aparelho que descrevemos neste artigo, sons acima dos 15 kHz até um limite de algumas dezenas de quilohertz podem se tornar audíveis e até gravadas em fita para um estudo posterior.

Saindo a campo com este aparelho e um gravador, o pesquisador pode ouvir o grito dos morcegos, insetos e muitos outros sons da natireza para os quais nossos ouvidos são surdos.

Usando um microfone à prova d'água, poderemos ouvir os sons emitidos por muitos animais submarinos.

No estudo dos fenômenos paranormais, este aparelho pode ser usado em ITC (Transcomunicação Instrumental) para detectar sinais modulados a partir de uma fonte emissora no sentido de se fazer gravações de vozes e sons de origem paranormal.

Características:

* Tensão de alimentação: 6 a 9 V

* Consumo: 10 mA (tip.)

* Faixa de frequências: 15 kHz a 50 kHz ou mais

* Divisão de frequência: 32

COMO FUNCIONA

A faixa de frequências que podemos captar vai depender muito do transdutor usado. Utilizando um tweeter piezoelétrico comum sem o transformador interno, temos uma boa resposta dos 15 aos 50 kHz tipicamente, mas podemos usar transdutores com outras respostas de frequência como fones de ouvido de cristal, cápsulas de microfones, transdutores de controles remotos, microfones ultrassônicos sensíveis, caso em que a resposta pode se estender até perto de 1 MHz.

Os ultrassons captados pelo transdutor são levados a um amplificador operacional com transistor de efeito de campo CA3140. O ganho deste amplificador pode ser ajustado em P1, conforme o nível de sinal de entrada.

O sinal é amplificado na frequência original, que é inaudível, sendo então levado a um divisor de frequências por 32, com base num circuito integrado CMOS do tipo 4040.

Desta forma, com a divisão da frequência por este valor, mesmo que ele tenha uma frequência de dezenas de quilohertz, ele cairá na faixa audível. Um sinal de 32 kHz, por exemplo, se torna um sinal de 1 kHz após a divisão.

O sinal obtido no divisor de frequência, entretanto, não mantém sua forma de onda original nem a frequência. O divisor é digital o que significa que o sinal obtido é retangular o que significa que o sinal é transposto para uma frequência mais baixa com as características de variação de frequência mantidas mas não a forma de onda.

No projeto original usamos um amplificador muito simples com o transistor BC558 que possibilita a ligação de um fone de ouvido de baixa impedância. No entanto, pode-se usar um gravador externo caso em que o sinal será retirado do pino 5 de CI2 ou mesmo um amplificador mais potente que alimente um fone ou um alto-falante.

Uma possibilidade consiste no uso de um LM386 que é um amplificador de bom ganho que encontramos em diversos projetos práticos desta revista.

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do amplificador.

Figura 1 – Diagrama do ouvido ultrassônico

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.

Figura 2 – Placa para a montagem

Para os circuitos integrados é interessante usar soquetes. Os resistores são de 1/8 W ou maiores.

O transdutor usado é um tweeter piezoelétrico do qual tenha sido retirado o pequeno transformador interno (de baixa impedância) e feita a ligação diretamente nos fios do elemento cerâmico piezoelétrico que é de alta impedância.

O transistor admite equivalente desde que PNP de uso geral.

O conjunto pode ser facilmente alojado numa pequena caixa de plástico tendo uma abertura para a captação de som. O tweeter também pode ser fixado diretamente do lado externo para facilitar ainda mais a captação dos ultrassons. Na parte externo da caixa também ficará o botão do potenciômetro e o interruptor geral além do jaque para ligação do fone de ouvido ou saída do gravador, conforme o caso.

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta ligá-lo e colocar na saída um fone de baixa impedância ou pequeno alto-falante.

Um oscilador que produza ultrassons pode ser usado para a prova de funcionamento e até mesmo para a realização de alguns experimentos ou brincadeiras interessantes. Um exemplo de oscilador para esta finalidade é mostrado na figura 3.

Figure 3 – Oscilador ultrassônico

Ajuste o oscilador até nada ouvir, quando o som se torna muito agudo e depois desaparece. Isso significa que o som ultrapassa nossa capacidade de audição, ou seja, torna-se um ultrassom.

Quando isso ocorrer, aproxime-o o tweeter do oscilador do tweeter usado como microfone do bat-ouvido. Devemos ouvir no fone um tom contínuo de frequência que vai corresponder a 1/10 da frequência emitida.

Uma vez comprovado o funcionamento do par (oscilador e bat-ouvido) é só sair em campo em busca de fontes de vibrações ultrassônica. Investigue fenômenos da natureza procurando animais ou mesmo coisas que produzam vibrações inaudíveis.

Uma aplicação interessante para o par oscilador e ouvido consiste num sistema de comunicações secreto por telegrafia.