O som de instrumentos de percussão pode ser gerado com facilidade a partir de circuitos eletrônicos relativamente simples. Mesmo existindo circuitos integrados dedicados que podem gerar praticamente qualquer tipo de son (como os encontrados em órgãos e teclados) o leitor que gosta de fazer experiências com música pode criar seu próprio instrumento de percussão com relativa facilidade. Que tipo de circuitos podem ser usados para esta finalidade e como fazer isso é o que veremos neste artigo.
Bater num objeto é a mais simples maneira de se produzir um som. Dependendo da forma e do tamanho deste objeto as vibrações produzidas podem ter diversas frequências timbres e também formas de amortecimento.
O amortecimento ou maneira como o som diminui de intensidade depois da batida é a principal característica dos instrumentos de percussão.
Assim, conforme mostra a figura 1(a), um som pode ter um amortecimento suave prolongando-se por diversos segundos resultando num som que se estende como o de um sino ou de uma taça de cristal.
Por outro lado, o amortecimento pode ser mais rápido, caso em que temos um som mais "seco" como o produzido por um tambor ou tamborim. Este amortecimento é mostrado na figura 1(b).
Finalmente podemos ter um amortecimento muito rápido que resulta numa batida seca como a das baquetas de um tambor uma na outra ou ainda de dois blocos de madeira. Este amortecimento rápido é mostrado na figura 1(c).
A ELETRÔNICA
Os osciladores são os circuitos usados para gerar sinais que, aplicados a um alto-falante resultam em sons.
Como fazer com que um oscilador gere oscilações amortecidas e portanto sons de percussão não é muito difícil se partirmos das configurações certas.
Um amplificador nada mais é do que um amplificador em que parte do sinal da saída é reaplicado a entrada formando assim um circuito de realimentação ou "feedback", conforme mostra a figura 2.
Se o sinal reaplicado à entrada for suficientemente forte, as oscilações se mantém indefinidamente.
No entanto, se o sinal não for suficientemente forte, a saída vai tendo sua intensidade reduzida e com isso a oscilação é amortecida até parar.
Isso significa que controlando a realimentação podemos fazer com que um oscilador funcione da maneira convencional gerando um sinal de amplitude constante ou podemos fazer com que ele produza oscilações amortecidas.
Uma das configurações mais utilizadas na prática para se gerar oscilações amortecidas é o oscilador de duplo T mostrado na figura 3.
Neste circuito o duplo T é responsável pela realimentação ou feedback e também determina a frequência do sinal que vai ser gerado.
Um trimpot ou potenciômetro pode ser agregado a este circuito no ponto indicado de modo que ele possa ser usado para ajustar a realimentação.
Este circuito pode então gerar oscilações amortecidas dependendo simplesmente do ajuste do trimpot ou potenciômetro indicado.
Devemos entretanto lembrar que para que um objeto produza um som ele precisa ser excitado, ou seja, energia para ser convertida em som deve ser entregue a este objeto.
No caso de um oscilador isso também ocorre: o oscilador precisa ser excitado externamente e para isso existem diversas possibilidade.
Nos circuitos práticos que daremos mostraremos os diversos processos de se excitar o oscilador de duplo T.
DUPLO T NA PRÁTICA
O circuito mostrado na figura 4 é a versão mais simples que o leitor pode usar para fazer experiências na geração de sons de percussão.
Este circuito gera um sinal de pequena intensidade que deve portanto ser aplicado à entrada de um amplificador de áudio sensível. Um LM386 ou ainda um TDA2002 podem ser usados nos projetos de instrumentos.
Na figura 5 damos um circuito prático usando o LM386 que permite a elaboração de instrumentos de percussão alimentados a pilhas como bongôs, tamborins e até mesmo surdos.
No oscilador de duplo T os capacitores devem manter rigorosamente as relações de valores indicadas. Os capacitores C1 e C2 devem ter metade do valor de C3.
A frequência do som produzido e portanto o tipo de instrumento a ser imitado dependem dos valores desses componentes conforme a seguinte tabela:
C1/C2 C3 Instrumentos
220 pF 470 pF sino/baqueta
470 pF 1 nF triângulo
1 nF 2,2 nF tamborim
2,2 nF 4,7 nF bongô, blocos de madeira
2,7 nF 5,6 nF sino, pequeno tambor
3,3 nF 6,8 nF sino, claves
4,7 nF 10 nF tom-tom, sino maior
10 nF 22 nF tambor, surdo
22 nF 47 nF gongo/bumbo
Os valores dados acima são aproximados já que capacitores costumam ter tolerâncias elevadas. Além disso, o tipo exato de instrumento também depende do ajuste, ou seja, do amortecimento.
Como o potenciômetro usado ajusta apenas o amortecimento, podemos agregar um ajuste fino de frequência ou afinação conforme mostra a figura 6.
Neste circuito o disparo é feito por um sensor de toque que nada mais é do que uma chapinha de metal.
Para que o disparo seja perfeito pode ser necessário em alguns casos ligar um anel de disparo ao ponto A de modo que ele feche o circuito. Este anel de metal pode ser usado como pulseira pelo músico.
Na figura 7 damos um circuito em que o disparo é feito por um interruptor.
Este interruptor pode ser uma tecla ou ainda de outro tipo que tenha uma ação bem rápida.
Também podem ser usados sensores para o disparo de um oscilador de duplo T como o mostrado. Um exemplo de circuito prático com um sensor piezoelétrico é mostrado na figura 8.
Batendo com os dedos no sensor temos a produção dos sons pela excitação do duplo T. O sensor pode ser um microfone comum ou mesmo um transdutor tipo "buzzer" mas sim o oscilador interno.
Uma possibilidade importante para projetos é a mostrada na figura 9 em que usamos pulsos digitais de curta duração para disparar o oscilador.
O pulso deve ter o mínimo de duração possível para que não ocorra um disparo na sua subida e outro na descida o que causaria um efeito desagradável no som produzido.
No circuito indicado temos um metrônomo simples em que o rítmo é ajustado no oscilador e o tipo de som ou batida pode ir desde um sino até blocos de madeira.
Finalmente temos a possibilidade de montar osciladores amortecidos com base em amplificadores operacionais.
O circuito da figura 10 é baseado no conhecido amplificador operacional 741 que exige uma fonte simétrica de pelo menos 12 V.
No entanto a mesma configuração funciona bem com qualquer outro amplificador operacional como os da série TLC da Texas que são dotados de transistores de efeito de campo e podem ser alimentados com tensões muito mais baixas.
Os capacitores no circuito de realimentação determinam a frequência e através do trimpot é ajustado o amortecimento e portanto o tipo de som que vai ser sintetizado.
PROJETOS MAIS ELABORADOS
Um instrumento musical de percussão é mostrado na figura 11, em que já temos o amplificador agregado.
Pela escolha dos componentes do duplo T este instrumento pode ser desde um bongô ou tamborim eletrônico até um triângulo duplo ou mesmo conjugar um par de blocos de madeira com um surdo ou gongo. Tudo depende do leitor que inclusive pode usar mais osciladores e assim formar uma verdadeira "bateria eletrônica".
A saída prevista no circuito é para a ligação a um amplificador de maior potência externo, caso em que o instrumento seja usado num conjunto musical.
Sons bastante interessantes que podem ser gerados com este tipo de circuito são os de instrumentos de percussão africanizados como o balafone.
Estes instrumentos que podem ser barro ou madeira são tocados tanto pela batida das mãos como de baquetas de madeira.
O leitor habilidoso pode chegar facilmente aos sons destes instrumentos por meios totalmente eletrônicos e até usando circuitos relativamente simples.
Um conjunto de osciladores também pode ser usado para um gerador de ritmo em que um sequenciador de batidas aplica o sinal em matrizes de diodos que são programadas de acordo com o ritmo desejado, conforme mostra a figura 12.
Indo além, podemos ter um gerador de ritmos musicais usando um microprocessador como o COP-8 que acionaria os gerador de sons de acordo com o ritmo, conforme programação interna e selecionada por comandos externos.
Esta é uma excelente idéia de projeto para os leitores que gostam de trabalhar com microprocessadores, sons e circuitos de percussão.
