Chave sônica sensível (ART988)

Que tal disparar uma máquina fotográfica com o som do estouro de um balão de aniversário? Ou ainda ligar um gravador automaticamente quando pessoas começarem a conversar? Estas são apenas duas das muitas aplicações para a sensível chave sônica que descrevemos. Usando componentes comuns ela não oferece dificuldades de montagem aos leitores experientes.

Uma chave sônica nada mais é do que um automatismo que aciona alguma coisa quando um microfone capta algum tipo de som.

O que vai ser controlado e o tipo de som que deve ser usado no acionamento determinam uma enorme gama de aplicações práticas para este aparelho. Além das duas aplicações citadas na introdução podemos sugerir as seguintes:

a) Acionamento de um sistema de iluminação simplesmente pelo bater de palmas ou ainda um assobio do usuário.

b) Acionamento de eletrodomésticos e eletrônicos pela voz. Entre na sua sala e mande seu televisor ligar que ele fará isso.

c) Alarme - um mínimo ruído de um objeto que caia pode disparar um alarme, detectando a presença de um ladrão num ambiente.

d) Babá eletrônica, detectando pelo choro quando uma criança acorda.

Estas são apenas algumas das aplicações possíveis para o circuito. O leitor certamente encontrará outras.

COMO FUNCIONA

Na figura 1 temos um diagrama de blocos que representa o aparelho.

Diagrama de blocos da chave sônica.

Os sinais captados pelo microfone de eletreto (que pode ficar longe do aparelho) são amplificador por um transistor na configuração de emissor comum.

Desta etapa amplificadora o sinal é levado a um amplificador operacional via P1 que atua como controle de sensibilidade.

O ganho do amplificador operacional depende do resistor de realimentação. Dependendo da aplicação, caso seja necessário uma sensibilidade muito grande, este resistor pode ter seu valor aumentado.

Na saída do amplificador operacional temos um sinal que oscila praticamente entre 0 e a tensão de alimentação quando um som é captado pelo microfone.

Este sinal serve para disparar um circuito integrado 555 ligado na configuração monoestável.

O resistor ligado ao pino 2 mantém a entrada de disparo no nível alto até o momento em que a presença de um sinal na saída do amplificador operacional faz com que a tensão oscile. Quando esta tensão cai a zero o monoestável dispara e sua saída vai ao nível alto por um intervalo de tempo que depende do ajuste de P2 e do capacitor ligado entre os pinos 6/7 e a terra.

Para capacitores até 10 µF são obtidos intervalos de alguns segundos até perto de 1 minuto. Mas, usando um capacitor maior (1 000 µF, por exemplo) podemos alcançar intervalos de tempo maiores, ultrapassando meia hora.

A saída do 555 é acoplada a uma etapa de excitação de um relé via transistor Q2.

O tipo de relé usado vai depender da carga que deve ser controlada. Um relé do tipo G1RC2, por exemplo, pode controlar cargas de até 10 A.

A alimentação do circuito é feita com uma tensão de 12 V que deve vir de uma fonte estabilizada. No entanto, com o uso de um relé sensível de 9 V é possível alimentar o circuito com bateria.

Lembramos, entretanto que, usando bateria, a corrente drenada pelo circuito aumenta consideravelmente quando o relé é energizado. O uso de 6 pilhas médias seria o recomendável para as aplicações em que o relé deve ser ativado muitas vezes.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo da Chave Sônica.

Diagrama completo da chave sônica.

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Placa de circuito impresso da chave sônica.

Veja que o desenho da placa prevê o uso de um relé do tipo MCH2RC2 de 2 A. Se for usado outro tipo de relé, como por exemplo da série G da Metaltex o desenho da placa deve ser modificado.

O microfone de eletreto pode ser ligado ao circuito por um cabo blindado de até 10 metros de comprimento. Deve-se ter atenção na ligação deste componente, pois ele é polarizado.

Para uma versão de menor consumo na condição de espera pode-se substituir o 555 convencional pela versão CMOS deste componente, o TLC7555 sem modificações nos demais componentes ou na placa de circuito impresso.

Todo o conjunto cabe facilmente numa pequena caixa plástica cujo tamanho é determinado pelo tipo de fonte: se for usado um transformador com demais componentes a caixa deve ser maior do que no caso de bateria.

Na figura 4 temos uma sugestão de fonte de 12 V que pode ser usada para alimentar este circuito.

Fonte de 12 V para a chave sônica.

O circuito integrado 7812 não precisa ser montado em radiador de calor.

Os dois únicos ajustes externos são de sensibilidade e de tempo de acionamento feitos por potenciômetros. Dependendo da aplicação podem ser usados trimpots montados na própria placa de circuito impresso o que é previsto no caso de nosso protótipo.

Para a conexão dos circuitos externos foram usadas pontes de parafusos do tipo usado na interligação de fios em instalações elétricas.

AJUSTES E USO

Na figura 5 mostramos o modo de se ligar o aparelho a um circuito externo para se fazer seu controle.

Controlando aparelho alimentado pela rede de energia.

Tome cuidado ao fazer as ligações da carga externa pois você estará mexendo com a energia da rede que pode causar choques e curtos perigosos.

Para ajustar o aparelho é simples: coloque inicialmente P2 na posição de menor intervalo de tempo.

Depois, falando diante do microfone o estalando os dedos vá abrindo P1 até obter o disparo do relé. Aumente mais a sensibilidade se quiser que o aparelho funcione com sons mais fracos.

Depois, ajuste P2 para que o relé fique acionado pelo tempo desejado.

Para fazer o acionamento de um gravador use a chave do microfone conforme mostra a figura 6.

Acionamento do gravador.

Dê preferência aos gravadores que tenham microfones externos com chave, pois eles possuem um segundo jaque (mais fino) que controla justamente o acionamento. Este segundo plugue é que deve ser ligado ao relé para que o gravador rode quando o relé fechar os contactos.

Assim, basta colocar uma fita no gravador e ajustá-lo para gravar.

Se o circuito tiver uma sensibilidade muito grande aos ruídos agudos aumente o valor do capacitor C2. Quanto maior for C2, mais graves devem ser os sons que vão provocar o acionamento do circuito.