Os osciladores de duplo T podem imitar com perfeição os instrumentos de percussão. Estes circuitos são normalmente usados em equipamentos que geram os sons de prato, tambor, bongô e outros instrumentos e são simples de montar. Neste artigo, descrevemos a montagem de um gerador que pode servir de base para um gerador de ritmos ou mesmo uma bateria eletrônica.
Geradores de ritmos comerciais baseiam-se em microcontroladores e em diversos circuitos integrados dedicados que produzem as formas de onda dos sons dos instrumentos imitados e os ritmos mais comuns.
No entanto, para os leitores que gostam de fazer experiências com sons, ou desejam criar algo diferente, a montagem de um circuito que use componentes discretos comuns pode levar a resultados interessantes.
Descrevemos então um projeto simples de um gerador de ritmos que utiliza circuitos de duplo T com transistores ligados a saída de um circuito sequenciador integrado CMOS comum.
Conforme a maneira como ligamos cada oscilador às saídas do seqüenciador teremos uma ordem diferente de acionamento, gerando as combinações que dão os ritmos musicais.
A programação é externa, podendo ser feita por jumpers, chaves ou mesmo a conexão de placa programada num slot, como mostra a figura 1.
Os osciladores que descrevemos geram sons de baixíssima frequência que correspondem a um tambor grave ou bumbo ou surdo, de média frequência que imitam o som de blocos de madeira, ou um tambor e de frequências mais altas que imitam prato ou tamborim.
É claro que, baseados em tabelas de frequências dos instrumentos musicais (veja no site) poderemos criar sons de muitos outros instrumentos.
Também podemos ampliar o número de pulsos da sequência de modo a termos efeitos muito mais complexos.
Outra possibilidade para os leitores mais avançados consiste em se gerar a sequência de pulsos por um microcontrolador.
PICs, MSP430 podem ser utilizados acionando-se os geradores através de suas saídas ligadas a um decodificador apropriado.
O circuito não incorpora um amplificador, recomendando-se um de potência acima de 5 W e que tenha um alto-falante grande e pesado para maior fidelidade dos sons graves.
Num conjunto musical pode ser usado um mixer para combinar os sons das diversas fontes, conforme mostra a figura 2.
Como funciona
Na figura 3 temos o diagrama de blocos do gerador.
O primeiro bloco consiste num oscilador de baixa frequência com o 555 na configuração astável.
Este oscilador vai ajustar o ritmo gerando frequências entre 0,2 e 2 Hz ou 5 batidas por segundo a 1 batida a cada dois segundos.
Um potenciômetro ajusta este ritmo.
Na saída deste oscilador temos um LED que monitora as batidas.
O 555 excita o segundo bloco que consiste num contador até 10 com o circuito integrado 4017.
Este integrado possui 10 saídas mantidas em aberto para a programação.
Em sequência, a cada pulso do 555, as saídas vão passando ao nível alto quando a tensão sobe para aproximadamente 6 V.
A última etapa do aparelho é formada por 3 osciladores de duplo T com transistores NPN.
O nome duplo T vem da configuração da realimentação que determina a frequência das oscilações, conforme mostra a figura 4.
A frequência do sinal gerado é dada pela fórmula da figura anterior.
Uma característica interessante deste oscilador é que, quando a realimentação se torna insuficiente para manter as oscilações, elas se tornam amortecidas, ou seja, o circuito entra em oscilação ao ser excitado, mas as oscilações vão diminuindo de intensidade até desaparecerem.
Tais oscilações caracterizam justamente os sons dos instrumentos de percussão, onde uma batida excita e as vibrações vão diminuindo de intensidade até desaparecer, conforme mostra a figura 5.
Quando o amortecimento é rápido, temos uma batida “seca” como de blocos de madeira ou mesmo um tambor amortecido (com a mão).
Quando o amortecimento é longo, o som se prolonga e se torna metálico, como o que ocorre num triângulo ou copo de vidro ou tambor não amortecido.
O ajuste do duplo T é feito por um trimpot que atua numa faixa muito ampla de efeitos.
A frequência do oscilador nos dá o instrumento imitado, conforme a tabela abaixo:
Outros valores podem ser experimentados, criando-se assim novos sons.
As saídas dos três osciladores são unidas resultando numa saída única para o amplificador externo.
O circuito é alimentado com tensões de 6 a 9 V obtidas de pilhas ou bateria.
O consumo do aparelho é relativamente baixo o que garante boa durabilidade para as pilhas ou bateria.
O acionamento dos osciladores é feito interligando-se cada entrada, através de diodos, à saída correspondente da programação do 4017.
Poderemos, por exemplo, fazer o acionamento numa sequência simples: oscilador 1 e 2, intervalo curto, oscilador 3, intervalo grande, e depois oscilador 1 e 3, com as interligações da tabela:
Veja que o ponto 7 faz com que o ciclo se reinicie de imediato. Isso é conseguido com a ligação desse pino ao Reset do 4017.
Para um ciclo de 10 posições, em que depois do ponto 6 tenhamos um intervalo longo que se complete com os 10 pulsos do 555, basta deixar a chave S2 na posição 10.
Usando nas saídas e nas entradas jaques tipo banana ou outros, a programação pode ser feita por fios com plugues, conforme sugere a figura 6.
Mais diodos nas entradas podem ser acrescentados para mais posições de programação.
Montagem
Na figura 7 temos o diagrama completo do gerador.
Na figura 8 damos uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem do gerador.
A montagem não é crítica, exigindo apenas atenção quanto à blindagem do cabo de saída e polaridade dos componentes.
Os potenciômetros são lineares e P1 pode ter S1 conjugado.
Para as saídas podem ser usados jaques banana ou RCA ou ainda uma barra de terminais, conforme função, conforme mostra a figura 9.
Prova e Uso
Ligue a saía do gerador à entrada de um amplificador.
Acione S1 e passe a chave S2 para uma posição qualquer.
Ligue a saída 1 a entrada A, a saída 5 à entrada B e a saída 9 à entrada C.
Alistando o LED para piscar numa velocidade de 1 ou 2 vezes por segundo, já teremos batidas o oscilações reproduzidas no amplificador.
Ajuste cada um dos potenciômetros dos osciladores para obter os sons desejados.
Comprovado o funcionamento é só utilizar o aparelho programando os seus sons.
Observe que não se deve ligar uma mesma entrada a mais de uma saída.
CI-1 – 555 – circuito integrado
CI-2 – 4017 – circuito integrado
Q1, Q2, Q3 – BC548 – transistores NPN de uso geral
D1 a D9 – 1N14148 – diodos de uso geral
S1 – Interruptor simples
S2 – Chave de 1 pólo x 10 posições
B1 – 6 ou 9 V – pilhas ou bateria
P1 a P4 – 100 k Ω – potenciômetros lineares
R1 – 2k2 x 1/8 W – resistor – vermelho, vermelho, vermelho
R2 – 4k7 x 1/8 W – resistor – amarelo, violeta, vermelho
R3 – 1k x 1/8 W – resistor – marrom, preto, vermelho
R4, R5, R9, R10, R14, R15 – 100 k Ω x 1/8 W – resistores – marrom, preto, amarelo
R6, R11, R16 – 150 k x 1/8 W – resistores – marrom, verde, amarelo
R7, R12, R17 – 10 k Ω x 1/8 W – resistores – marrom, preto, laranja
R8, R13, R18 – 5k6 x 1/8 W- resistores – verde, azul, vermelho
C1 – 10 µF – capacitor eletrolítico
C2, C3 – 560 pF – capacitores cerâmicos
C4 – 1 nF- capacitor cerâmico ou poliéster
C5, C9, C10, C11, C13 – 22 nF – capacitores cerâmicos ou poliéster
C6, C7 – 2n2 – capacitores cerâmicos ou poliéster
C8 – 4n7 – capacitor cerâmico ou poliéster
C12 – 47 nF – capacitor cerâmico ou poliéster
C14 – 100 µF – capacitor eletrolítico
Diversos:
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, jaques e plugues, conector de bateria ou suporte de pilhas, fios, solda, etc.
