Brincadeiras e Experiências com Eletrônica

NEWTON C. BRAGA
1
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Newton C. Braga
BRINCADEIRAS e EXPERIÊNCIAS
com ELETRÔNICA - ESPECIAL
volume 2
PATROCÍNIO
Editora Newton C. Braga - São Paulo - 2016
Instituto NCB
www.newtoncbraga.com.br - [email protected]
2
NEWTON C. BRAGA
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL –
volume 2
Autor: Newton C. Braga
São Paulo - Brasil - 2016
Palavras-chave: Eletrônica - Engenharia Eletrônica Componentes – Circuitos práticos – Coletânea de circuitos –
Projetos eletrônicos – Experiências e Brincadeiras com Eletrônica
– Eletrônica Júnior – Aprenda eletrônica - Montagens
Copyright by
INTITUTO NEWTON C BRAGA.
1ª edição
Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por
qualquer meio ou processo, especialmente por sistemas gráficos, microfílmicos,
fotográficos, reprográficos, fonográficos, videográficos, atualmente existentes ou
que venham a ser inventados. Vedada a memorização e/ou a recuperação total ou
parcial em qualquer parte da obra em qualquer programa juscibernético
atualmente em uso ou que venha a ser desenvolvido ou implantado no futuro.
Essas proibições aplicam-se também às características gráficas da obra e à sua
editoração. A violação dos direitos autorais é punível como crime (art. 184 e
parágrafos, do Código Penal, cf. Lei nº 6.895, de 17/12/80) com pena de prisão e
multa, conjuntamente com busca e apreensão e indenização diversas (artigos
122, 123, 124, 126 da Lei nº 5.988, de 14/12/73, Lei dos Direitos Autorais).
Diretor responsável: Newton C. Braga
Diagramação e Coordenação: Renato Paiotti
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Índice
APRESENTAÇÃO DA NOVA EDIÇÃO..............................................6
SOBRE OS PROJETOS E O LIVRO..................................................7
LUZ ESTROBOSCÓPICA..............................................................10
-CIRCUITO.....................................................................11
-MONTAGEM..................................................................12
-PROVA E USO...............................................................15
CONSTRUA UM ZUMBIDOR........................................................17
-COMO FUNCIONA..........................................................17
-MONTAGEM..................................................................19
-PROVA.........................................................................21
CAIXA AMPLIFICADA PARA VIOLÃO, GUITARRA E KARAOKÊ.... .23
-COMO FUNCIONA..........................................................24
-MONTAGEM..................................................................25
-PROVA E USO...............................................................29
CONTROLE REMOTO POR RAIOS INFRAVERMELHOS..................34
-COMO FUNCIONA..........................................................35
-MONTAGEM..................................................................37
TRANSMISSOR DE ONDAS CURTAS............................................42
-COMO FUNCIONA..........................................................42
-MONTAGEM..................................................................44
-PROVA E USO...............................................................48
LÂMPADA MÁGICA....................................................................51
-MONTAGEM..................................................................53
-PROVA E USO...............................................................57
FONOAMPLIFICADOR................................................................59
AMPLIFICADOR DE ANTENA......................................................63
-MONTAGEM..................................................................63
FOGO FÁCIL..............................................................................67
ALARME PSICOLÓGICO..............................................................69
-COMO FUNCIONA..........................................................70
-MONTAGEM..................................................................70
-PROVA E USO...............................................................73
TIMER SCR................................................................................75
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NEWTON C. BRAGA
-MONTAGEM..................................................................75
RADIO ALIMENTADO POR ÁGUA E SAL, BATATA, TERRA OU
LARANJA...................................................................................78
-COMO FUNCIONA..........................................................79
-MONTAGEM..................................................................81
-PROVA E USO...............................................................83
TERMOSSENSOR........................................................................89
-MONTAGEM..................................................................90
TRÊMULO MIXER.......................................................................92
-COMO FUNCIONA..........................................................93
-MONTAGEM..................................................................95
-PROVA E USO...............................................................98
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
APRESENTAÇÃO DA NOVA EDIÇÃO
Em 1998, seguindo a série de publicações que fizemos
com o nome Experiências e Brincadeiras com Eletrônica,
preparamos uma edição especial com 15 projetos para montar, a
qual fez grande sucesso. Os projetos descritos eram bastante
acessíveis na época e podiam funcionar como montagens
independentes, assim como hoje. Com as mudanças que temos
na atividade de realizar montagens, com a vinda dos “Makers”,
que utilizam as placas de microcontroladores para fazer seus
projetos, o que descrevemos na época não perdeu atualidade,
conforme muitos possam pensar. Além de servirem como
montagens didáticas para quem está aprendendo ou ainda para
quem deseja um projeto definitivo simples, estes circuitos podem
ainda servir como Shields (interfaces) para projetos que incluam
microcontroladores como o Arduino, PIC, MSP430 e muitos
outros. Tudo depende da imaginação de cada um que podem ser
tanto amadores no estilo da velha guarda, como os originais que
adquiriram a edição de 1990, como montadores modernos que
pretendem ter ideias para acoplar aos seus microcontroladores do
século XXI. E, é claro é uma boa pedida para os que desejam
voltar ao passado tendo uma publicação que eventualmente
tenham perdido e que desejam ter de volta na sua biblioteca
técnica. Finalizando, contamos para a produção desta edição com
a parceria da Mouser Electronics que pode fornecer a maioria dos
componentes usados nos projetos descritos.
Newton C. Braga – 2016
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NEWTON C. BRAGA
SOBRE OS PROJETOS E O LIVRO
Apesar de muitos dos projetos descritos utilizarem componentes
que ainda são comuns em nosso mercado, muitos deles
podem ser encontrados em versões mais atuais e até mais
fáceis de montar no site do autor. Sempre que tivermos
observações sobre o uso de componentes mais modernos ou
alterações que melhorarem o desempenho dos projetos, as
faremos.
Muitos dos projetos são indicados para a montagem em ponte de
terminais que era uma opção comum para a época em que
não existiam outros recursos simples e as próprias pontes
eram fáceis de obter. Hoje temos outras opções melhores e
uma delas é a matriz de contatos.
Para os que desejarem saber mais, principalmente sobre o
princípio de funcionamento dos circuitos descritos, sugerimos
ter os nossos livros básicos:
Curso de Eletrônica - Eletrônica Básica
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Curso de Eletrônica – Eletrônica Analógica
Como Fazer Montagens Eletrônicas
Além de outros do mesmo autor.
Também modificamos a diagramação, passando para um formato
mais moderno, mais apropriado às edições digitais e ondemand, com que trabalhamos, assim como as edições para
as bibliotecas digitais e acessadas por celulares. Nesta
modificação, para maior facilidade de acompanhamento as
posições das figuras também foram alteradas em alguns
casos.
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NEWTON C. BRAGA
Finalmente, sugerimos consultar o nosso site para mais
projetos semelhantes, principalmente nossa seção Mini Projetos e
para nossos parceiros que podem fornecer os componentes
usados como a Mouser Electronics.
Alguns esquemas elétricos deste livro foram produzidos
utilizam o MultiSIM BLUE. Uma potente ferramenta de criação e
simulação de circuitos eletroeletrônicos.
Para saber mais sobre o MultiSIM BLUE acesse o link:
http://newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/52artigos-diversos/9943-utilizando-o-multisim-blue-art2285
Capa da Edição Original de 1998
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
LUZ ESTROBOSCÓPICA
Nota da Edição Atual: apesar de apenas poder usar
lâmpadas incandescentes, que já estão desaparecendo
do mercado, o circuito é simples de montar, pois usa
componentes
comuns.
Mesmo
as
lâmpadas
incandescentes decorativas ainda são usadas em
algumas aplicações, podendo ser encontradas com
facilidade.
Eis um efeito interessante para bailes, festas, discotecas e
conjuntos musicais: uma luz que pisca rapidamente e “paralisa”
os movimentos de pessoas ou interrompe-os de modo a ficarem
descontínuos.
Com um circuito “econômico” e uma lâmpada comum, você
pode reproduzir em sua casa estes efeitos em menor escala.
O efeito estroboscópico ocorre quando dois fenômenos que
se repetem em frequências determinadas se sobrepõem.
O resultado é uma composição de efeitos que pode resultar
na paralisação ou inversão de um dos movimentos.
Um exemplo disso pode ser observado nos filmes de TV em
que aparecem as rodas raiadas das carruagens.
O movimento de rotação destas rodas se combina com o
movimento de reprodução dos filmes ou a velocidade de
reprodução dos quadros de imagem de TV e, em certos
momentos, temos a sensação visual de que as rodas param ou
giram ao contrário.
Se você girar uma pequena hélice de papel rapidamente
diante de um televisor ligado, da maneira indicada na figura 1,
poderá obter este efeito. A velocidade de reprodução dos quadros
da TV combina com o movimento da hélice e temos a sensação
de um movimento interrompido, paralisado e até que se inverte
em determinados momentos.
Obs. Apenas na TV analógica
10
NEWTON C. BRAGA
Com qualquer tipo de iluminação que ocorra numa certa
frequência, os movimentos podem apresentar os mesmos efeitos
e este é o princípio da nossa luz estroboscópica.
Fazemos com que uma ou mais lâmpadas pisquem numa
frequência relativamente baixa, entre 0,2 Hz e 2 Hz, de modo que
o movimento das pessoas ou de qualquer objeto iluminado por
estas lâmpadas fique interrompido. O efeito é interessante no
caso de danças, pois estes movimentos parecem ocorrer aos
“saltos”.
O aparelho é simples, usa poucos componentes e é
alimentado diretamente pela rede de energia.
-CIRCUITO
Consiste num oscilador de relaxação com uma lâmpada
neon que dispara diretamente um SCR do tipo TlC106 ou
equivalente.
Este SCR controla uma lâmpada incandescente comum de 5
W a 100 W.
As lâmpadas comuns do tipo incandescente (de filamento)
possuem certa inércia, de modo que não podem piscar em
frequências elevadas, mas para o efeito que desejamos, basta
apenas uma frequência máxima em torno de 2 Hz.
A frequência das piscadas depende do ajuste de P1 e do
valor de C1.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Usamos para P1 um potenciômetro de 1 M e para C1 um
capacitor de poliéster cujo valor deve ficar entre 1 μF e 5,6 μF. A
tensão de trabalho deste capacitor deve ser de pelo menos 100 V.
Quanto maior o capacitor, mais lentas serão as piscadas e mais
fortes. Nossa recomendação para melhores efeitos e que o
capacitor usado seja o maior.
Os valores menores servem de alternativa caso o de 5,6 μF
não seja encontrado.
-MONTAGEM
Na figura
estroboscópica.
2
temos
o
diagrama
completo
da
luz
Observe que R3 é opcional, só devendo ser usado se o SCR
for o TlC106, pois com o MCR106 ele é dispensável.
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NEWTON C. BRAGA
A montagem tendo por base uma ponte de terminais é
mostrada na figura 3.
O SCR deve ser dotado de um pequeno radiador de calor
que não é mostrado no desenho em ponte. Este radiador consiste
numa chapinha de metal dobrada em “U” fixada no próprio SCR
com a ajuda de um parafuso com porca. Em lugar de uma
lâmpada incandescente podem ser alimentadas diversas, ligadas
conforme a figura 4.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Na rede de 110 V, o total de lâmpadas não deve ultrapassar
300 W e na rede de 220 V, não deve ultrapassar os 600 W.
Observe, entretanto, que o SCR é um controle de meia onda
de modo que as piscadas não terão a máxima potência da
lâmpada. Para obter isso pode ser agregada uma ponte de onda
completa na entrada do circuito. Devemos observar, porém que
piscando com uma potência menor, teremos ate maior
durabilidade para as lâmpadas, já que uma corrente excessiva e
variável além dos choques de temperatura podem queimar em
pouco tempo a lâmpada.
O capacitor C1 é de um tipo pouco comum no mercado (na
época). Trata-se de um capacitor de poliéster de 100 V com 5,6
μF. Se o leitor não encontrar este componente, existem diversas
alternativas para ter a montagem.
Uma delas e ligar em paralelo dois de 2,2 μF ou mesmo 4
de 1 μF e a outra consiste em aumentar o valor de P1 e usar
capacitores menores para Cr A lâmpada néon é do tipo NE-2H ou
equivalente com dois terminais paralelos. O resistor R2
eventualmente pode ser alterado para mais ou para menos,
modificando assim a duração das piscadas e, portanto, a
potência.
14
NEWTON C. BRAGA
-PROVA
E USO
Para provar é só ligar a unidade à tomada de energia.
Ajustando P1, devemos obter as piscadas rápidas e ritmadas que
caracterizam o aparelho. Se a lâmpada permanecer acesa
diretamente em qualquer ponto do ajuste, mas a lâmpada neon
piscar temos duas possibilidades: o resistor R3 não foi usado e é
necessário ou então o SCR está com problemas. Para usar é só
instalar a lâmpada em local escuro, no salão de festas, por
exemplo, deixando por conta dela a iluminação no momento da
música. A quantidade de lâmpadas, dentro dos limites já
indicados depende do tamanho do ambiente. A instalação numa
caixa de plástico ou madeira é importante, pois suas partes não
devem ficar expostas, já que o aparelho funciona alimentado pela
rede e pode causar choques perigosos.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
SCR – TIC1O6B ou D - Diodo Controlado de Silício - ou
equivalentes como o MCR1064 ou 6, C106, etc.
D1 - 1N4007 - diodo de silício
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 47 k - amarelo, violeta, laranja
R2 - 4,7 k - amarelo, violeta, vermelho
R3 - 10 k - marrom, preto, laranja
P1 - 1 M - potenciômetro
Capacitor:
C1 - 1 μF a 5,6 μF/ 100 V - poliéster - ver texto
Diversos:
NE1 - lâmpada neon NE-ZH ou equivalente
L1 - 5 W a 100 W - lâmpada ou lâmpadas comuns
para a rede de 110 Vou 220 V
S1 - Interruptor simples.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Ponte de terminais, caixa para montagem, soquetes
para as lâmpadas, cabos de força, radiador de calor
para o SCR, fios, solda, etc.
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NEWTON C. BRAGA
CONSTRUA UM ZUMBIDOR
Nota da edição atual: trata-se de projeto artesanal
que já descrevemos em diversas versões em nosso
site. Usa apenas material de sucata.
Experimente fazer esta montagem interessante que serve
para aprender Eletricidade e Eletrônica e utiliza componentes
improvisados obtidos de sucata. Trata-se de um aparelho que
produz um som alto e contínuo e que pode ser usado para
demonstrações em Feiras de Ciências
O zumbidor que descrevemos funciona segundo o mesmo
princípio das campainhas ou cigarras elétricas usadas em
residências e dos receptores telegráficos antigos e de buzinas.
Uma lâmina, sob a ação de um eletroímã vibrará fortemente
e o som poderá ser ampliado com a ajuda de um alto-falante
comum.
Usando como componentes elétricos apenas um jogo de
pilhas, um alto-falante e um eletroímã enrolado num prego, este
zumbidor pode também ser usado como dispositivo de alarme,
chamada, campainha residencial e até mesmo num telégrafo
experimental.
-COMO
FUNCIONA
Conforme os leitores que gostam de Eletrônica sabem,
quando uma corrente elétrica percorre uma bobina de fio
esmaltado,
enrolada
num
prego,
este
se
magnetiza,
transformando-se num poderoso ímã. Pois bem, o que fazemos é
colocar nas proximidades do prego uma lâmina de metal (um
pedaço de lata cortada, por exemplo), conforme a figura 1.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Quando a bobina for percorrida por uma corrente, esta
lâmina será atraída, movimentando-se em direção ao prego. A
finalidade da lâmina, entretanto, não será apenas vibrar.
Ela também deverá atuar como um interruptor de corrente.
De fato, como a corrente das pilhas e contínua, ao ligarmos o
eletroímã do modo indicado, a lâmina será atraída para o prego e
“grudará” nele ficando imóvel. Colocando então uma segunda
lâmina para fazer contato com a primeira, da forma indicada na
figura 2, ela atuará como interruptor.
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NEWTON C. BRAGA
Ocorrerá então o seguinte: quando estabelecemos a
corrente no circuito, ela passará para o eletroímã (prego) pelas
duas lâminas que estão em contato. Com a atração, a lâmina
móvel descerá e encostará no prego, interrompendo a corrente.
O prego deixa então de atrair a lâmina móvel que volta à
sua posição normal e encosta na outra lâmina (fixa)
restabelecendo corrente. Novamente a lâmina e atraída num ciclo
que se mantém enquanto houver corrente disponível no circuito.
Tudo isso ocorre de uma forma muito rápida, produzindo
um zumbido. As cigarras que operam com corrente contínua
(buzinas de bicicleta, de automóvel), por exemplo, operam
segundo este princípio.
Ligando um alto-falante em série com o circuito, as
interrupções da corrente farão seu cone vibrar fortemente,
“ampliando” o som.
-MONTAGEM
Materiais simples, como pedaços de madeira, pregos e uma
lata de conservas podem ser usados, além do fio esmaltado, altofalante e suporte de pilhas. Na figura 3 damos o plano completo
do zumbidor. Num prego de 3,5 cm de comprimento
aproximadamente, enrole de 200 a 500 voltas de fio esmaltado
fino (32 ou 34) que pode ser retirado de velhos transformadores.
Quanto mais voltas você conseguir enrolar no prego, mais forte
será a atração da lâmina e mais fácil será fazer o zumbidor
funcionar da maneira esperada.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Este prego será fixado numa base de madeira grossa de 6 x
17 cm, conforme sugere a figura. A espessura da madeira deve
ser de pelo menos 1 cm.
Sobre a base de madeira é colado ou pregado um toco de
3,5 X 2 x 3 cm que servirá de apoio para a lâmina 2.
Cortamos então uma lâmina de lata de 14 x 2 cm,
dobrando-a da forma indicada na figura. Pregamos esta lâmina na
base de madeira ou usamos parafusos para fixação.
A segunda lâmina e de 4 x 2 cm e possui uma ponta
triangular onde será feito o contato elétrico.
É importante raspar com uma gilete toda a tinta que
recobre a lata usada, para facilitar o contato elétrico.
Para a conexão podem ser usados dois pregos pequenos,
marcados com (+) e (-), onde serão soldados os fios de ligação.
Na posição de repouso a lâmina 1 encosta na lâmina 2 e ao
mesmo tempo a lâmina 1 fica afastada do prego de 0,2 a 0,5 cm.
Terminando a montagem, faça o circuito da figura 4 para a
realização dos testes de funcionamento.
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NEWTON C. BRAGA
-PROVA
Com o circuito indicado, ajuste, se necessário, a posição da
lâmina 1 e da lâmina 2, para que acionando S1
ocorra a
produção de um forte zumbido no alto-falante. Quando isso
acontecer, o leitor notará a produção de uma pequena faísca no
ponto de contato entre as duas lâminas.
Ajustando a posição ou afastamento das lâminas e possível
mudar a frequência do som. Na figura 5 damos pormenores da
construção de um manipulador que pode ser usado na
transmissão de sinais telegráficos com o zumbidor.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Neste caso, o fio que vai até o alto-falante e zumbidor pode
ter até 10 metros de comprimento, o que permite a separação da
estação transmissora da estação receptora que podem ficar em
salas diferentes.
LISTA DE MATERIAL
1 base de madeira de 17 X 6 x 1 cm
1 toco de 3,5 x 2 x 3 cm
1 lâmina de metal (lata) de 14 x 2 cm
1 lâmina de metal (lata) de 4 x 2 cm
1 prego de 3,5 cm
6 pregos menores
Fio esmaltado fino (32 ou 34)
Fios comuns
1 suporte para 4 pilhas pequenas
1 alto-falante de qualquer tipo
1 Interruptor simples (S1)
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NEWTON C. BRAGA
CAIXA AMPLIFICADA PARA VIOLÃO,
GUITARRA E KARAOKÊ
Nota da edição atual: apesar de ser de 1998, o
projeto ainda é viável, pois o circuito integrado e
outros componentes utilizados ainda são comuns no
mercado.
São muitos os leitores que nos escrevem pedindo uma caixa
amplificada de boa qualidade, simples e com versatilidade
suficiente para poder operar com microfone, violão, guitarra e
também karaokê.
Atendendo a esses pedidos, damos um projeto que sem
dúvida irá agradar a todos - uma caixa com mais de 20 W PMPO
de potência de excelente som que possui mixer incorporado para
três tipos de entrada.
Para os que não sabem, o karaokê é uma modalidade
artística em que um sistema de som oferece apenas o
acompanhamento de músicas conhecidas e uma pessoa canta ao
microfone, no lugar do cantor famoso que fez a gravação no
original.
Hoje em dia existem clubes de karaokê (1998) e por este
motivo também podem ser encontradas gravações de
acompanhamentos da maioria das músicas famosas (playbacks).
Uma maneira simples de ter um karaokê em casa é mixar o
sinal de um gravador ou CD-player comum onde é colocada a
gravação do playback com o sinal de um microfone.
No entanto, além disso, não ser muito simples de fazer, em
alguns casos há necessidade de um equipamento de som com
características especiais.
Por que não reunir os recursos da mixagem a um pequeno,
porém bom amplificador, com a possibilidade adicional de ligar
também um captador de violão ou guitarra para outras
aplicações?
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Temos então nosso projeto delineado: um amplificador de
potência com três entradas controladas por mixers.
Podemos operar o sistema das seguintes maneiras:
a) somente com um microfone para discursos, palestras,
animações teatrais, etc., caso em que ele funciona como uma
caixa amplificada.
b) com um microfone e captador para violão para estudo de
música com acompanhamento ou mesmo pequenos shows.
c) com captadores para dois violões ou guitarras para
estudos de música instrumental ou uso por conjuntos.
d) karaokê e gravador ou CD-player para 1 pessoa.
e) com dois microfones e gravador ou CD-player para duas
pessoas.
-COMO
FUNCIONA
O circuito é bastante simples, pois emprega na etapa
amplificadora de potência um circuito integrado que quase não
exige componentes externos.
Nas etapas de entrada dos microfones, que podem ser do
tipo magnético de baixa e média impedância como os usados em
gravadores, temos dois transistores para pré-amplificação e
equalização.
Estes dois transistores proporcionam um excelente ganho, o
que também é necessário para a utilização com captadores
magnéticos de violões e guitarras.
Na etapa de entrada auxiliar, onde ligamos o gravador ou
CD-player, não há pré-amplificação, pois o sinal tem intensidade
elevada.
A mixagem é feita por três potenciômetros de 100 k que
também servem como controle de volume.
24
NEWTON C. BRAGA
Os sinais dos três potenciômetros são levados ao
amplificador de potência que, numa carga de 2 ohms chega a
fornecer 28 W PMPO ou perto de 7 W rms. Em nosso caso, para
não haver sobrecarga, recomendamos o uso de uma carga de 4
ohms.
Para melhor qualidade de som, deve ser usado um altofalante pesado de 6 a 8 polegadas (15 a 20 cm).
A fonte de alimentação é a própria rede de energia,
utilizando-se um transformador de 12 V + 12 V com 1,5 A ou 2 A.
A filtragem deve ser excelente para que não ocorram
roncos.
Usamos um capacitor de 2 200 μF para esta finalidade, mas
se o leitor quiser pode usar um capacitor de 4 700 μF.
Este circuito também admite a alimentação a partir de
bateria de 12 V de carro, caso em que o setor da fonte pode ser
eliminado ou acrescentada uma chave que permita os dois tipos
de alimentação. Um fusível de proteção deve ser previsto nos
dois casos.
-MONTAGEM
O circuito completo do aparelho está na figura 1.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Figura 1
A placa de circuito impresso é mostrada nas figuras 2 e 3.
26
NEWTON C. BRAGA
calor.
O TDA2002 deve ser montado em um bom radiador de
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Alguns equivalentes para este integrado como o uPC2002
ou TDA2002A podem ser usados.
As ligações às entradas de sinal devem ser feitas com fios
blindados.
Um procedimento que ajuda a reduzir o nível de zumbidos e
ruídos consiste em utilizar para a terra de todas as entradas um
fio grosso comum sem capa, ligado ao negativo da fonte
conforme observamos na figura 4.
Os jaques de entrada devem ser de acordo com os plugues
dos microfones, captadores de Violão ou guitarra e cabo usado na
saída do gravador ou CD-player.
Os capacitores eletrolíticos, com exceção de C11 devem ser
para 15 V de tensão de trabalho.
28
NEWTON C. BRAGA
Os demais capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster.
Os resistores são de 1/8 W ou maiores.
O LED indicador é opcional, pois serve apenas para indicar
que o aparelho está ligado.
Os potenciômetros de mixagem são lineares de 100 k,
Uma montagem mais sofisticada com potenciômetros
também deve ser feita com fios blindados.
Vemos na figura 4 que a caixa para montagem pode ser
uma pequena caixa acústica de madeira de dimensões de acordo
com o alto-falante usado com os potenciômetros, chave geral e
entradas colocados na parte lateral ou fundo.
Outra opção para os mais habilidosos e construir um painel
de alumínio para estes controles e entradas.
Na figura 5 temos um controle de tom opcional que pode
ser agregado ao circuito.
O cabo de ligação a este controle deve ser blindado e o
valor do capacitor pode ser modificado para obter uma faixa de
tons de acordo com o gosto de cada um. Na figura 6 damos as
características do TDA2002 juntamente com sua pinagem.
-PROVA
E USO
Para provar, basta ligar na entrada MIC ou Violão/Guitarra
um microfone comum dinâmico de 200 ohms ou próximo disso.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Abra o potenciômetro correspondente depois de ligar a
unidade. Sua voz deve ser reproduzida com clareza.
Se houver um apito forte (microfonia) isso se deve à
proximidade do microfone em relação ao alto-falante.
Use sempre o alto-falante da caixa voltado para o lado
oposto em que você posiciona o microfone ou com cabo longo
para que fiquem afastados um do outro, isso para evitar este
fenômeno.
Para eliminá-lo, basta reduzir o volume.
Conforme o tipo de captador para violão ou guitarra, pode
ser obtida melhor reprodução na entrada auxiliar.
É o caso de microfones de alta impedância (cerâmicos) que
também devem ser usados nesta entrada.
O gravador, ou CD-player ou o aparelho de celular com a
gravação deve ser ligado na entrada AUX e o sinal retirado da
tomada de fone do aparelho.
Use um cabo blindado com plugues apropriados.
Ajuste o volume para não haver distorção.
Na figura 7 mostramos os diversos modos de usar o
sistema.
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NEWTON C. BRAGA
Comprovado o funcionamento é só usar o aparelho.
Monte mais de uma unidade se quiser ter um conjunto
musical com mais elementos.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
CI1 - TDA2002 - circuito integrado - amplificador
Q1, Q3 - BC549 ou equivalente - transistores NPN de
baixo ruído
Q2, Q4 - BC548 ou equivalente - transistores NPN de
uso geral
D1, D2 - lN4004 - diodos de silício
LED - LED vermelho comum
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1, R2 - 560 ohms - verde, azul, marrom
R3, R5 - 12 k - marrom, vermelho, laranja
R6, R7 - 47 k - amarelo, violeta, laranja
R7, R8 - 10 k - marrom, preto, laranja
R9, R10, R12, R13 - 1 k - marrom, preto, vermelho
R11, R14 - 100 ohms - marrom, preto, marrom
R15, R16, R17 - 100 k - marrom, preto, amarelo
R18 - 1,5 k - marrom, verde, vermelho
R19 - 220 ohms - vermelho, vermelho, marrom
R20 - 2,2 ohms - vermelho, vermelho, dourado
R21 - 1 ohm - marrom, preto, dourado
P1, P2, P3 - 100 k - potenciômetros lineares
32
NEWTON C. BRAGA
Capacitores:
C1, C2, C8, C9 - 4,7 μF/ 16 V - eletrolíticos
C3, C4, C7, C12, C16 - 100 nF - cerâmicos ou
poliéster
C5, C6 - 470 nF - cerâmicos ou poliéster
C10 - 10 μF/ 16 V - eletrolítico
C11 - 2 200 uF/25 V - eletrolítico
C13 - 220 μF/ 16 V - eletrolítico
C14 - 470 μF/ 16 - eletrolítico
C15 - 1 000 μF ou 1 500 μF x 25 V - eletrolítico
Diversos:
T1 - Transformador com primário de acordo com a
rede local e secundário de 12 V + 12 V com 1,5 ou 2 A
S1 - Interruptor simples
F1 - Fusível de l A
FTE - Alto-falante de 4 ohms ou 8 ohms com 15 a 20
cm de diâmetro (ou maior)
Placa de circuito impresso, jaques de entrada, cabo de
força, botões para os potenciômetros, suporte para o
LED, suporte para o fusível, caixa acústica para a
montagem, fios blindados, fios, solda, etc.
33
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
CONTROLE REMOTO POR RAIOS
INFRAVERMELHOS
Nota da edição atual: apesar da simplicidade, tratase de projeto útil e muitas versões semelhantes
podem ser encontradas no site do autor.
Este aparelho permite o controle à distância por meio de
raios invisíveis de eletrodomésticos, lâmpadas ou brinquedos.
Simples de montar, seu alcance dependerá da instalação dos
elementos ópticos, podendo ultrapassar os 10 metros. O sistema
é temporizado e possui um canal.
Raios infravermelhos consistem numa forma de luz comum
ou radiação eletromagnética, mas que não podemos ver, pois sua
frequência está abaixo do limite inferior de nossa capacidade de
percepção. Analisando um gráfico em que esta forma de radiação
esteja presente, vemos que ela fica à esquerda do vermelho
visível, o que corresponde a uma frequência “abaixo” do
vermelho. Como em grego “infra” quer dizer abaixo, sua
denominação é infravermelho (figura 1).
Existem dispositivos eletrônicos que podem emitir com
facilidade este tipo de luz. É claro que não podemos vê-la, pois
34
NEWTON C. BRAGA
essa radiação é invisível para nós, mas existem dispositivos que
podem perceber esta forma de energia.
Unindo então um dispositivo que pode emitir raios
infravermelhos a um que pode “enxergá-los”, é possível construir
com facilidade um controle remoto, do mesmo tipo que os
utilizados em aparelhos de TV, portões automáticos e muitos
equipamentos.
As características do aparelho que descreveremos são as
seguintes:
- Alimentação com 6 V
- Controle de um canal com corrente até 2 A
- Alcance de 10 metros ou mais
- Faixa de operação: 9 000 Angstroms
Você poderá usar este aparelho para abrir portas a
distância, acender luzes ou acionar eletrodomésticos.
O sistema é temporizado, isto é, quando você aciona
alguma coisa ela assim permanece por um tempo determinado
pelo ajuste do sistema interno, voltando a desligar depois. O
tempo pode variar entre alguns segundos a vários minutos,
conforme os componentes usados.
-COMO
FUNCIONA
O nosso sistema trabalha com luz modulada, ou seja, os
raios infravermelhos são produzidos na forma de pulsos de certa
duração numa velocidade constante, conforme figura 2.
A frequência das interrupções é da ordem de 1 kHz, o que
corresponde a um sinal de áudio.
O motivo de usar radiação modulada é que podemos fazer
um receptor especial que responda somente a este tipo de luz,
35
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
evitando assim a interferência de outras fontes de infravermelho
como lâmpadas comuns e a luz do sol.
Usamos um circuito integrado 555 que opera como astável
e cuja frequência é dada por R1, R2 e C1
Fazemos com que a duração do pulso seja bem menor que
o intervalo por um motivo: podemos aplicar nos emissores
correntes intensas de curta duração, resultando em muito maior
potência. Isso não seria possível com uma corrente contínua ou
com um sinal cuja duração fosse igual ao espaçamento entre os
pulsos.
O sinal do 555 é levado a um transistor de potência BD135
que excita dois LEDs (Diodos emissores de luz) infravermelhos.
Existem diversos tipos de LEDs infravermelhos em nosso
mercado e o leitor até pode aproveitar este componente de algum
controle remoto que já não funcione mais.
É importante apenas que esses LEDs sejam montados de
modo a enviar os raios infravermelhos na direção do receptor.
Quando apertarmos o interruptor de pressão, a bateria será
conectada ao circuito e ocorrerá a emissão dos raios
infravermelhos modulados.
O receptor e bastante simples, conforme podemos ver pelo
próprio diagrama.
O fotossensor é um fototransistor comum sensível aos raios
infravermelhos (pode ser de qualquer tipo) ligado a uma etapa
amplificadora com dois transistores (Q1 e Q2).
Com a incidência de luz pulsante no fototransistor, ocorre a
condução da corrente fazendo com que a tensão de disparo no
555 caia ao valor necessário a isso.
Com o disparo, a saída (pino 3) do circuito integrado vai ao
nível alto assim permanecendo pelo tempo determinado por R5 e
C2.
Escolha estes componentes de acordo com a aplicação
desejada, lembrando apenas dos valores limites:
C2 - mínimo = 1 μF
máximo = 1 500 μF
R5 - mínimo = 4,7 k
máximo : 2,2 M
36
NEWTON C. BRAGA
Com os valores máximos dos dois podemos obter até 1 hora
de temporização.
O nível alto na saída do 555 aciona o relé através do
transistor Q3
O acionamento do transistor nos permite controlar os
aparelhos externos pelo relé de modo completamente
independente e isolado.
-MONTAGEM
Na figura 3 temos o diagrama completo do transmissor.
A placa de circuito impresso para este transmissor é
mostrada na figura 4, observando-se a colocação dos LEDs de
modo a emitirem sua radiação infravermelha numa única direção.
37
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
O diagrama completo do receptor é mostrado na figura 5.
A placa de circuito impresso é mostrada na figura 6.
38
NEWTON C. BRAGA
Como o consumo de corrente do receptor é mínimo na
condição de espera, a unidade pode ficar quase que
permanentemente ligada. Na condição de relé disparado, o
consumo é da ordem de 50 mA.
Na montagem é conveniente verificar antes o relé usado
que pode ter pinagem diferente do original exigindo modificações
na placa.
A polaridade dos transistores deve ser observada, assim
como do fototransistor, pois se houver inversão o aparelho não
funcionará.
Os resistores podem ser de 1/8 W com qualquer tolerância
e os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho de 6
V ou mais.
Os demais capacitores são cerâmicos ou de poliéster.
39
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
O fototransistor deve ser instalado preferivelmente num
pequeno tubo opaco de modo a receber a luz apenas da direção
em que estiver o transmissor.
Para obter maior sensibilidade uma lente convergente pode
ser instalada na frente do receptor (figura 7).
O único ajuste exigido é de sensibilidade feito no trimpot,
mas uma vez determinado o tempo ideal de funcionamento, nada
impede que este componente seja trocado por um resistor fixo.
LISTA DE MATERIAL
a) Transmissor:
Semicondutores:
CI1 - 555 - circuito integrado
Q1 - BD135 ou equivalente - transistor NPN de
potência
LED1, LED2 - LEDs infravermelhos (TIL906, TIL38,
TIL39, etc.)
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 22 k - vermelho, vermelho, laranja
R2 - 4,7 k - amarelo, violeta, vermelho
R 4 - 15 ohms - marrom, verde, preto
40
NEWTON C. BRAGA
Capacitores:
C1 - 47 nF - poliéster ou cerâmico
C2 - 100 nF - poliéster ou cerâmico
Diversos:
B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas
S1 - Interruptor de pressão NA
Placa de circuito impresso, suporte para 4 pilhas, fios,
solda, etc.
b) Receptor
Semicondutores:
CI1 - 555 - circuito integrado
Q1, Q2 Q3 - BC548 ou equivalente - transistores NPN
de uso geral
Q4 - Fototransistor - TIL78 ou equivalente
D1 - 1N4148 - diodo de uso geral
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1, R2 - 10 k - marrom, preto, laranja
R3 - 120 k - marrom, vermelho, amarelo
R4 - 150 k - marrom, verde, amarelo
R5 - 220 k - vermelho, vermelho, amarelo
R6 - 1,2 k - marrom, vermelho, vermelho
Capacitores:
C1 - 220 nF - cerâmicos ou poliéster
Ç2 - 1 μF a 1 500 μF - eletrolítico - ver texto
Diversos:
K1 - Relé miniatura de 6 V - MCH2RC1 ou equivalente
Placa de circuito impresso, caixa para montagem,
suporte para 4 pilhas, terminais de saída, fios, solda,
etc.
41
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
TRANSMISSOR DE ONDAS CURTAS
Nota da edição atual: é um projeto com finalidade
didática e recreativa que ainda pode ser montado com
facilidade pelos componentes que usa.
Operando na faixa dos 80 ou dos 40 metros, este pequeno
transmissor experimental de curto alcance pode levá-lo a um
novo hobby que é o radioamadorismo ou ao menos servirá para
demonstrar
como
funcionam
os
equipamentos
de
radiocomunicação. Usando apenas dois transistores, ele opera
com um microfone de grande sensibilidade e é alimentado por
pilhas comuns.
Esta montagem é interessante, pois permite mostrar ao
leitor como funcionam os transmissores de ondas curtas que
transmitem a voz. Este circuito complementa os projetos já
publicados nesta Série que tratam de transmissores tele gráficos,
ou seja, usados apenas para transmitir mensagens em código.
Lembramos que este pequeno transmissor é de uso
estritamente doméstico e experimental não devendo ser ligado a
antenas externas, pois pode causar interferências em
comunicações da mesma faixa, 0 que é ilegal, já que para sua
operação desta forma é necessário licença. Os leitores que
desejarem operar nesta faixa com equipamentos mais potentes
devem consultar clubes de radioamadores de suas localidades e
se informar como pode ser obtida a licença de radioamador.
Usando a antena telescópica recomendada, obtemos maior
estabilidade com comunicações perfeitas num raio de algumas
dezenas de metros, dependendo da sensibilidade do receptor
utilizado.
-COMO
FUNCIONA
Este pequeno transmissor é formado por duas etapas.
42
NEWTON C. BRAGA
Temos então um circuito oscilador que leva por base um
transistor BF494 e uma bobina cujo número de voltas determina
a frequência de operação do aparelho.
O ajuste fino desta frequência é feito no trimmer CV, com a
finalidade de encontrar na faixa de frequências um ponto em que
não haja nenhuma outra estação operando.
Este circuito produz uma corrente de alta frequência que,
levada a antena telescópica, resulta nas ondas irradiadas em
todas as direções e que podem ser captadas por rádios que
tenham a faixa de ondas curtas.
Damos duas possibilidades de operação: na faixa dos 80
metros (entre 3 e 3,5 MHZ) e na faixa dos 40 metros (entre 7 e
7,5 MHz), que são as faixas usadas pelos radioamadores.
Observe o leitor que estes comprimentos de onda, 40 metros e
80 metros nada tem a ver com o alcance do aparelho.
Radioamadores operando na faixa dos 40 e 80 metros podem
estabelecer comunicações a milhares de quilômetros usando
equipamento apropriado. Na figura 1 mostramos estas faixas no
espectro das radiofrequências.
Veja também que nesta faixa operam estações de diversos
tipos que podem ser ouvidas com uma boa antena externa, como
estações de radiodifusão, serviço público, empresas rurais, etc.
Para que a onda emitida transporte a informação da palavra
falada, e preciso usar uma etapa de modulação que em nosso
circuito tem por base um transistor BC548.
43
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
O sinal de um microfone de eletreto é então aplicado à base
do transistor via C1, onde ele recebe uma amplificação. As suas
variações de intensidade são aplicadas ao BF494 de tal modo que
a intensidade do sinal irradiado varie na mesma proporção, figura
2.
Este tipo de modulação, em que a amplitude ou intensidade
do sinal é que varia e não a sua frequência, recebe o nome de AM
(Amplitude Modulada) que é diferente de FM (Frequência
Modulada), usada em outra modalidade de radiotransmissão.
As estações da faixa de ondas de 2 MHZ a 20 MHZ
aproximadamente, em sua maioria usam este tipo de modulação
quando Operam com a palavra falada ou sons.
-MONTAGEM
Começamos por dar o diagrama completo do transmissor na
figura 3.
44
NEWTON C. BRAGA
Na figura 4 temos a montagem feita numa ponte de
terminais, recomendada para os iniciantes, que podem fixá-la
numa base de madeira para demonstrações e operação.
45
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Na figura 5 temos uma sugestão de placa de circuito
impresso que permite a sua utilização numa caixa de dimensões
menores, resultando na possibilidade de ter um transmissor
portátil.
46
NEWTON C. BRAGA
No seu Clube de Eletrônica (Você já formou um com seus
amigos, não é?) um par destes aparelhos pode ser usado na
comunicação experimental entre dois locais.
Na montagem tenha os seguintes cuidados:
a) Comece enrolando a bobina L1 Parta um bastão de ferrite
(obtido de rádio velho) de aproximadamente 1 cm de diâmetro,
de modo que ele fique com 4 a 6 cm de comprimento. Enrole
então espiras de fio esmaltado 26 ou 28, ou se não tiver, até
mesmo fio comum de capa plástica, porém fino.
O número de voltas dependerá do rádio de ondas curtas que
você pretende usar. Se enrolar 20 voltas de fio, você deve captar
o sinal em algum ponto em tomo de 3,5 MHZ e se enrolar de 12 a
15, voltas deve captar o sinal em algum ponto em torno de 7
MHZ.
47
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Será preciso fazer experiências tirando ou acrescentando
voltas para obter a sintonia correta. Se usar fio esmaltado, raspe
a capa de esmalte no ponto em que ele vai ser soldado.
b) Solde depois os transistores observando o tipo e a
posição. Para Q1 você pode usar o BC548 ou equivalentes como
os BC237, BC238, BC547 etc. Para o BF494 pode usar o BF495,
BF254, etc.
c) O microfone só pode ser do tipo de eletreto de dois
terminais para maior sensibilidade. Observe que o terminal com
ligação a carcaça e o negativo.
d) O trimmer é comum, de base de porcelana que pode ser
obtido de velhos rádios. Os capacitores C1 a C5 devem ser
cerâmicos tipo disco ou tubular, conforme o valor. Não use de
outro tipo e tenha cuidado com a marcação de valor.
e) Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores com os
valores indicados. O leitor pode obtê-los de aparelhos velhos
apenas observando o valor de cada um.
f) A antena consiste numa vareta de fio rígido de 50 a 80
cm de comprimento, ou ainda uma antena do tipo telescópico,
que pode ser aproveitada de um rádio ou TV fora de uso.
g) S1 é um interruptor que serve para ligar e desligar o
transmissor. Este componente pode ser eliminado, desligando-se
o aparelho com a simples retirada das pilhas do seu suporte.
h) Temos finalmente a bateria, que é formada por 4 pilhas
pequenas que devem ser colocadas em suporte apropriado.
Observe a polaridade na ligação do suporte. Na versão em ponte
não se esqueça de fazer as interligações dos componentes com
pedaços de fios curtos.
Terminando a montagem, é só fazer o teste de
funcionamento.
-PROVA
E USO
Para a prova será necessário dispor de um rádio que
sintonize a faixa de ondas curtas de 3,5 a 7 MHz ou próximo
disso.
48
NEWTON C. BRAGA
Muitos rádios comuns transistorizados possuem uma faixa
de 3,2 MHz a 12 MHz que pode sintonizar os sinais de nosso
transmissor em qualquer das versões.
Mude a chave de onda que troca as faixas do rádio para OC
e sintonize-o em tomo de 3,5 MHz ou 7 MHz, conforme o seu
caso.
Ligue o rádio a médio volume e coloque o transmissor uns 2
ou 3 metros de distância, veja a figura 6.
Coloque as pilhas no suporte do transmissor e ligue S1.
Ajuste então o trimmer CV para captar o sinal do transmissor.
Se não conseguir, tente ajustar o próprio rádio para outras
frequências ao mesmo tempo em que estiver falando diante do
microfone 01,1 bata levemente com os dedos nele.
Vai haver um instante em que você “pega” o sinal do
transmissor.
Neste ponto, retoque a sintonia do rádio para ajustá-lo
melhor e se afaste do local com ele, verificando assim o alcance.
Se tiver dificuldades em “pegar” o sinal ou se ele cair muito
fora dos 3,5 MHz ou 7 MHz, altere a bobina.
Retire algumas voltas se a frequência estiver abaixo do
esperado ou enrole uma bobina nova com algumas espiras a mais
se ele estiver muito acima do esperado.
Procure ajustar o trimmer para uma frequência em que não
haja alguma outra estação operando.
49
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Depois disso é só usar o aparelho.
Verifique o alcance. Se o sinal “sumir” logo pode ser que
você esteja captando uma emissão espúria.
Tente num novo ajuste.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso
geral
Q2 - BF494 ou equivalente - transistor NPN de RF
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 2,2 k - vermelho, vermelho, vermelho
R2 - 33 k - laranja, laranja, laranja
R3 - 47 k - amarelo, violeta, laranja
R4 - 4,7 k - amarelo, Violeta, vermelho
R5 - 3,3 k - laranja, laranja, vermelho
R6 - 22 ohms - vermelho, vermelho, preto
Capacitores:
C1, C3, C5 - 100 nF - cerâmicos
C2 - 4,7 nF - cerâmico
C 4 - 100 pF - cerâmico
CV - trimmer comum - ver texto
Diversos:
MIC - microfone de eletreto de dois terminais
L1 - Bobina - ver texto
B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas
Placa de circuito impresso ou ponte de terminais,
suporte de 4 pilhas pequenas, antena telescópica,
caixa para montagem, interruptor simples, fios, solda,
etc.
50
NEWTON C. BRAGA
LÂMPADA MÁGICA
Observação atual: este é um interessante projeto
que, apesar de ser antigo ainda pode ser montado
com facilidade. No site do autor diversas versões de
diversas épocas podem ser encontradas. O circuito
funciona apenas com lâmpadas incandescentes.
Acenda uma lâmpada comum com um fósforo ou isqueiro e
apague com um sopro! Se você acha isso impossível, é porque
não conhece a “lâmpada mágica”. Monte-a e faça sucesso nas
Feiras de Ciências na sua escola ou em apostas com amigos. Com
poucos componentes, a montagem não exige nenhum tipo de
lâmpada especial ou técnica fora do alcance dos principiantes e
montadores comuns.
Tudo que foge ao normal e atraente, principalmente quando
envolve mistério ou um fenômeno inusitado. A lâmpada mágica
que descrevemos é um exemplo: se bem que ela seja ligada na
tomada de força através de um fio, como qualquer lâmpada
comum, não existe um interruptor para acendê-la ou apagá-la. O
processo que utilizamos para acender ou apagar nada tem a ver
com a Era da Eletrônica, pois é exatamente o mesmo que se
emprega para acender uma vela ou lamparina: acendemos
usando um fósforo ou isqueiro e apagamos com um sopro.
É claro que demonstrando isso para os amigos, ou para
Visitantes de uma Feira de Ciências, teremos no projeto uma
atração toda especial e a curiosidade de saber como funciona
pode lhe render muito pontos positivos. O circuito apresentado
utiliza uma lâmpada comum de 5 W a 100 W e funciona na rede
de 110 V ou 220 V. Sua montagem não oferece qualquer
dificuldade mesmo para os menos experientes.
É claro que o fogo em si não pode inflamar o filamento de
uma lâmpada incandescente comum, assim recorremos a alguns
truques que também são válidos para apagar o dispositivo, já que
51
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
um sopro não pode chegar ao seu interior ultrapassando o bulbo
de vidro.
Utilizamos um circuito que “vê” a luz do fósforo ou isqueiro
para estabelecer então a corrente pela lâmpada. Este circuito tem
por base um LDR que será montado num pequeno orifício
apontado diretamente para a lâmpada e para o local onde deve
ser aceso o fósforo ou isqueiro, como mostra a figura 1.
Assim, ao acender um fósforo, sua luz incide no LDR e
dispara SCR que acende a lâmpada. O trimpot P1 permite ajustar
a sensibilidade do LDR em função da luz ambiente.
Uma vez que a lâmpada acenda, sua luz se encarrega de
manter o SCR em condução, dispensando assim a luz do fósforo.
Isso significa que, uma vez acesa, a lâmpada realimenta o
circuito de modo a se manter nesta condição.
Para apagar temos a segunda parte do truque: colocando as
mãos em concha próximo da lâmpada (não encoste, pois ela
aquece), conforme a figura 2, e ao mesmo tempo soprando
interrompemos a luz que incide no LDR de modo que o SCR
desliga.
52
NEWTON C. BRAGA
A lâmpada apaga, mas quem estiver observando o truque
não pensará que foi a sombra da mão que apagou, mas sim o
sopro ou o “abafamento” da lâmpada!
O resistor R1 juntamente com R2 formam um divisor de
tensão que permite obter em tomo de 10 V para o LDR. R1 deve
ter o valor de 100 k se a rede for de 220 V. Para potências de
lâmpadas de 5 W a 40 W não precisamos sequer de radiador de
calor no SCR, mas para potências entre 40 W e 100 W será
conveniente empregar uma chapinha de metal presa a este
componente como dissipador.
Para que o efeito de mágica seja mais visível,
recomendamos que a lâmpada seja de vidro transparente para
que todos vejam que no seu interior não existe nenhum
dispositivo diferente.
-MONTAGEM
Na figura 3 temos o diagrama completo do aparelho,
observando que o SCR pode ser o TIC106 ou qualquer um da sua
série. O sufixo deve ser B, se a rede for de 110 V e D, se a rede
for de 220 V.
53
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
O conjunto pode ser montado tendo por base uma ponte de
terminais ou placa de circuito impresso. Estes elementos são
fixados no interior da caixa.
A montagem em ponte de terminais é mostrada na figura 4
e a montagem em placa de circuito impresso na figura 5.
54
NEWTON C. BRAGA
55
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Para o LDR usamos uma ponte de 3 terminais que permite
sua fixação de modo a receber a luz pelo orifício na caixa.
Na figura 6 mostramos o modo de executar sua fixação. A
caixa pode ser de plástico ou madeira e suas dimensões não são
críticas, já que poucos são os componentes que ficarão no seu
interior.
O LDR pode ser de qualquer tipo redondo. Para o cabo de
alimentação deve ser usada uma borracha de passagem,
evitando-se com isso que um puxão acidental mais forte danifique
o circuito interior. Observe o nó no cabo de força.
A lâmpada é montada num soquete convencional de
porcelana ou plástico que é fixado na caixa por meio de um
parafuso central com porca. Este mesmo parafuso pode ser
aproveitado para fixar a ponte de terminais com os componentes.
Os resistores são todos de 1/8 W ou maiores, exceto R1 que
deve ser de pelo menos 1/2 W, pois tende a um pequeno
aquecimento quando em funcionamento.
O trimpot deve ser acessado por um furo pequeno na caixa
ou pela sua parte inferior de modo a permitir o ajuste do ponto
ideal de funcionamento.
56
NEWTON C. BRAGA
-PROVA
E USO
A prova e imediata. Ligue a unidade á rede de energia.
Girando o eixo do trimpot deve haver uma faixa em que a
lâmpada permanece apagada. Ajuste o trimpot para que, numa
mesa, a lâmpada permaneça apagada. Se ao fazer o ajuste, a
lâmpada acender, coloque o dedo no furo do LDR para que ela
apague.
Um posicionamento ideal para a lâmpada e aquele em que a
luz ambiente incida de tal forma que a própria lâmpada faça
sombra sobre o LDR, verifique a figura 7.
Temos um ajuste ótimo quando a lâmpada permanece
apagada normalmente e depois, acendendo um fósforo nas
proximidades (do lado do furo do LDR), ela acende e assim
permanece.
Depois, fazendo sombra com a mão sobre o LDR, a lâmpada
apaga.
Tendo ajustado a lâmpada, é só fazer suas demonstrações
(ou apostas).
Explique a todos que você consegue acender uma lâmpada
com um fósforo ou isqueiro e apagar com um sopro ou
“abafando-a”.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
SCR – TIC106B ou D - diodo controlado de silício
(SCR)
D1 - 1N4002 - diodo de silício
Resistores: (de 5%)
R1 - 47 k x 1/2 W - amarelo, violeta, laranja
R2 - 4,7 k x 1/8 W - amarelo, violeta, vermelho
R3 - 1 k x 1/8 W - marrom, preto, vermelho
R4 - 10 k x 1/8 W - marrom, preto, laranja
P1 - 47 k – trimpot
Diversos:
LDR – Foto-resistor (qualquer tipo redondo)
L1 - 5 W a 100 W - lâmpada comum para 110 V ou
220 V
Placa de circuito impresso ou ponte de terminais, caixa
para montagem, cabo de força, fios, solda, soquete
para a lâmpada, etc.
58
NEWTON C. BRAGA
FONOAMPLIFICADOR
Nota da edição atual: este é um projeto muito
simples que pode ser encontrado em diversos artigos
do site do autor. Os componentes usados ainda são
comuns.
Eis um circuito simples que serve para aumentar a
sensibilidade de fones de ouvido de alta impedância (cerâmicos
ou magnéticos com mais de 2 000 ohms).
Rádios
experimentais,
intercomunicadores
e
outros
aparelhos que utilizem estes fones poderão ter maior rendimento
com o uso deste amplificador.
Este amplificador e extremamente simples, pois usa apenas
1 transistor e pode ser alimentado com tensões de 3 V a 9 V de
pilhas ou bateria.
O ideal é usar 4 pilhas pequenas obtendo-se assim 6 V.
Como o consumo é baixo, estas pilhas durarão muito tempo.
Podemos ligar fontes de sinais fracas como rádios
experimentais de cristal,
detectores de rádios superregenerativos, intercomunicadores, etc.
A entrada é feita pelos pontos E e T e o sinal é obtido na
saída onde é ligado o fone de ouvido.
A amplificação do sinal ficará entre 20 e 200 vezes,
conforme os valores de R2 e R3 que poderão ser modificados.
R2 pode ter valores entre 47 k e 470 k, devendo o leitor
escolher o maior que dê amplificações sem distorções. R3 pode
ter valores entre 4,7 k e 100 k também sendo obtido
experimentalmente. Os capacitores eletrolíticos são para 6 V ou
mais (conforme a tensão) e o jaque de saída deve ser do tipo que
se encaixe no seu fone.
Na figura 1 temos o diagrama completo do amplificador.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Na figura 2 temos a montagem numa ponte de terminais.
Lembramos que este circuito não funcionará com alto-falantes ou
fones de baixa impedância ligados em sua saída.
60
NEWTON C. BRAGA
Figura 2
Montado numa caixinha plástica, a entrada E e T pode ser
feita por uma ponte 'de dois terminais com parafusos ou mesmo
dois fios com garras jacaré.
A saída é um jaque de acordo com o fone que você costuma
usar.
Não há controle de ganho ou volume; mas você pode
adaptar um potenciômetro de 10 k a 47 k na entrada.
LISTA DE MATERIAL
Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso
geral
61
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
R1 - 1 k x 1/8 W - resistor - marrom, preto, vermelho
R2 - 100 k x 1/8 W - resistor - marrom, preto,
amarelo
R3 - 33 k X 1/8 W - resistor - laranja, laranja, laranja
C1 - 10 μF/6 V - capacitor eletrolítico
C2 - 100 μF/6 V - capacitor eletrolítico
B1 - 6 V ou 9 V - 4 pilhas pequenas ou bateria
S1 - Interruptor simples
Diversos:
Ponte de terminais, caixa para montagem, jaque de
saída, suporte de pilhas ou conector de bateria, fios,
solda, etc.
62
NEWTON C. BRAGA
AMPLIFICADOR DE ANTENA
Nota da edição atual: apesar de ser um projeto
antigo, ele ainda pode ser montado com facilidade
pelos componentes que usa. Esta configuração pode
ser encontrada em diversos artigos do site do autor e
de outras publicações suas.
Este circuito ajuda a aumentar a intensidade dos sinais
captados por uma antena antes de serem levados ao receptor. Foi
projetado para funcionar com sinais entre 200 kHz e 30 MHz, 0
que corresponde à faixa de ondas médias e ondas curtas. A
corrente exigida por este circuito e extremamente baixa, logo, a
durabilidade da bateria usada na sua alimentação é muito grande.
Os sinais são aplicados à base de um transistor e retirados do seu
coletor.
Os sinais amplificados podem então ser aplicados à entrada
ou antena do receptor com que ele vai funcionar. A ligação à
terra é muito importante para obter o máximo desempenho do
circuito.
O transistor usado pode ser de qualquer tipo de RF como o
BF494 ou seus equivalentes.
-MONTAGEM
Na figura 1 temos o diagrama completo do aparelho e na
figura 2 a sua montagem realizada numa ponte de terminais
isolados.
63
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
O aparelho pode ser instalado numa caixa fechada para
maior facilidade de uso. Os resistores são de 1/8 W ou maiores e
os capacitores devem ser todos cerâmicos.
64
NEWTON C. BRAGA
Na figura 3 temos dois modos de fazer a ligação do
amplificador nos receptores.
O primeiro é para receptores que possuam entrada de
antena e terra. Se a ligação à terra não for acessível, ela pode ser
feita no polo negativo do suporte de pilhas ou em qualquer ponto
do seu chassi que corresponda à terra.
O segundo é para receptores sem antena. Neste caso,
fazemos uma “antena de quadro” de irradiação que consiste
simplesmente em enrolar de 2 a 8 voltas de fio comum em torno
do rádio. A antena externa deve ter pelo menos 5 metros de
comprimento e a ligação à terra pode ser feita num cano de água,
no polo neutro da tomada ou numa barra de ferro enterrada no
chão. Se, ao ligar você não obtiver amplificação, inverta as
ligações do plugue que vai à antena.
LISTA DE MATERIAL
Q1 - BF494 ou equivalente - transistor de RF
C1, C2 - 10 nF - capacitores cerâmicos
C3 - 1 nF - capacitor cerâmico
C4 - 100 nF - capacitor cerâmico
R1 - 1 M - resistor - marrom, preto, verde
65
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
R2 - 100 k - marrom, preto, amarelo
B1 - 9 V - pilhas ou bateria
S1 - Interruptor simples
E1, E2 - Jaques de entrada e saída
Diversos:
Ponte de terminais, suporte de pilhas ou conector de
bateria, fios, solda, etc.
66
NEWTON C. BRAGA
FOGO FÁCIL
Observação da edição atual: trata-se de um
experimento que ainda pode ser feito hoje (com
cuidado).
Eis uma maneira simples de conseguir fogo a partir da
eletricidade.
Este sistema pode ser usado numa emergência para
acender uma vela ou mesmo um fogão, quando não se dispõe de
fósforos.
Muito cuidado deve ser tomado, já que estamos “brincando”
com fogo e eletricidade ao mesmo tempo.
Fazendo circular uma corrente por uma esponja de aço tipo
Bombril, a resistência elevada dos filamentos de metal faz com
que eles se inflamem.
Soprando, podemos aumentar muito o efeito, fazendo com
que toda a palha de aço produza uma forte chama capaz de
acender um pedaço de papel ou mesmo uma vela.
Para evitar o risco de causar um curto-circuito com a
experiência, utilizamos um limitador de corrente com base numa
lâmpada incandescente comum.
Temos na figura 1 o circuito completo do dispositivo e na
figura 2 o aspecto da montagem.
67
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
A lâmpada deve ser de 60 W de acordo com a rede de
energia.
Os fios desencapados na ponta são enfiados numa palha de
aço.
Depois, é só pressionar S1 e soprar a palha de aço para que
a chama se propague.
A palha de aço deve ser colocada sobre um material não
inflamável, mas não de metal como, por exemplo, uma folha de
vidro ou um prato comum.
68
NEWTON C. BRAGA
ALARME PSICOLÓGICO
Nota da edição atual: trata-se de circuito muito
simples que pode ser encontrado em configurações e
abordagens diversas em outros artigos do autor.
A presença de um dispositivo bem visível, que lembre um
alarme, pode ser muito eficaz para desestimular ladrões. Se ele
está visível, é porque é infalível e assim sendo, por que arriscar?
Um par de LEDs piscando no seu carro ou na sua casa, pode
levar o intruso a pensar nestas possibilidades e a procurar outra
vítima mais fácil. Propomos um aparelho que tem apenas um
efeito psicológico, sugerindo aos intrusos que se trata de um
alarme infalível.
Um par de LEDs que pisquem continuamente num painel
onde se lê “Super Alarme” ou coisa parecida pode desestimular
intrusos que pretendam roubar seu carro ou sua casa.
Muito simples de montar, trata-se de um circuito que pode
salvar seu patrimônio, compensando todo o dinheiro investido, se
é que o leitor não vá conseguir o material em sua casa.
Na figura 1 mostramos uma sugestão de caixinha para
colocar este circuito.
69
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
A alimentação do aparelho poderá ser feita com pilhas
comuns (no lar), ou a partir dos 12 V da bateria retirados de
qualquer ponto da instalação como, por exemplo, com conector
apropriado do acendedor de cigarros.
-COMO
FUNCIONA
Temos um multivibrador astável com dois transistores que
conduzem alternadamente a corrente, alimentando dois LEDs.
A
frequência
deste
multivibrador
é
determinada
basicamente pelos resistores (R2 e R3) ligados às bases dos
transistores e pelos capacitores C1 e C2. Os capacitores C1 e C2
podem ser diminuídos, se o montador desejar piscadas mais
rápidas (10 μF ou 22 μF).
Para piscadas mais lentas, eles podem ser aumentados (100
pF ou mesmo 220 μF). Os resistores têm dois valores no
diagrama. Estes valores são função da tensão de alimentação, já
que o aparelho pode operar com 6 V (4 pilhas pequenas) ou 12 V
(carro). Os valores entre parênteses são justamente os que
correspondem à alimentação de 12 V.
-MONTAGEM
Na figura 2 damos o diagrama completo deste aparelho.
70
NEWTON C. BRAGA
A montagem realizada numa ponte de terminais é mostrada
na figura 3.
Damos também, a versão em placa de circuito impresso,
que permite a realização de um aparelho muito diminuto.
71
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Ao realizar a montagem, tenha os seguintes cuidados
(também com a obtenção dos componentes):
a) Os transistores originais são do tipo BC548, mas
equivalentes como Os BC237, BC238, BC547 ou BC549 podem
ser usados.
Observe sua posição em função da parte chata do invólucro.
b) No protótipo usamos um LED verde (LED1) e um LED
vermelho (LED2). Os LEDs podem ser vermelhos ou de outra cor,
se assim o leitor preferir.
Importante na ligação e seguir a polaridade dada pelo
terminal mais curto ou parte chata do invólucro.
Se houver inversão, ele não acenderá.
72
NEWTON C. BRAGA
c) Os resistores podem ser de 1/8 W ou l/4 W e os valores
dependem da alimentação usada. Veja os valores na lista de
material.
d) Os capacitores C1 e C2 originalmente são de 47 μF x 12
V, mas podem ser usados tipos de tensões maiores e valores
diferentes, conforme a velocidade desejada para as piscadas.
e) A ligação da alimentação deve ser feita com fios de cores
diferentes: fio vermelho = positivo e tio preto = negativo.
O positivo passa por um interruptor geral (S) para ligar e
desligar o aparelho. Para alimentação com 6 V use um suporte de
4 pilhas pequenas. Terminando a montagem, o teste de
funcionamento é muito simples.
-PROVA
E USO
Ligue o aparelho em alimentação de 6 V ou 12 V, conforme
sua versão, observando a polaridade.
Os LEDs devem piscar alternadamente.
Se quiser alterar a velocidade, mude os valores de C1 e C2.
Se o aparelho não funcionar, veja se um dos LEDs (ou os
dois) não está invertido, ou então os transistores.
Instale definitivamente o aparelho na caixa e faça sua
ligação no carro ou em fonte (pilhas).
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1, Q2 - BC548 ou equivalente - transistores NPN
LED1 - LED verde, comum
LED2 - LED vermelho, comum
Capacitores:
C1, C2 - 47 nF x 12 V - capacitores eletrolíticos
Resistores:
R1, R4 - 470 x 1/8 W (6 V) - resistores (amarelo,
violeta, marrom) ou 1 k x 1/8 W (12 V) - resistores
(marrom, preto, vermelho)
73
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
R2, R3 - 22 k x 1/8 W (6 V) - resistores (vermelho,
vermelho, laranja) ou 47 k x 1/8 W (12 V) - resistores
(amarelo, violeta, laranja)
Diversos:
S1 - interruptor simples
Ponte de terminais ou placa de circuito impresso, caixa
para montagem, fios, solda, etc.
74
NEWTON C. BRAGA
TIMER SCR
Nota da edição atual: este circuito é muito simples,
tendo sido abordado em formas semelhantes em
diversos artigos do autor. Os componentes usados são
todos comuns.
O temporizador que apresentamos tem sua regulagem feita
num potenciômetro de 1 M ohms.
Quando fechamos S1 ativando a alimentação, 0 capacitor
C1 começa a carregar-se via potenciômetro e R1 até ser atingida
a tensão de disparo do SCR.
Quando isso ocorre, o SCR liga, fazendo acender a lâmpada
e
assim
permanece
indefinidamente
(enquanto
houver
alimentação).
Para desativar o SCR, basta pressionar momentaneamente
o interruptor S2.
No potenciômetro pode ser adaptada uma escala de tempos
que será obtida com a ajuda de um relógio ou cronômetro
comum.
Em lugar da lâmpada e possível utilizar um relé sensível de
6 V que então pode ser empregado para controlar cargas
externas de maior potência.
Neste caso a alimentação deve ser feita com 9 V para
compensar uma queda de 2 V no SCR.
O intervalo obtido varia de alguns segundos até alguns
minutos, dependendo do valor e da qualidade do capacitor usado.
-MONTAGEM
Na figura 1 temos o diagrama complete do timer.
75
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Figura 1
A montagem, tendo por base uma pequena ponte de
terminais, é mostrada na figura 2.
Figura 2
76
NEWTON C. BRAGA
O SCR pode ser o TIC106, MCR106 ou qualquer outro com
tensão a partir de 50 V.
A alimentação deve ser fornecida por 4 pilhas pequenas ou
médias e a lâmpada deve ser de baixa corrente (6 V x 50 mA).
Os resistores são de 1/8 W ou maiores e o capacitor
eletrolítico deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 6 V.
O conjunto pode ser instalado numa pequena caixa. de
plástico e dentre suas utilidades sugerimos a de timer para
partidas de xadrez ou então no controle do cozimento de
alimentos ou banhos químicos.
LISTA DE MATERIAL
SCR - TIC106 ou equivalente- diodo controlado de
silício
L1 - 6 V x 50 mA - lâmpada comum
P1 - 1 M - potenciômetro
S1 - Interruptor simples
S2 - Interruptor de pressão
B1 - 4 pilhas pequenas
R1, R2 - 10 k x 1/8 W - resistores - marrom, preto,
laranja
C1 - 470 pF a 1 000 μF x 6 V – capacitor eletrolítico
Diversos:
Suporte de pilhas, ponte de terminais, caixa para
montagem, botão para o potenciômetro, fios, solda,
etc.
77
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
RADIO ALIMENTADO POR ÁGUA E SAL,
BATATA, TERRA OU LARANJA
Nota da edição atual: este projeto aparece em
várias versões em artigos do autor no site e em livros.
O circuito é bastante didático e usa componentes
muito comuns. O projeto é bastante atual pelo
estímulo ao uso de fontes alternativas de energia.
Eis uma montagem muito curiosa que envolve a produção
alternativa de energia elétrica: um rádio que funciona com a
energia extraída de maneiras muito curiosas, como por exemplo,
da terra, de um vidro com água e sal, de duas moedas, de uma
batata, de uma laranja e de algumas outras formas bastante
interessantes que serão analisadas neste artigo.
O rádio é muito sensível, tanto que, com as “fontes de
energia” mais potentes teremos a escuta em alto-falante das
estações locais sem precisar sequer de antena externa! Além de
tudo o que foi dito na introdução, este receptor envolve outros
aspectos curiosos, como por exemplo, a utilização de boa parte
de material retirado de rádios velhos e aparelhos de sucata.
Nenhum componente usado é de difícil obtenção, muita
coisa pode ser improvisada e no total o aparelho terá um custo
bastante acessível. Trata-se, sem dúvida, de algo muito
interessante para demonstrações em Feiras de Ciências,
exposições e como trabalho escolar. O receptor é projetado
basicamente para trabalhar com tensões de 0,5 V a 3 V que
podem ser obtidas de fontes alternativas.
A corrente exigida é de apenas 2 mA, mas com esta
pequena potência, teremos a excitação audível de um pequeno
alto-falante.
Numa caixa acústica, um alto-falante sensível pode fornecer
excelente som e com um fone de ouvido teremos volume
comparável ao obtido em um walkman comum.
78
NEWTON C. BRAGA
São usados 3 transistores, o que garante uma boa
sensibilidade e a única ligação externa necessária é o fio terra
que pode aproveitar o neutro da tomada ou qualquer objeto em
contato com o solo, como uma esquadria de janela ou porta, ou
canalização de água.
-COMO
FUNCIONA
Certamente este é o ponto mais importante do artigo, pois
sua curiosidade deve estar bem aguçada: o segredo do rádio está
no circuito, mas não é por ele que começaremos, mas sim, pela
fonte de energia.
Diversas são as maneiras segundo as quais podemos obter
pequenas quantidades de energia elétrica. Temos processos
químicos, mecânicos e até mesmo ópticos.
O primeiro processo que descrevemos é o químico em que
se baseiam as pilhas comuns: quando dois metais diferentes são
colocados em contato com uma solução condutora, aparece uma
pequena tensão elétrica entre eles (figura 1).
79
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
A solução pode ser formada por água e qualquer ácido,
água e qualquer tipo de sal, ou então água e qualquer tipo de
base como soda cáustica.
A tensão obtida depende dos metais usados. Prefere-se
então uma combinação em que tenhamos metais com tendências
“positivas” como a prata ou o cobre, para terminal positivo, e
metais com tendências “negativas” como o zinco ou o alumínio
para o polo negativo.
Uma combinação prata-zinco ou cobre-zinco permite a
obtenção de quase 1 V de tensão. A corrente máxima depende da
ionização da solução, ou seja, da “força” da substância e também
do tamanho dos eletrodos de metal, além, de sua aproximação.
Ligando diversas células produtoras de energia deste tipo,
podemos somar as tensões, figura 2.
Figura 2 – Ligação série de células para aumentar a tensão
Veja que a energia elétrica produzida nestas pilhas vem da
corrosão do metal “mais negativo” que, com o tempo, se
80
NEWTON C. BRAGA
desgasta e precisa ser substituído, mas isso é um processo muito
lento, dada a quantidade de energia produzida.
Com tensões acima de 0,7 V, o volume já é razoável.
A sensibilidade é dada pelo ganho dos transistores.
Juntando 3 transistores com ganho de 60 vezes obtivemos
ótima amplificação a ponto de não ser preciso usar antena
externa ou qualquer outro tipo de antena para as estações mais
fortes. Apenas a ligação à terra foi necessária.
É claro que maior sensibilidade será obtida com o uso de
um pedaço de fio comum como antena.
O único ajuste, além da sintonia que o rádio tem, é o de
polarização dos transistores feito num potenciômetro para
conseguir o maior rendimento em função da fonte de energia.
-MONTAGEM
Na figura 3 damos o diagrama completo do rádio.
Optamos pela montagem, em uma base de acrílico, por se
tratar de aparelho experimental.
Você pode usar outros materiais isolantes como madeira ou
plástico. Os componentes menores são soldados numa ponte de
terminais, veja a figura 4.
81
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Os componentes críticos são os transistores. Usamos os
2SB75, mas equivalentes como os 2SB54, 2SB175, OC71, OC74
e outros tipos antigos servem. Observe que nestes transistores o
terminal de coletor é identificado por um ponto.
A bobina e formada por 100 voltas de fio esmaltado 28 ou
mesmo fio comum de ligação fino, enroladas num bastão de
ferrite de 20 a 30 cm de comprimento e diâmetro em torno de 1
cm. Faça uma tomada entre a espira número 30 ou 40.
O variável CV é aproveitado de um velho rádio de válvulas,
sendo do tipo de duas seções. Poderemos eventualmente ligar as
duas seções em paralelo para uma cobertura melhor da faixa de
ondas médias.
Observe a polaridade de alimentação. Os resistores podem
ser de 1/8 W ou maiores.
O diodo D1 e de germânio de qualquer tipo, retirado de
rádios fora de uso. E preciso apenas observar sua polaridade na
ligação, pois se for invertido, o rádio não funcionará.
Os valores de C1 e C2 não são críticos. Valores entre 100 nF
e 220 nF servem.
82
NEWTON C. BRAGA
As marcações dos capacitores que poderão ser utilizados
são 0,1 ou 0,2 mfd, 0,1 ou 0,2 μF, .1 ou .2 μF, 100 nF ou 220 nF,
103 ou 223, além de outras.
O capacitor eletrolítico C3 também não é crítico e valores
entre 470 μF e 1 000 μF com tensões a partir de 3 V, servem.
Para o alto-falante sugerimos um tipo de bom rendimento,
com 4 ou 8 ohms e que deve ser montado na mesma base do
protótipo ou se o leitor preferir, numa pequena caixa acústica.
-PROVA
E USO
Para a prova pode ser usada uma pilha comum como fonte
de energia.
O polo positivo será ligado em X2 e o negativo em X1.
O fio terra deve ser ligado a qualquer objeto de metal em
contato com a terra ou no polo neutro da tomada.
O polo neutro da tomada pode ser descoberto com uma
lâmpada néon, figura 5.
Figura 5 – O Neon não acende ao conectar ao Neutro.
83
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
No polo neutro a lâmpada não acende.
Não há perigo de choque nesta prova desde que seja usado
o resistor. Feita a prova, vamos passar às fontes de energia que
fazem este rádio “falar”.
a) Água e sal
Dissolva uma colher de sopa de sal num copo de água.
O polo positivo será uma placa ou pedaço de cobre e o
negativo será uma placa de zinco ou alumínio.
Uma placa não deve encostar na outra (figura 6).
Molhando um pedaço de papel poroso (guardanapo de papel
dobrado) em água e sal e colocando-o entre duas moedas
diferentes, teremos uma pilha de moedas.
Se você conseguir uma moeda de prata antiga e outra de
alumínio, poderá obter uma excelente tensão para seu rádio
(figura 7).
84
NEWTON C. BRAGA
A solução pode ser também formada por um pouco de ácido
sulfúrico dissolvido em água (10 ml por copo).
Se quiser, use Várias células ligadas em série para
aumentar a tensão. Ajuste P1 para melhor recepção em cada
experiência.
b) Laranja e Batata
Para funcionar com uma laranja ou batata, enfie nelas um
prego e um pedaço de fio de cobre (ambos bem limpos).
O cobre será o polo positivo e o prego o polo negativo.
Para maior energia, substitua o prego por um pedaço de
zinco (de calha de água, por exemplo) dobrado.
Faça experiências com combinações diversas de metais para
verificar a que oferece maiores tensões (figura 8).
85
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Quando o rádio “enfraquecer”, basta tirar os fios e limpálos, enfiando-os novamente em outro ponto da batata ou laranja.
c) Gerador manual
Como verificamos na figura 9, basta conectar um motor de
brinquedo e girar seu eixo, primeiro num sentido e depois noutro,
para obter a polaridade certa.
Com capacitores de valores elevados ligando, por exemplo,
diversos de 1 000 ou 2 200 μF em paralelo, teremos maior
armazenamento da energia gerada e poderemos até dar
intervalos maiores entre as maniveladas.
86
NEWTON C. BRAGA
Se acoplarmos uma hélice ao motorzinho para que ele seja
girado pelo vento, conseguiremos que nosso rádio opere com
energia eólica.
Do mesmo modo, poderemos ter uma queda d'água
funcionando como fonte de energia para o rádio. Faça
experiências com energias alternativas. O rádio funcionará
sempre que a tensão do gerador superar os 0,4 V (400 mV) e a
corrente chegar aos 2 mA.
d) Energia da terra
Basta enterrar as placas de metais diferentes (cobre e lata
ou alumínio) num solo úmido ou num vaso com terra úmida.
O polo positivo será a placa de cobre, de pelo menos. 5 x 10
cm. A tensão dependerá da umidade e da natureza do solo,
conforme a figura 10.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1, Q2, Q3 - 2SB75, 2SB175 ou qualquer transistor
PNP de germânio de uso geral
D1 - 1N34 - diodo de germânio
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 330 k - laranja, laranja, amarelo
R2 - 10 k - marrom, preto, laranja
R3 - 1 M - marrom, preto, verde
P1 - 4,7 M - potenciômetro
87
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Capacitores:
CV - variável comum - ver texto
C1, C2 - 100 nF - poliéster ou cerâmicos
C3 - 470 a 1000 μF/6 V - eletrolítico
Diversos:
L1 - Bobina de antena - ver texto
FTE - alto-falante de 4 ou 8 ohms pequeno
Ponte de terminais, base para montagem, fonte de
energia alternativa, fio terra, bastão de ferrite, fio
esmaltado, etc.
88
NEWTON C. BRAGA
TERMOSSENSOR
Nota da edição atual: mais uma vez temos um
projeto bastante simples que usa componentes
comuns. O circuito tem finalidade didática podendo ser
montado numa matriz de contatos.
Este circuito e sensível ao calor, podendo servir de alarme
de sobreaquecimento de peças, incêndio ou mesmo curtocircuito.
Com o calor, o sensor que é um simples diodo conduz a
corrente e faz acender um LED de aviso.
O sistema opera seguramente com temperaturas de até 120
graus Celsius aproximadamente.
Além deste valor, ocorre o acendimento do LED, mas o
sensor ficará danificado.
O funcionamento deste mini-projeto é simples: a resistência
de um diodo comum diminui com seu aquecimento, quando
polarizado no sentido inverso.
Usando três transistores amplificadores podemos aumentar
a intensidade da baixa corrente que flui no diodo nestas
condições de calor maior e assim obter o acionamento de um LED
de aviso.
A temperatura em que ocorre o acendimento do LED
depende do diodo usado, podendo ser feitas experiências com
tipos como o 1N4148, 1N914, 1N4001, 1N4002, BY127, 1N34,
BA315, etc.
A alimentação do circuito vem de 4 pilhas comuns e o LED e
o sensor podem ser remotos.
Para o sensor é conveniente usar um fio blindado de
ligação, pois ruídos captados podem causar o acendimento falso
do LED.
89
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
-MONTAGEM
Na figura 1 temos O diagrama completo do aparelho e na
figura 2, sua montagem que tem por base uma ponte de
terminais.
90
NEWTON C. BRAGA
Uma aplicação interessante para este circuito e na detecção
do aquecimento de componentes de um circuito ou do próprio
ferro de soldar.
Instale o diodo sensor no suporte do ferro e assim quando
ele aquecer o LED acenderá.
Na montagem observe as posições dos transistores, diodos
e do LED, pois qualquer inversão impedirá que o aparelho
funcione.
LISTA DE MATERIAL
Q1, Q2, Q3 - BC548 ou equivalente - transistores NPN
de uso geral
D1 - Diodo sensor - ver texto
LED - LED vermelho comum
B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas comuns
S1 - Interruptor simples
R1 – 10 k x 1/8 W - resistor - marrom, preto, laranja
R2 – 47 ohms X 1/8 W - resistor - amarelo, violeta,
preto
R3 – 470ohms x 1/8 W - resistor - amarelo, violeta,
marrom
Diversos:
Suporte para 4 pilhas pequenas, ponte de terminais,
caixa para montagem, fios, solda, etc.
91
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
TRÊMULO MIXER
Nota da Edição Atual: apesar de usar componentes
discretos comuns e ter sido abordado em diversas
outras versões em artigos do autor, este projeto ainda
é interessante e viável.
Que tal montar um mixer para seu equipamento de som
com dois efeitos sonoros interessantes? Como trêmulo ele modula
o som mixado, produzindo variações de intensidade rápidas,
muito usado quando a entrada for um violão ou guitarra. Na
função de modulação lenta, ele fará o som ir sumindo de forma
gradual para depois voltar lentamente, como se o microfone fosse
afastado e aproximado dos executantes.
Os dois efeitos que colocamos neste mixer, mais a
possibilidade de aumentarmos quase que indefinidamente o
número de entradas, isso tanto na versão monofônica como
estereofônica, fazem deste aparelho algo muito especial em
matéria de som.
Se o leitor é “ligado” num som diferente, por que não
realizar uma montagem um pouco mais avançada?
Como sempre fazemos em nossas edições, uma das
montagens e um pouco mais avançada, como esta, sendo
indicada para aqueles que já possuem certa prática e que
desejam aparelhos mais complexos.
É claro que se o leitor ainda não for muito experiente,
tentar realizar esta montagem não será impossível, mas exigirá
mais cuidados. O aparelho possui fonte própria, podendo ser
ligado na entrada de qualquer amplificador.
Na sua entrada poderemos misturar diversos tipos de sinais,
como por exemplo, de toca-fitas, toca-discos, (CD-players e
microfones sensíveis) para fazer mixagens de fitas, e com
efeitos!) além de ligar instrumentos musicais, como violão e
guitarra.
92
NEWTON C. BRAGA
-COMO
FUNCIONA
Podemos fazer uma análise do funcionamento com mais
facilidade, dividindo o mixer em etapas.
Começamos então com a etapa de mixagem que usa um
transistor um pouco diferente (para muitos leitores iniciantes),
que é um transistor de efeito de campo (FET) MPF102 ou BF245.
Este transistor (Q1) se caracteriza por ter uma impedância
de entrada muito alta, logo, ele pode trabalhar com muitas
entradas ao mesmo tempo, sem que isso afete os aparelhos
ligados e não seja afetado por eles.
Em nosso caso, colocamos no diagrama apenas duas
entradas, cada qual com um potenciômetro de ajuste de nível (P1
e P2), mas nada impede que o leitor monte com 3, 4 até 10 se
quiser!
Nos potenciômetros será controlada a intensidade dos sinais
mixados, assim, cada entrada deverá ter um.
O sinal misturado pelo FET recebe ainda uma amplificação
adicional pelo transistor Q2, para ser levado à saída do aparelho,
mas passando antes pela etapa de efeito.
A etapa de efeito consta de um multivibrador (Q4 e Q5) e
um circuito de acoplamento (Q3) que é ativado quando
acionamos S4.
Conforme a seleção de capacitores, por meio de S1, o
multivibrador pode produzir oscilações lentas ou rápidas.
Na posição de oscilações rápidas (S1 aberta), o sinal
retangular produzido passa por uma rede que modifica sua forma,
conforme a figura 1, formada por C6, C,, R7 e P3.
93
BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
Esta forma de onda, aplicada ao transistor Q3, determina o
modo como o sinal de saída do mixer será alterado. Teremos
então variações rápidas de intensidade, neste caso, modulando o
som.
Com a chave na posição fechada, as oscilações são lentas e
teremos a forma de onda da figura 2.
Neste caso, o efeito será de uma modulação muito
vagarosa, com a redução e aumento da intensidade do som feita
lenta e automaticamente, como se o microfone fosse afastado e
aproximado do cantor.
O mesmo multivibrador que controla os efeitos de um canal
também o faz com o outro, mas em fase oposta, assim, numa
montagem estéreo, quando um canal aumentar, o outro
diminuirá automaticamente, com um efeito muito interessante.
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NEWTON C. BRAGA
Na versão estéreo devemos montar um multivibrador (Q4 e
Q5) e duas entradas de mixagem.
A fonte de alimentação é comum aos dois canais, tendo por
base um transformador (T1) que fornece 9 V e dois diodos
retificadores, além, de um bom filtro, que pode ser um capacitor
de 1000 ou 2200 μF x16 V.
-MONTAGEM
Como se trata de montagem que trabalha com sinais de
áudio de pequena intensidade, cuidados especiais com fios de
entrada e saída devem ser tomados para que não haja captação
de zumbidos.
Os fios devem ser blindados e com as malhas aterradas.
Na figura 3 damos o diagrama completo do mixer, apenas
com um canal de mixagem. Para dois canais, repete-se o
material, menos da fonte e do multivibrador (Q4 e Q5).
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
A realização do aparelho em placa de circuito impresso é
mostrada na figura 4, na versão estereofônica.
5.
A placa de circuito impresso isolada e apresentada na figura
96
NEWTON C. BRAGA
Veja que recomendamos o uso de potenciômetros slide para
dar um aspecto mais “profissional” ao mixer.
São os seguintes os principais cuidados que devem ser
tomados com a montagem e obtenção dos componentes:
a) Os transistores são de dois tipos: para Q1, deve ser
usado um FET do tipo MPF102. Se usar o BF245 observe que ele
tem pinagem “ao contrário” do MPF 102, ou seja, onde é o gate
(g) do MPF102 é o dreno (drain) do BF245
Observe sua posição na hora da ligação. Os demais podem
ser NPN de uso geral. Como os BC548 ou seus equivalentes, tais
como os BC547, BC238, BC237 etc.
b) Os diodos D1 e D2 da fonte são 1N4002 ou equivalentes,
devendo ser observada sua polaridade.
c) P1 e P2 são potenciômetros deslizantes (duplos) de 100 k
ou, se o leitor tiver dificuldade em obtê-los, podem ser rotativos
lineares, sem chave. As ligações à placa de jaques de entrada e
saída são feitas com fio blindado. P3 e P4 São rotativos comuns
de 100 k (P3 e duplo).
d) S1 e S4 são chaves de 2 polos X 2 posições. S1 e usada
como interruptor duplo, S2 é a comutadora de funções para o
efeito, S3 e S4 como interruptores simples. As chaves e os
potenciômetros ficarão no painel do aparelho.
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
e) Os resistores podem ser de 1/8 ou 1/4 W com qualquer
tolerância, conforme a lista de material.
f) Os capacitores C1, C2 e C 4 são cerâmicos ou de poliéster
e seu valor não é crítico, podendo ficar entre 82 e 220 nF. Os
demais capacitores são todos eletrolíticos com uma tensão de
trabalho de pelo menos 16 V. Na ligação dos eletrolíticos deve ser
observada sua polaridade.
g) T1 é um transformador de alimentação com primário de
acordo com a rede local (110 V ou 220 V) e secundário de 12 +
12 V e corrente entre 250 e 500 mA.
h) Completam o material os jaques de entrada e saída que
podem ser do tipo RCA, 0 cabo de alimentação, fios, solda e a
placa de circuito impresso que deve ser confeccionada pelo
próprio montador. Terminando a montagem, podemos pensar na
prova de funcionamento.
-PROVA
E USO
Para provar você precisará de um amplificador e de duas
fontes de sinais, como por exemplo, um rádio e um gravador, um
sintonizador e um gravador, um toca-fitas e um microfone, etc.
A ligação é feita da maneira indicada na figura 6.
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NEWTON C. BRAGA
Coloque o amplificador em seu volume médio. Se a versão
for estereofônica, experimente um canal de cada vez.
Os aparelhos que formam a fonte de sinal devem estar em
volume médio e os potenciômetros P1 e P2 no mínimo.
Inicialmente deixe S4 desligada. Provaremos então a etapa
de mixagem, deixando para depois os efeitos. Ligando as fontes
de sinal, levamos P1 e F2 para o máximo, verificando como os
sinais aparecem no amplificador. Se houver distorção no máximo,
isso significa que o sinal de entrada é muito intenso.
Deve ser reduzido seu volume na fonte, se for rádio, tocafitas ou tape-deck. Comprovado o funcionamento desta etapa,
passamos aos efeitos. Deixamos um sinal na entrada e
reproduzido no amplificador. Ligamos em seguida S4.
S2 pode estar inicialmente na posição que coloca C6 no
circuito, que é o capacitor de menor valor. Ajustando P 4 e ao
mesmo tempo P3, deve ser obtido o efeito de variação da
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BRINCADEIRAS E EXPERIÊNCIAS COM ELETRÔNICA - ESPECIAL – volume 2
intensidade do som na saída. Verifique as duas posições de S1.
Numa delas a variação é mais rápida e na outra mais lenta.
Ajuste & profundidade desta variação em P3. Comprovado o
funcionamento deste circuito, coloque S2 na posição que liga C1.
As variações são menos acentuadas. Controle em P2 a
profundidade do efeito. Depois disso, é só usar o mixer, editando
suas próprias fitas ou ainda fazendo sua própria programação em
circuito fechado de som.
Obs: Modificações nos efeitos podem ser obtidas com
a troca de valores de certos componentes, como C6,
C7, C9, C10, C11 e C12.
Se notar roncos no circuito de saída, aumente o valor de C8
e ligue todas as blindagens a um ponto comum da terra, na
própria caixa do aparelho, que deve ser metálica.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
Q1 - MPF102 ou BF245 - transistor de efeito de campo
– ver texto
Q2, Q3, Q4(*), Q5(*) - BC548 ou equivalentes –
transistores NPN.
D1, D2 - 1N4002 ou equivalentes - diodos de silício
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1, R2 - 150 k - marrom, verde, amarelo
R3, R6, R7 - 10 k - marrom, preto, laranja
R4 - 4,7 k - amarelo, violeta, vermelho
R5 - 1 k - marrom, preto, vermelho
R8, R11 - 2,2 k - vermelho, vermelho, vermelho
R9, R10 - 22 k - vermelho, vermelho, laranja
R12 - 270 - vermelho, violeta, marrom
Capacitores:
C1, C2, C4(*) - 100 nF - capacitores cerâmicos
C3, C9(*), C11(*) - 220 μF/ 16 V - eletrolítico
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C5 - 4,7 μF/ 16 V - eletrolítico
C6 -10 μF/16 V - eletrolítico
C7 - 100 μF/ 16 V - eletrolítico
C8 - 1 000 a 2 200 μF/ 16 V- eletrolítico
C10, C12 - 22 μF/ 16 V - eletrolíticos
Diversos:
T1 - transformador com primário de acordo com a
rede local e secundário de 12 V + 12 V com pelo
menos 250 mA
P1, P2 - 100 k - potenciômetros duplos
P3 - 100 k - potenciômetros duplos
P4 - 100 k - potenciômetro simples
S1, S2, S3, S4 - Chaves de 2 polos x 2 posições alavanca
Placa de circuito impresso, jaques de entrada e saída,
cabo de alimentação, caixa para montagem, fios,
solda, etc.
(*) Comum aos dois canais
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