Realejo Eletrônico (ART2939)
Realejo Eletrônico (ART2939)
Um realejo eletrônico? Por que não? Neste artigo descrevemos a montagem de um Realejo Eletrônico, um aparelho simples em que você pode programar uma sequência de até 10 notas musicais diferentes, segundo a melodia que deve ser executada. A sorte ficará a cargo do periquito que, eventualmente, também pode ser montado numa versão eletrônica pelos mais habilidosos.
Este artigo fez parte do livro Brincadeiras e Experiências com Eletrônica – Vol 12 que publiquei em 1983. O projeto ainda é atual, mas pode ser muito melhorado com o uso de um microcontrolador e uma codificação digital da música. Tudo depende da imaginação do leitor.
Os realejos são dispositivos mecânicos em que, num cilindro são programadas, através de pequenos pinos, as músicas que devem ser executadas ao seu movimento, por meio de uma manivela. Trata-se de principio semelhante aos usados nas caixinhas de músicas, já de conhecimento da maioria dos leitores que tiveram a curiosidade de desmontar uma.
A versão eletrônica não foge ao principio da programação, com a diferença de que esta é feita não por um cilindro, mas sim por um circuito eletrônico.
O que temos então é uma manivela que produz impulsos elétricos, os quais acionam um circuito eletrônico, o qual "extrai" de uma memória as notas musicais produzidas segundo a melodia desejada e reproduzidas num pequeno alto-falante.
O nosso "realejo" em sua versão eletrônica tem dois tipos de alimentação: a primeira é a "muscular" fornecida pelo próprio leitor ao girar a manivela e a segunda "elétrica" vinda de 4 pilhas comuns.
O som deste realejo é um pouco diferente dos comuns, mas sem dúvida este projeto constitui-se numa curiosidade que deve ser analisada pelos leitores que gostam de coisas "diferentes".
Os componentes usados, como sempre, são de fácil obtenção e não existem dificuldades que impeçam sua realização prática.
Nosso realejo tem um principio de funcionamento relativamente simples, que pode ser estudado a partir de um diagrama de blocos. Neste diagrama cada bloco representa uma função que é exercida por componentes eletrônicos ou mesmo eletromecânicos.
Este diagrama é mostrado na figura 1.
O primeiro bloco representa o circuito de produção de impulsos que dará a cadência da música executada ou a velocidade de produção das notas musicais.
Cada pulso produzido por este circuito representa o toque de uma nota, de modo que dele dependerá o sucesso da execução de uma música.
Este circuito tem por base um simples interruptor de lâminas que é acionado por um eixo excêntrico de uma manivela. (figura 2)
A cada volta da manivela o eixo excêntrico provoca o contacto das lâminas produzindo um impulso elétrico positivo. Este impulso elétrico vai para o bloco seguinte.
O bloco seguinte consiste num circuito integrado C-MOS 4017, um contador Johnson. (figura 3)
Este circuito integrado conta os impulsos do bloco anterior; produzindo um sinal em cada saída, em sequência, toda vez que um novo impulso é enviado a sua entrada.
Assim, no primeiro impulso temos um "sinal" na primeira saída, no segundo impulso, o sinal aparece na segunda saída e assim por diante.
Ao chegar na última saída o "sinal" volta à primeira, recomeçando o ciclo.
Este circuito será usado para programar as 10 notas musicais do realejo.
A programação é feita no terceiro bloco que é mostrado na figura 4.
Temos então 10 diodos e 10 trimpots de ajuste das notas musicais no bloco de programação.
Os trimpots determinam, no bloco seguinte, a frequência de um oscilador de áudio com dois transistores.
Conforme a resistência apresentada por cada trimpot teremos na presença de sinal a produção de uma nota de frequência diferente. Se a resistência for baixa, teremos a produção de som de maior frequência que corresponde a uma nota mais aguda. Se a resistência for mais alta, teremos a produção de uma nota mais grave.
A nota básica, ou seja, a nota central do realejo é determinada pelo capacitor C2. Se o leitor quiser uma variação de sons, tendendo para o agudo, poderá usar um capacitor de valor menor que o indicado e, do mesmo modo, se quiser uma variação para os graves, poderá usar um capacitor maior que o indicado. (figura 5)
Veja então que ajustando em sequência cada um dos trimpots, poderemos programar uma melodia curta para o realejo e, eventualmente, deixando um ou outro desligado ou no ponto de máximo, programar também intervalos.
Na figura 6 damos um exemplo de programação com intervalo.
O oscilador do bloco final tem potência para excitar um pequeno alto-falante com bom volume, sem a necessidade de amplificador externo.
A alimentação do circuito vem de 4 pilhas comuns que terão boa durabilidade neste brinquedo.
Para montar tudo isso é só verificar as páginas seguintes.
Os leitores que quiserem realizar esta montagem devem ter recursos para a elaboração de uma placa de circuito impresso segundo o desenho padrão dado. A montagem em placa é exigida em vista do circuito integrado usado ter muitos terminais próximos e delicados.
Começamos então pelo próprio circuito integrado que é do tipo 4017 C-MOS. Este integrado eventualmente pode aparecer com prefixos como CD 4017, mas isso não impede seu uso.
Um suporte para o circuito integrado é recomendado para os leitores que não tenham ainda muita experiência com este componente.
Os transistores usados são comuns. Temos um NPN de uso geral que pode ser o BC548 ou qualquer de seus equivalentes mais conhecidos, como o BC547, BC237 ou BC238. O outro é PNP que pode ser o BC558 ou qualquer de seus equivalentes comuns como o BC557, BC307 ou BC308.
Temos 10 diodos que são de silício de uso geral, como os 1N914 ou 1N4148 ou mesmo 1N4002. Escolha o mais barato em sua localidade, que seja disponível.
Os trimpots são de valores comuns não havendo, portanto, problemas com sua obtenção. São todos de 100 k, ou mesmo de valores próximos.
O alto-falante pode ser de qualquer tipo de 5 à 10 cm de diâmetro, com 8 Ω de impedância. Os alto-falantes de maior diâmetro permitem obter melhor qualidade de som.
C3 é um capacitor eletrolítico cujo valor não é crítico, pois sua função é apenas desacoplar a fonte de alimentação. Qualquer capacitor de 10 µF à 220 µF x 16V ou mais pode ser usado. Os demais capacitores podem ser de poliéster ou cerâmicos e para C2 a escolha depende do tom desejado.
Os resistores são todos de 1/8W com 10% ou 20% de tolerância, e S1 é um interruptor simples.
O interruptor Sx é feito com duas lâminas de cobre ou outro metal que não esteja sujeito ao ataque da ferrugem, conforme mostra a figura 7.
Nossa sugestão para a realização deste interruptor está no aproveitamento dos contactos de um relê ou ainda interruptor comum que seja desmontado.
A caixa para a montagem é a sugerida na figura 8.
Comece confeccionando a placa de circuito impresso segundo o desenho da figura 9.
Veja que esta placa é mostrada tanto do lado cobreado como do lado dos componentes. Será conveniente ter todos os componentes em mãos antes de fazer a placa para evitar pequenos desacordos que podem ocorrer em vista das dimensões diferentes de alguns, conforme o fabricante.
O circuito completo é mostrado na figura 10.
Sugerimos que a montagem seja feita na seguinte sequência para evitar-se surpresas:
a) Solde em primeiro lugar o circuito integrado, observando sua posição que é dada pela marca do pino 1 ou meia lua. Ao soldar os terminais do integrado tenha o máximo de cuidado para que não ocorram espalhamentos de solda. A Solda usada deve ser a 60/40 fina (1 mm) para maior facilidade. Evite os excessos e seja rápido.
b) Solde depois os dois transistores. Cuidado para não confundi-los, pois eles são diferentes. 01 é o BC548 e 02 o BC558. Seja rápido na sua soldagem.
c) Solde a seguir os diodos, observando sua posição. Estes diodos possuem anéis de marcação de seu catodo. Veja a posição do anel no desenho da placa. A soldagem dos diodos também deve ser feita rapidamente, pois eles são sensíveis ao calor.
d) Agora você pode soldar os resistores. Para estes e importante apenas observar seus valores que são dados pelas faixas coloridas. Veja a lista de material para identificar cada um.
e) Para soldar os capacitores você deve observar a marcação de polaridade no caso de C3 e nos outros apenas o valor de cada um. Para C1 este valor pode vir tanto como 104 como 0,01 ou ainda 100 n.
f) Completamos a montagem na placa com a soldagem dos trimpots. Veja que os furos para os terminais destes componentes devem ser um pouco mais largos do que os de passagem para os terminais dos demais componentes. 0 alargamento, se necessário, deve ser feito com cuidado.
Passamos à soldagem e ligação dos componentes externos:
g) Fixe o alto-falante, a manivela e os contactos externos de Sx na caixa. Fixe também o suporte das pilhas e o interruptor S1.
h) Faça a ligação dos contactos de Sx à placa, usando pedaços de fio flexível.
i) Faça a ligação do alto-falante, também usando pedaços de fio flexível.
j) Faça a ligação do suporte de pilhas e também de S1, usando fios comuns flexíveis. Veja a polaridade dos fios.
A placa de circuito impresso será fixada na caixa com a ajuda de parafusos comuns e separadores que são feitos com tubos de esferográficas.
Terminada a montagem confira tudo e, se não verificar nenhuma anormalidade, podemos passar à prova e à programação da melodia.
Coloque inicialmente 4 pilhas pequenas novas no suporte, observando a sua polaridade.
A seguir acione S1. O aparelho já poderá inicialmente emitir algum som, ou seja, um apito contínuo.
Gire a manivela em velocidade da ordem de uma rotação por segundo.
A cada volta da manivela o som deve mudar de tonalidade ou ainda desaparecer. O desaparecimento é normal, pois os trimpots não estão ajustados.
Verificado este comportamento podemos fazer a programação. Se não houver mudança de tom ao girar a manivela verifique:
a) Os contactos da manivela.
b) As ligações no integrado.
Se nenhum som for ouvido verifique:
a) A ligação dos transistores (se não houve troca).
b) O estado do alto-falante.
A programação é feita do seguinte modo:
Deixe a manivela numa posição e procure mexer nos trimpots até descobrir o que atua sobre o som, mudando sua tonalidade.
A seguir, vá virando a manivela dando voltas até que o trimpot que atue sobre o som seja P1.
A partir dai ajuste P1 para a primeira nota da música que você deseja. Depois, dê uma volta na manivela e ajuste P2, e assim sucessivamente.
Se houver salto procure verificar o contacto Sx. Se algum trimpot não atuar, verifique o diodo correspondente.
CI-1 - 4017 - circuito integrado C-MOS
Q1 - BC548 (BC547, BC237, BC238) - transistor NPN
Q2 - BC558 (BC557, BC307, BC308) - transistor PNP
D1 a D10 - 1N914 ou 1N4148 - diodos de silício
P1 a P10 - trimpots de 100 k
C2 - 56 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
C3 - 100 µF x 12V - capacitor eletrolítico
R1 - 22k x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, laranja)
Sx - interruptor de lâminas (ver texto)
FTE - alto-falante de 8 Ω (5 a 10 cm)
Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, fios, solda, separadores, manivela de madeira, etc.