sexta-feira, 30 de novembro de 2012

Circuitos de Áudio

Nesta matéria apresento uma coletânea de circuitos de áudio para propósitos gerais. Todos os circuitos de áudio são simples de serem montados. O usuário poderá tirar suas dúvidas nos comentários sempre que precisar.










Sirene Simples

Esta sirene de um tom é muito simples de ser construída e requer poucos componentes. A frequência de saída desta sirene é determinada pelo valor dos capacitores C1 e C2. A potência de saída é de 2W quando o circuito é alimentado por uma fonte de 12V e o alto-falante tem uma impedância de 4Ohms. Uma vez que este circuito desenvolve uma potência razoável é necessário equipar o transistor Q4 com um dissipador de calor. Além disso, deve-se aumentar o valor de R5 caso note que este está aquecendo em demasia. 


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Sirene com dois tons

Esta sirene de dois tons é fácil de montar e requer poucos componentes. A base do funcionamento deste circuito se dá pela modulação da frequência da etapa osciladora. Para ter uma saída de áudio boa é necessário utilizar um amplificador na saída. Os ajustes de frequência e tempo de modulação são feitos ajustando-se os potenciômetros P1 e P2. C1 e C2 determinam as frequências de modulação e tom, respectivamente.


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Gerador de Ruído Branco

Muitas vezes este circuito gerador de ruído branco pode ser muito útil para testar circuitos de áudio. Geralmente é utilizado para testar circuitos de filtro, pois apresenta um sinal com uma alta densidade espectral. Este pode ser alimentado a partir de uma fonte de 9V e é necessário que a saída seja ligada a um amplificador de áudio. O transistor Q1 pode ser qualquer um NPN.


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Mixer de três canais

Este circuito tem duas funções: Funciona como mixer de 3 canais e fornece uma pre-amplificação. Este mixer pode ser utilizado para microfones, visto que o ganho máximo atingido é de até 100 vezes. Em todo caso, o ganho pode ser controlado pelo ajusto do potenciômetro P1. O circuito pode ser alimentado por uma fonte de tensão de 9 até 12V. É importante utilizar uma fonte bem estabilizada para que não haja interferência nos sinais sonoros.


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Gerador de áudio senoidal

Este circuito tem a função de um oscilador de áudio senoidal. Muito simples de ser montado, emprega apenas dois transistores e mais uns poucos componentes. A alimentação pode vir de uma fonte que varia numa faixa que começa em 3V até 12V. A frequência é regulada pelo ajuste do potenciômetro P1. C1 poderá ser alterado para conseguir tons em outras faixas de frequência. É recomendável utilizar transistor BC558 para alimentação de 3V e BD136 para alimentações próximas a 12V.


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Oscilador de áudio TTL

Este circuito tem a função de gerar áudio com forma de onda quadrada. Muito simples de ser montado, emprega apenas um circuito digital TTL 7400 e mais uns poucos componentes. Você pode seguir a mesma idéia do diagrama abaixo e construir outro oscilador utilizando as outras portas lógicas que sobraram no CHIP. Desta forma você poderá ter dois osciladores de áudio independentes. A alimentação pode vir de uma fonte de 5V, que é o padrão de alimentação para este tipo de circuito. A frequência de saída é determinada pelos componentes R1, R2, C1 e C2.


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Construa uma TV Nipkow

Esta matéria tem o objetivo de apresentar detalhes sobre o invento de Paul Nipkow que foi um dos precursores da TV. Este invento é baseado num disco perfurado, conhecido também como Dsco de Nipkow, inventado em 1884 por Paul Nipkow, para enviar uma imagem em movimento de um local para outro, por meio de um condutor eléctrico. Para isso, utilizava uma propriedade do Selênio: o fato de a condutividade elétrica deste elemento ser sensível quando a sua iluminação. Decompondo uma imagem num conjunto de pontos escuros e luminosos, estes poderiam ser convertidos em sinais de corrente eléctrica, de intensidade proporcional à claridade dos pontos. 

 Esta página será atualizada na medida em que a construção do equipamento for progredindo. Se estiver interessado você pode participar fazendo comentários no final da página.


domingo, 23 de setembro de 2012

Circuitos Amplificadores de Áudio

Nesta matéria apresento uma coletânea de circuitos amplificadores de áudio. Todos os circuitos para amplificadores de áudio são simples de serem montados. O usuário poderá tirar suas dúvidas nos comentários sempre que precisar.










Circuito Amplificador para Carro

O esquema do circuito da figura abaixo é de uma montagem de um amplificador simples para carro que usa somente transistores como elementos ativos. Este circuito consegue fornecer alguns watts a um alto-falante e pode ainda reforçar os canais de som de um sistema para carro (radio ou toca-fitas).

Os trimpots devem ser ajustados para se obter som sem distorção com o máximo volume. Os transistores devem ter bons radiadores de calor. P1 é um potenciômetro que controla o volume deste amplificador. Os resistores são de 1/8 W, os eletrolíticos para 16V e os demais capacitores podem ser de poliéster ou cerâmicos. Este circuito também pode ser usado em casa como excelente reforço para pequenos rádios e walkmans. A alimentação para este circuito deve vir de uma fonte de 12V bem estabilizada. 

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Circuito Megafone

O circuito da figura abaixo é de um Megafone Simples que pode ser construído em casa facilmente. Este Megafone necessita de um componente principal muito fácil de ser encontrado. O componente eletrônico necessário para este projeto é o LM386. Este circuito é indicado para amplificação da voz fornecendo uma potência razoável a um alto-falante de bom rendimento. Montado em uma forma de corneta ele permite que uma pessoa fale alto para grupos de pessoas, multidões ou ainda torcida. O seguinte esquema eletrônico mostra o projeto de um circuito de Megafone Simples usando o amplificador de potência LM386. Este funciona com baterias e consome apenas 24milliwatts quando opera a partir de 6V de alimentação. Veja a figura abaixo com o esquema elétrico.


Lista de componentes:
R1 - 2.2k
R2 - 10R
R3 - 10k
C1 - .22uF
C2 - .1uF
C3 - 470uF
C4 - 470uF
CI - LM386
Diversos: Alto falante de 8Ohms, Microfone de eletreto, bateria de 9V. Volta ao índice



Circuitos TDA2002

O TDA2002 é um amplificador de áudio encapsulado em um único chip e isso lhe garante uma ótima versatilidade. É possível montar um sistema de amplificação de áudio com poucos componentes. Neste artigo vamos explorar três configurações deste circuito integrado com objetivo de montar um bom amplificador de áudio.

Aplicação típica:
Este é um circuito típico o qual pode ser montado utilizando uma série de componentes comuns e de fácil acesso. Nesta configuração podemos configurar uma largura de banda de saída a partir das equações apresentadas na figura: CFB e RFB. Com relação a este circuito, uma ideia interessante é utilizar uma largura de banda bem baixa (um BW = 500) e utilizar como um subwoofer.

Aplicação de baixo custo:

Neste circuito amplificador de áudio a quantidade de componentes é drasticamente reduzida. Há inclusive a utilização da placa de circuito impresso para compor um dos componentes utilizados. Note que nesta configuração utiliza-se somente capacitores. Confira abaixo como deve ficar o chapeado para esta configuração.

Aplicação em Ponte de 15W:
Nesta aplicação o circuito do amplificador de áudio fica um pouco mais complexo mas garante uma potência de saída bem maior. Para conseguir alcançar esta potência é necessário empregar dois circuitos integrados em uma configuração em ponte. Se caso desejar um sistema estéreo é possível duplicar o mesmo circuito em uma única placa em que haverão quatro TDA2002 fornecendo uma potência total de até 30Watts.

Caso tenha alguma dúvida não deixe de comentar.
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Amplificador de Áudio de 300W

O circuito da figura abaixo representa um amplificador de áudio de 300W discreto, ou seja, é todo construído utilizando somente transistores.Os transistores utilizados são os: TIP147, TIP142 e TIP41 para a etapa de potência e um conjunto de 2 transistores 2A258 ou BC 558 como drivers. A configuração abaixo contempla uma entrada estéreo. Mas nada impede de reduzir o circuito pela metade e utilizar como um amplificador mono. Nesta última configuração o circuito vai operar até no máximo com 150W.

É importante também utilizar uma boa fonte. É necessário que esta consiga produzir uma corrente de 10A. Além disso, os transistores devem ser dotados de radiadores de calor bem grandes.
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Montando uma placa de Áudio

Esta matéria traz a montagem de um circuito amplificador de áudio TDA2002. Num artigo anterior eu havia apresentado características e benefícios de se utilizar o amplificador operacional de potência TDA2002. Neste artigo vou mostrar como construir um protótipo a partir do circuito mostrado abaixo:

A técnica que vou utilizar para construir o circuito é a maneira mais prática e nunca encontrei outra melhor. Esta técnica funciona muito bem quando não é um circuito complexo. Além disso, não é necessário ter aquele trabalhão com o ferro de passar roupas e lidar com a sujeira do acido durante a corrosão como acontece no método tradicional. Tudo que você precisa ter é paciência e um pouco de treinamento, pois no começo o processo é um pouco "tinhoso". A base para o circuito é uma placa matriz de pontos (Conhecida comercialmente como Breadboard). Os componentes são inseridos nos buraquinhos que tem ilhas de cobre. As trilhas são feitas pela própria solda quando derretida pelo aparelho.
O ponto mais crítico para ter sucesso na soldagem é o aparelho utilizado. Quando vai-se unir trilhas a solda deve estar na temperatura certa para que se consiga unir ou separar as ilhas. Assim, o melhor equipamento que utilizei é o ferro de solda Hikari de 30W. Outro item importante é o suga solda, pois quando se comete um erro grande é necessário remover muita solda e sem este equipamento fica muito difícil corrigir o erro. Todos estes itens são facilmente encontrados em qualquer loja de eletrônica. Veja abaixo a figura da matriz de pontos que utilizei:



Já conheci muitas pessoas que elaboram o circuito em tempo real, isto é, olham para o diagrama esquemático e vão soldando ao mesmo tempo. Para quem não está acostumado ou é iniciante eu recomendo a utilização de um software para a construção do layout. Existe um programa chamado ExpressPCB que é excelente para isso. Veja o screenshot abaixo:

Este é um excelente programa que me auxilia durante a soldagem. Assumo que os pontos são os buracos das ilhas, logo você só precisa desenhar as trilhas. A linha para desenho que utilizo tem a largura de 0.30". Mas não se preocupe com estas configurações visto que o importante é a referência para construir a placa posteriormente. Corrigir erros e realocar componentes neste programa é mais fácil do que ficar tentando fazer a placa diretamente.


Este programa tem um banco de dados com componentes padrão, mas as vezes não existe o layout do componente que desejamos. Então é possível produzir um novo layout criando as ilhas e o desenho do componente. Neste caso, o TDA2002 teve que ser um adaptado para encaixar no padrão da placa e tive que criar um layout novo no programa. O desenho final do circuito pode ser observado na figura abaixo:

Outro aspecto importante que deve ser observado é a orientação de visualização da placa. Neste caso considerei que estou olhando para o fundo da placa onde irão ficar as trilhas de solda. Então, eu simplesmente olho o desenho e reproduzo a mesma coisa soldando e unindo as ilhas da placa. Note que a maioria dos programas mostram o layout visto de cima da placa (Lado dos componentes) e este aqui não é exceção. Veja o resuldado final, tudo isso consumiu apenas 1 hora de trabalho. Não houve sujeira e nem muito esforço.

Download do programa:
Express PCB
Layout da placa Volta ao índice



Circuitos TDA2005

O esquema elétrico do circuito da figura abaixo trata de um amplificador de áudio que utiliza o CI TDA2005. Este circuito tem uma ótima qualidade de áudio e pode entregar uma potência de saída de até 20W. Além disso, este circuito integrado foi desenvolvido para operar com alta confiabilidade visto que possui proteção contra curto circuito AC ou DC, superaquecimento, surto de carga, falta de terra e cargas muito indutivas. Este circuito integrado é bastante utilizado em autos. 

O TDA2005 é um amplificador de potência duplo áudio desenvolvido para ser utilizado em aplicações para automóveis ou Autos. Reforçadores para potência de carro são facilmente construídas a partir deste dispositivo que provê uma alta capacidade de corrente (Acima de 3.5A) e que pode manejar cargas com impedância muito baixa(até 1.6ohms). Este circuito amplificador de áudio TDA2005 pode ser montado para operar em ponte (Consegue uma saída de 20W) ou em stereo ( Cada canal com 10W). Outra vantagem é que este pode ser construído com poucos componentes externos e que são simples de serem encontrados. Este sistema pode alcançar uma ótima qualidade de som se for usado componentes de qualidade como auto falantes Tornado da Selenium.Veja a figura abaixo do circuito TDA2005 montado em ponte (Para este utilize o TDA2005M):
A figura a seguir mostra a aplicação do mesmo circuito para um sistema stereo. (Para este utilize o TDA2005S)



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Amplificador de áudio 50W

Este é um projeto interessante para a montagem de um amplificador de áudio de 50W. A montagem deste sistema é muito fácil devido a característica de utilizar somente componentes discretos. Além disso, todos os componentes são facilmente encontrador em qualquer loja de eletrônica. A base para a amplificação está na utilização do TIP121, TIP125 que é um encapsulamento com uma configuração Darlinton de transistores. Veja o esquemático da figura abaixo:

Esta matéria poderá ser baixada em forma de arquivo. O arquivo contém maiores detalhes sobre a construção deste amplificador de áudio. É altamente recomendável que o leitor baixe o arquivo para tirar suas dúvidas. Clique no link abaixo para baixar.


Lista de componentes:









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Amplificador de áudio super Simples

Este amplificador de áudio super simples pode fornecer potências de algumas dezenas de miliwatts quando alimentado por uma fonte de 3V e até 2W quando alimentado por uma fonte de 12V. Para tensões de até 6V o transistor Q2 pode ser de média potência: TIP29 ou BD135. Para tensões maiores, no caso de 9 ou 12V, recomenda-se o uso do TIP31 ou 2N3055. Apresenta-se o esquemático do circuito na figura abaixo:


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Circuito amplificador de áudio sensível

Este amplificador com autofalante fornece uma boa amplificação para pequenos sinais de entrada. Este pode ser utilizado para amplificação de microfones ou até mesmo etapas de receptores de rádio AM e FM. O transformador T1 observado no esquemático deve ser deve ter impedância de primário numa faixa entre 200 a 1000 ohms. É importante ajustar o valor de R2 determina o ganho da primeira etapa do circuito. Esse valor deve estar numa faixa de 2.2k e 10k ohms. Para que não haja distorção na entrada comece ajustando R2 a partir de 10koms e em seguida continue variando o valor para baixo até conseguir a amplificação desejada. Observe o esquemático da figura abaixo do circuito amplificador.



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Circuito amplificador de áudio TDA2006

Este amplificador de áudio utiliza um CI muito conhecido: TDA2006. Este circuito amplificador de áudio consegue fornecer uma potência de 8W quando alimentado por uma fonte de 24V e utilizando um alto-falante com impedância de 4ohms. O TDA2006 deve ser montado com um radiador de calor. O volume deve ser controlado por um potênciometro na entrada de áudio e o cabo deve ser blindado para evitar interferências. A figura abaixo apresenta o esquema completo do circuito amplificador de áudio com TDA2006.


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sexta-feira, 3 de agosto de 2012

Gravadores para EEPROM e Microcontroladores

Nesta matéria apresento uma coletânea de gravadores para microcontrolador PIC, AVR e EEPROM. Todos os circuitos para gravadores de microcontrolador ou EEPROM são simples de serem montados. O usuário poderá tirar suas dúvidas nos comentários sempre que precisar.










Gravador AVR Serial

O gravador AVR consiste em um programador serial in-circuit e uma pequena placa com um socket DIP ao qual se encaixa o microcontrolador e programá-lo de maneira bem prática.
Este programador pode ser usado como uma estação de gravação in-circuit, isto é, vc pode conectar o gravador na placa final e programar o microcontrolador sem ter que remover o chip da placa.
Todo o programador foi construído usando componentes comuns e que cabem dentro do conector serial. A placa com o socket DIP foi criada para comportar um microcontrolador de 28 pinos AVR ATmega8, mas você poderá construir placas para qualquer outra série de diferentes formatos de circuito integrado. Este Gravador AVR é compatível com o popular software de programação PonyProg que mostra uma barra de progresso a medida em que o código binário é transferido para o chip.

AVR In-Circuit Serial Programmer






Placa do Socket AVR
A placa com o socket tem um número mínimo de componentes e é usado para a programação de seu microcontrolador de preferência fora da placa destinada.






A placa com o socket, do tipo DIP para 28 pinos, tem um ressonador de 4MHz, ou um cristal com dois capacitores de desacoplamento e mais dois conectores. O conector com dois pinos é uma entrada para o suprimento de uma tensão de +5V para o microcontrolador AVR e o conector com 6 pinos é o ICSP (In-Circuit Serial Programmer).
Ao suprir o microcontrolador com uma tensão externa de +5V como oposta àquela a partir do conector da porta serial do computador assegura que o chip receberá exatamente +5V e isso provê uma confiabilidade maior contra os erros de programação por instabilidade na tensão.

Este Gravador AVR é compatível com a seguinte linha de microcontroladores:

Linha ATmega: ATmega8, ATmega16, ATmega32, ATmega48, ATmega64, ATmega88, ATmega103, ATmega128, ATmega161, ATmega162, ATmega163, ATmega164, Tmega165, ATmega168, ATmega169, ATmega323, ATmega324, ATmega325, Tmega329, ATmega406, ATmega640, ATmega644, ATmega645, ATmega649, ATmega1280, ATmega1281, ATmega2560, ATmega2561, ATmega3250, ATmega3290, ATmega6450, ATmega6490, ATmega8515, ATmega8535
 
Linha ATtiny: ATtiny11, ATtiny12, ATtiny13, ATtiny15, ATtiny22, ATtiny24, ATtiny25, ATtiny26, ATtiny28, ATtiny44, ATtiny45, ATtiny84, ATtiny85, ATtiny261, ATtiny461, ATtiny861, ATtiny2313

Outros AVRs: AT86RF401, AT90CAN32, AT90CAN64, AT90CAN128, AT90PWM2, AT90PWM3, AT90S1200, AT90S2313, AT90S2323, AT90S2343, AT90S4414, AT90S4433, AT90S4434, AT90S8515, AT90S8535

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Gravador de EEPROM

É possível também gravar EEPROM utilizando este mesmo circuito gravador. É necessário somente fazer a interface para ligar o chip no gravador. Veja o esquema da figura abaixo:

Desta figura, os pinos de ligação são: 1 - Vcc, 4 - sck, 5 - mosi, 6 - miso, 10 - GND. Faça as associações de acordo com o esquema do gravador apresentado anteriormente.

Fonte: http://electronics-diy.com/avr_programmer.php



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Gravador para Microcontrolador PIC

Nesta matéria mostro como construir um gravador PIC USB. O gravador de PIC USB apresentado aqui é baseado no usbpicprog que é um programador PIC Microchip "Open Source" para porta USB. Como o próprio termo indica "Open Source" implica que o software e o firmware estão todos liberados para download sem qualquer custo. Neste gravador o hardware foi idealizado o mais simples possível e a versão atual contém somente um único PIC18F2550, 4 mosfets e alguns componentes passivos. O Usbpicprog consiste de três principais componentes os quais podem ser listados abaixo:

1 - Hardware: O Layout de placa do gravador PIC USB contém os componentes necessários para interfacear a porta USB em um cabeçote ICSP Microchip. 

2 - Firmware: O software que roda no processador presente na placa de gravação. Este contém a pilha USB e as funções de níveis alto e baixo para a programação PIC in circuit. O firmware pode ser dividido em duas partes:

  • O bootloader que é carregado somente uma vez, depois disso esta parte do firmware pode ser atualizada através da interface usbpicprog.
  • A parte usbpicprog do firmware que contém os algoritmos de programação atuais para todos os dispositivos PIC implementados.
3 - Software PC: Um aplicativo que se comunica com o usbpicprog hardware/firmware. Este aplicativo foi pensado para ser bem funcional em Linux, Windows e MacOSX.

Esta implementação de programador PIC é uma das melhores da Internet. Neste momento estou tentando montar este gravador e, após terminá-lo, posto comentários e fotos. Se você está montando e tiver dúvidas ou conseguiu terminar primeiro comente logo abaixo.

Fonte: usbpicprog.org
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Software Gravador PonyProg

Para que seja possível enviar arquivos .hex a partir do computador para o microcontrolador AVR é necessário baixar e instalar o PonyProg2000. Depois da instalação, a primeira coisa que você precisará fazer é configurar o PonyProg para funcionar com o nosso programador AVR. Para fazer isso vá ao menu "Setup" e selecione "Interface Setup". A seguinte tela irá ser mostrada e as áreas em destaque mostram exatamente quais opções devem ser modificadas ou selecionadas.




No próximo passo selecione "AVR micro" e o tipo do seu microcontrolador que irá ser programado (ex. ATmega8)




Até este ponto a configuração do PonyProg está completa e nos poderemos abrir o programa em .hex com o qual o microcontrolador vai ser gravado. Vá até o menu "File" , selecione "Open Program (FLASH File...", e clique no arquivo .Hex para que seja aberto. Após isso, você verá números em hexa na tela inferior. Se você ainda não conectou o seu programador na porta serial do computador este já é o momento para isso. Tenha certeza de que o programador AVR esteja fisicamente conectado ao seu microcontrolador AVR através do socket da placa ou através do conector de 6 pinos ICSP. Finalmente click sobre o ícone em destaque "Write Program Memory (FLASH), ou vá em "Command" e selecione "Write Program (FLASH)".



Clique em sim para confirmar a programação



Agora tenha paciência até que o processo termine. Haverá dois passos: Primeiro o "Writing..." e depois o "Verifing".



Após a gravação completa uma janela será exibida "Write Successful" permitindo que você saiba que o microcontrolado AVR foi gravado e que agora está pronto para ser utilizado.
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