Booster multimídia de graves

Escrito por Newton C. Braga
Qui, 07 de Abril de 2011 05:12

Publicamos este artigo em 1997, mas ele ainda é bastante atual, pois os componentes utilizados ainda podem ser obtidos com failidade. nO próprio MC1458 pode ser substiutuído por dois amplificadores 741 do qual é um equivalente duplo. Também para a saída de áudio podem ser usados outros amplificadores de potência.

As pequenas caixas acústicas que vemos nos computadores dotados de recursos de som se caracterizam pela pobreza na reprodução dos graves. Podemos, entretanto, reforçar os graves com um circuito especial reforçador de graves e ainda com a ajuda de um amplificador potente resolvendo assim este problema. O resultado será uma melhoria na obtenção de super-efeitos principalmente em sons de explosões e tiros.
Os pequenos alto-falantes usados nas caixas de som dos computadores além da baixa potência dos amplificadores, alguns até alimentados somente por pilhas com menos de 1 watts de saída, são o principalmente impedimento para a obtenção de bons efeitos nos sons graves, como os de explosões, desmoronamentos e terremotos que podem ser comuns em alguns jogos.
Uma maneira de se obter uma boa resposta de graves para estes efeitos é com a ajuda de um amplificador adicional e um filtro especial que deixe passar apenas os sons graves.
Usando um alto-falante pesado numa boa caixa acústica é possível obter efeitos sensacionais em jogos, música e em efeitos sonoros gerados pelo computador.
O que propomos neste artigo é justamente isso. Um amplificador reforçador de graves que será colocado, com seu alto-falante entre as caixas estéreo já existentes e fazendo a reprodução dos sons com boa potência, conforme mostra a figura 1.

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A instalação do sistema é muito simples, por meio de um adaptador que o próprio leitor pode montar, e seu uso também não sendo necessário mexer nos circuitos do seu computador, da placa de som ou mesmo nas pequenas caixas existentes.

COMO FUNCIONA
A parte principal do projeto é o filtro de graves, ou seja, um circuito passa-baixas que, conforme o nome indica deixa passar apenas os sinais de frequências mais baixas.
O componente principal deste circuito é um duplo amplificador operacional do tipo MC1548 que equivale a dois operacionais comuns do tipo 741.
O filtro usado é do tipo Butterworth de segunda ordem com um ganho de 6 dB na frequência central, determinado pelos capacitores C1 e C2 do circuito.
A escolha dos capacitores pode ser feita segundo a seguinte tabela conforme a frequência do som que se deseja ter maior reforço.

C1, C2 = Frequência (Hz)
47 nF = 35 Hz
39 nF = 45 Hz
33 nF = 50 Hz
27 nF = 60 Hz
22 nF = 70 Hz
15 nF = 80 Hz

Na figura 2 damos as curvas de resposta aproximadas obtidas para os diversos valores de capacitores que podem ser usados no projeto.


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Lembramos que estes valores são aproximados dadas as tolerâncias dos componentes usados.
A escolha dos valores vai depender das características do alto-falante usado em reproduzir as frequências mais baixas. Assim, se o alto-falante usado tiver como especificação de frequência mínima reproduzida 50 Hz, de nada vai adiantar escolher um capacitor que faça com que o circuito corte o que está acima de 35 Hz. Nestas condições, o alto-falante não terá o que reproduzir ou o fará de modo extremamente pobre não levando aos efeitos desejados.
Os sinais do filtro são aplicados diretamente à entrada de um amplificador de áudio com base no circuito integrado 2002, que além de ser fácil de usar e encontrar, exige muito pouco em termos de componentes externos.
Este amplificador fornece perto de 8 watts rms o que significa perto de 32 W PMPO o que é mais do que suficiente para uma caixa que deve ficar bem próxima do usuário, junto ao computador.
Lembramos que um dos pontos mais importantes do projeto é justamente a caixa e o alto-falante. Existem boas caixas acústicas que podem ser compradas prontas para receber um bom alto-falante de graves.
O "woofer" empregado deve ter a menor frequência de corte possível e impedância de 4 ou 8 Ω, de acordo com a saída do amplificador.

MONTAGEM
Na figura 3 temos o diagrama completo do reforçador de graves multimídia, incluindo a fonte de alimentação.


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A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

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Observe o sistema adaptador de entrada que permite conectar o aparelho ao circuito já existente de som do computador sem a necessidade de se fazer modificações em conexões ou cortar fios. Esta adaptação faz com que, ao se desligar os efeitos o sistema de duas caixas continue a funcionar normalmente.
O circuito integrado TDA2002 ou equivalente deve ser dotado de um radiador de calor.
Os capacitores menores podem ser de poliéster ou cerâmicos enquanto que os capacitores eletrolíticos devem ter as tensões mínimas indicadas na relação de materiais.
Será importante observar as trilhas mais largas da placa de circuito impresso que conduzem correntes mais intensas da fonte para o amplificador e os sinais para o alto-falante.
O transformador da fonte de alimentação deve ter enrolamento primário de acordo com sua rede de energia.
Para os leitores que desejarem montar sua própria caixa acústica usando um alto-falante de graves de 16 polegadas temos uma sugestão de desenho na figura 5.


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Observe que é importante manter as dimensões tanto da própria caixa como do pórtico para que o máximo de rendimento seja obtido.
O amplificador juntamente com o filtro tanto podem ser montados numa caixinha separada como na própria caixa do alto-falante.

PROVA E USO
Na figura 6 mostramos como o sistema deve ser ligado para prova e uso.


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Uma vez feitas as conexões utilizando-se jaques e plugues estéreo de acordo com os tipos encontrados nas suas caixas de som e na saída de efeitos do seu PC, ligue o computador e coloque algum tipo de CD que produza efeitos de som ou ainda um CD de música.
Ligue o reforçador de graves e abra P1 até obter o som no volume desejado. O alto-falante do sistema de reforço deve reproduzir apenas os sons graves com mais intensidade.
Regule o volume deste reforçador para obter o efeito na intensidade desejada.
Para caixas amplificadas de pequena poT6encia pode ser necessário reduzir o valor de C4 e C5 e eventualmente ligar em série com estes componentes resistores de 10 kΩ de modo a se obter melhores efeitos.


Lista de Materiais:

Semicondutores:
CI-1 - MC1458 - duplo amplificador operacional, circuito integrado
CI-2 - TDA2002 - amplificador de áudio, circuito integrado
D1, D2 - 1N5402 - diodos de silício
LED1 - LED vermelho comum

Resistores: (1/8W, 5%)
R1, R4, R5, R6 - 10 k Ω - marrom, preto, laranja
R2 - 39 k Ω - laranja, branco, laranja
R3 - 82 k Ω - cinza, vermelho, laranja
R7, R8 - 22 k Ω - vermelho, vermelho, laranja
R9 - 220 Ω - vermelho, vermelho, marrom
R10 - 2,2 Ω- - vermelho, vermelho, dourado
R11 - 1 ohm - marrom, preto, dourado
R12 - 2,2 k Ω - vermelho, vermelho, vermelho
P1 - 100 k Ω - potenciômetro

Capacitores:
C1, C2 - ver texto - poliéster ou cerâmicos
C3, C7, C9, C10 - 10 µF/16 V - eletrolítico
C4, C5, C6, C13, C14 - 100 nF - cerâmicos ou poliéster
C8 - 47 µF/16 V - eletrolítico
C11 - 470 µF/ 16 V - eletrolítico
C12, C15 - 2 200 µF/ 16 V - eletrolíticos

Diversos:
J1 - jaque estéreo P2
J2 - plugue estéreo P2
T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12 + 12 V com 3A
S1 - Interruptor simples
F1 - Fusível de 2 A
FTE - Woofer grande - ver texto
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, suporte de fusível, cabo de força, fios, solda, botão para o potenciômetro, etc.



Fonte: [Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]

o equivalente do 1458 é o jrc4558