Instrumentação eletrônica

Apresentação em tema: "Instrumentação eletrônica"— Transcrição da apresentação:

1 Instrumentação eletrônica
Projeto de um afinador de contrabaixo + Metrônomo Professor: Luciano Fontes Alunos: Alfredo Rodrigues de Lima, Cézar Augusto Paiva, Felipe Gabriel

2 Introdução Todos os sons que ouvimos são produzidos por vibrações externas que excitam as moléculas de ar ao nosso redor,as quais transmitem essas vibrações para moléculas vizinhas e assim por diante até que as vibrações sejam percebidas pelo ouvido. Ao serem captadas pelo ouvido são levadas para o sistema nervoso central, onde são processadas e entendidas como “som”.

3 Física e música Fisicamente falando,o som possui características interessantes pelas quais podemos identificar a fonte sonora, distinguir sensações musicais e observar diferenças entre um ou mais sons emitidos.

4 Principais características do som
Intensidade  É dada pela amplitude da onda emitida Timbre è a combinação das freqüências emitidas em um único sinal sonoro,ou seja, os harmônicos. Freqüência Determina a “altura” do som. Isto significa que quanto mais agudo é um som, maior é a sua freqüência

5 Afinação de instrumentos musicais
Para unificar a afinação de instrumentos musicais foram adotadas freqüências padrão. A partir de 1939 foi adotado nos EUA o valor de 440Hz como referência (que corresponde ao lá da quarta oitava de um piano). Com base nessa referência foram criados aparelhos acústicos para este propósito.

6 Afinação acústica Para instrumentos monofônicos basta comparar uma de suas notas com a referência e todas as outras estarão afinadas (se o instrumento for de boa qualidade ). Para instrumentos polifônicos todas as fontes de som(ex: cordas) devem ser comparadas com a referência.

7 Diapasão Este objeto é projetado para vibrar com uma freqüência igual a 440Hz

8 Afinação eletrônica A afinação eletrônica ,que é o objetivo deste trabalho, já é uma realidade dos instrumentistas a um certo tempo.É extremamente útil em vista da facilidade e rapidez com que se pode obter uma ótima afinação. Para os músicos experientes, há a exigência quanto a uma alta fidelidade principalmente nas gravações. Para os iniciantes há uma maior dependência desses equipamentos devido a maior dificuldade de afinar de “ouvido”.

9 Contrabaixo Os contrabaixos mais usuais possuem de quatro a seis cordas. A freqüência de cada corda é: 1ª corda dó  130,8 Hz 2ª corda sol  97,9 Hz 3ª corda  ré  73,4 Hz 4ª corda lá  55 Hz 5ª corda  mi  41,2 Hz 6ª corda  si  38,6 Hz

10 Funcionamento do circuito
O sinal de áudio oriundo dos captadores do baixo passa por uma etapa de controle de ganho. Segue para um filtro passa-faixa sintonizado em uma freqüência estratégica. O próximo bloco gera uma tensão proporcional a freqüência de entrada. O último bloco consiste numa espécie de circuito comparador indicador. A interface é feita através de três leds e e uma letra para cada nota.

11 Diagrama simplificado de blocos
Para cada corda: amp FPF Conv Freq / tens Comparador indicador informação

12 Continuação O amplificador pode ser uma configuração para pequenos sinais. Filtros ativos são necessários pois há uma necessidade de corte brusco. Os conversores freq/tensão são os Ci’s 4098. O bloco indicador possui circuitos comparadores e é ajustado através de resistores variáveis para que cada freqüência desejada ascenda o led central da respectiva nota.

13 Circuito

14 Organização Para simplificar o projeto trabalharemos com um equipamento destinado a contrabaixos de quatro cordas,pois dessa forma evitamos um trabalho repetitivo e obtemos o mesmo aprendizado,visto que para cada corda existe um mesmo circuito distinguindo-se apenas na frequência de operação do filtro e nos ajustes do potenciômetro do bloco comparador.

15 Alternativas simplificadoras
A junção dos quatro circuitos será feita através de uma chave seletora que permitirá ao usuário enviar o sinal elétrico para o filtro correspondente a freqüência da corda. O uso de chave seletora trás uma grande vantagem em relação ao modelo proposto anteriormente* pelo simples fato de o circuito (completo) não necessitar de faixas de freqüências super definidas.Assim, os filtros passa-faixa poderão ser substituídos por filtros passa-baixas e não precisam ter ordem elevada

16 Diagrama completo Filtro mi conv + comp Leds E símbolos Filtro lá ..
amp seleção Filtro ré .. Filtro sol ..

17 Interface E A D G

18 Outros projetos de afinadores
Existe também outros projetos de afinadores, como o da figura abaixo:

19 Este afinador é constituído de um PIC com programação Assembly, o 16C84. Utiliza também um filtro de 3ª ordem passa baixa para a filtragem do sinal. Porém utiliza um display HD44780, de LCD com duas linhas de 8 caracteres, que não é tão trivial de se encontrar.

20 Metrônomo Para acompanhar o ritmo de uma música, para determinar o compasso dos movimentos numa dança ou em ginástica, ou ainda simplesmente para cronometrar operações rápidas, utiliza-se um aparelho chamado metrônomo.

21 O circuito proposto produz estalidos de bom volume num alto-falante num ritmo constante que pode ser ajustado desde uma batida a cada 3 ou 4 segundos até mais de 10 batidas por segundo. A alimentação do circuito pode ser feita com tensões de 3 a 6 V (conforme o volume desejado) e todos os componentes são comuns. Existem inclusive alguns componentes que podem ser aproveitados de aparelhos fora de uso como o alto-falante, potenciômetro, etc.

22 Como funciona?

23 Em um oscilador, parte do sinal de saída é aplicada à entrada num processo denominado realimentação. É a realimentação dada por C1 e R2 que determina, juntamente com a polarização, dada por R1 e P1, a freqüência das oscilações. Com um capacitor de 1 μF (eletrolítico ou poliéster) temos uma faixa baixa de freqüências ou pulsos conforme o exigido para um metrônomo.

24 Continuação Os dois transistores, um NPN e outro PNP, fornecem a amplificação do sinal e assim mantêm as oscilações. Na figura anterior, vimos o diagrama completo do oscilador de baixa freqüência que forma o metrônomo.

25 Modelo utilizado

26 Metrônomo pronto

27 Especificação dos Componentes
Para P1 podemos usar tanto um trimpot como um potenciômetro e valores entre 1 e 4,7 MW são permitidos. É claro que o uso de um potenciômetro facilita a montagem numa caixa, com um ajuste simples da velocidade.

28 Os resistores são de 1/8 W ou maiores, e o alto-falante pode ser de qualquer tamanho tanto com 4 como 8 ohms. Uma escala no potenciômetro, feita com a ajuda de um cronômetro comum ou mesmo um metrônomo “de verdade” como padrão, ajudará bastante no uso do aparelho. Para provar o metrônomo, basta colocar as pilhas no suporte e acionar S1. O alto-falante deve emitir pulsos intervalados que serão ajustados em velocidade através de P1.

29 Se desejar mudar a faixa de velocidades é só trocar o capacitor C1
Se desejar mudar a faixa de velocidades é só trocar o capacitor C1. Valores entre 220 nF e 10 μF podem ser experimentados sem problemas. Para maior potência Q2 pode ser trocado por um BD135, montado num pequeno radiador de calor, e o circuito alimentado por uma tensão maior, 9 ou 12 V.

30 Bibliografia Metrônomo: Artigo originalmente publicado na revista Eletrônica Total Ano 18 - Número 121 Janeiro/Fevereiro 2007 Afinadores elétricos: