Gerador de fogo rápido: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Aqueles que precisam reproduzir o som de tiros rápidos para um brinquedo, podem se interessar em considerar o presente dispositivo. Você pode ouvir diferentes sons de armas em www.soundbible.com e perceber que o som de uma arma é composto de um ‘estouro’ seguido por um ‘silvo’ (pelo menos, foi essa a minha impressão). O ‘estrondo’ é criado pelos gases de alta pressão liberados repentinamente do barril e o ‘assobio’ - pela bala se movendo no ar. Meu dispositivo reproduz ambos os componentes muito bem para um brinquedo (eu insistiria nesta definição porque não era minha intenção replicar o som) e é simples, consistindo em 4 transistores, um IC e alguns elementos passivos. O vídeo vai mostrar o resultado.

Etapa 1: Circuito explicado

O circuito é mostrado nas fotos anexas. O multivibrador astável construído com Q1 e Q2 produz uma onda quadrada, cujo período T é calculado como

T = 0,7 * (C1 * R2 + C2 * R3)

Uma descrição detalhada de como funciona um multivibrador astável pode ser encontrada aqui: www.learnabout-electronics.org/Oscillators/osc41….

A relação de marcação para espaço * é escolhida como 1: 1, então C1 = C2, R2 = R3, e a frequência da onda é calculada como

f = 1 / 1,4 * CR

Eu escolhi a frequência igual a 12 Hz, o que dá 720 'tiros' por minuto, e a capacitância igual a 1 microfarad (uF). A resistência é calculada então como

R = 1 / 1,4 * fC

O valor calculado é 59524 Ohm, usei resistores de 56K porque eram os mais próximos disponíveis. A frequência, neste caso, será de 12,76 Hz (765 'tiros' por minuto).

* A relação entre a duração da parte da amplitude positiva de uma onda quadrada e a duração da parte da amplitude negativa.

O multivibrador tem duas saídas: Saída 1 e Saída 2. Quando a Saída 1 é HIGH, a Saída 2 é BAIXA. A proporção de marcação para espaço sendo de 1: 1, a duração de 'estrondos' e 'assobios' é igual; no entanto, o circuito pode ser modificado para alterar essa proporção e o período da onda para modificar o som como desejar. Seguindo o link acima, você encontrará esses circuitos modificados.

O sinal da Saída 1 é alimentado na base do T4 (pré-amplificador) por meio de um divisor de tensão composto por R8, R9 (aparador) e R10. Este recurso permite que você modifique a força da 'explosão' para encontrar o som mais 'natural' (na sua opinião). Você também pode substituir esses resistores por um trimmer de 470K para poder modificar o som a qualquer momento como desejar. Neste caso, antes de aplicar tensão ao circuito pela primeira vez, você pode considerar girar o eixo do trimmer para a posição intermediária, porque está muito próximo da posição que dá um som "natural".

Do coletor de T4, o sinal chega à entrada do amplificador final construído com um IC LM386; o sinal amplificado chega ao alto-falante.

O sinal da Saída 2 chega ao emissor de T3. Este é um transistor NPN; entretanto, uma tensão positiva é aplicada à junção base-emissor do transistor. Quando essa voltagem reversa excede o valor denominado 'tensão de ruptura' (6V para um 2N3904, a corrente do emissor sendo 10uA), ocorre um fenômeno denominado 'ruptura de avalanche': elétrons livres aceleram, colidem com átomos, liberam outros elétrons e uma avalanche de elétrons são formados. Essa avalanche produz um sinal que tem intensidade igual em várias frequências (ruído de avalanche). Você encontrará mais detalhes nos artigos da Wikipedia "Avalanche de elétrons" e "Quebra de avalanche". Este ruído desempenha o papel de "assobios" no meu dispositivo.

A corrente do emissor de T3 pode ser regulada com o trimmer R5 para compensar a queda de tensão da bateria com o tempo. No entanto, se a tensão da bateria cair abaixo da tensão de ruptura (6V), o ruído de avalanche não acontecerá. Você também pode substituir R5 e R6 por um aparador 150K. (Eu não tinha um disponível, é por isso que usei um resistor combinado). Neste caso, antes de aplicar tensão ao circuito pela primeira vez, você deve girar o eixo do trimmer para a posição correspondente à resistência máxima para evitar corrente excessiva através do emissor de T3.

Do emissor de T3, o sinal chega à entrada do amplificador final construído com um IC LM386; o sinal amplificado chega ao alto-falante.

Etapa 2: Lista de componentes e ferramentas

Q1, Q2, Q3, Q4 = 2N3904

IC1 = LM386

R1, R4, R11 = 2,2K

R2, R3 = 56K

R5 = 47K (aparador)

R6, R10 = 68K

R7 = 1M

R8 = 330K

R9 = 10K (aparador)

C1, C2, C6 = 1 uF (microfarad), eletrolítico

C3, C4 = 0,1 uF, cerâmica

C5, C8 = 100 uF, eletrolítico

C7 = 10 uF, eletrolítico

C9 = 220 uF, eletrolítico

LS1 = um alto-falante de 1W, 8Ohm

SW1 = um interruptor momentâneo, por exemplo, um botão de pressão

B1 = bateria de 9V

Notas:

1) As classificações de potência de todos os resistores são 0,125 W

2) As tensões de todos os capacitores são de pelo menos 10V

3) R5 e R6 podem ser substituídos por um aparador 150K

4) R8, R9 e R10 podem ser substituídos por um aparador 470K

O circuito é construído em um pedaço de placa de 65x45 mm, as conexões são feitas por fios. Para construir o circuito, você precisará de uma pistola de solda, solda, fios, um cortador de fios, um par de pinças. Para alimentar o circuito durante os experimentos, usei um adaptador DC.

Etapa 3: Arranjo Físico

A placa de circuito, o alto-falante e a bateria podem ser colocados em um tambor, cujo tamanho deve ser proporcional ao tamanho total do brinquedo. Neste caso, o tamanho e a forma da placa de circuito devem ser tais que a placa se encaixe no tambor. Esta solução é conveniente se você já tem um brinquedo que representa uma submetralhadora alimentada por tambor, digamos, um ‘Tommy’ mostrado em muitos projetos neste site.

Também é possível colocar a placa no corpo principal do brinquedo, especialmente quando você faz um modelo de um rifle de assalto moderno com um alimentador retangular. Neste caso, um pequeno alto-falante pode ser colocado no "lançador de granadas de sub-barril" da "arma". Obviamente, o interruptor SW1 deve ser colocado onde o gatilho de uma arma real está situado.

Etapa 4: apresentação real

O que você vê no vídeo e nas fotos não é um brinquedo real, é apenas uma maneira de mostrar melhor meu dispositivo em ação. O som também é melhor quando o alto-falante está localizado em um gabinete. Portanto, baixei a foto de um ‘Tommy’, imprimi, colei em um pedaço de papelão, recortei, fabriquei um pequeno tambor para o alto-falante. Eu fiz a frente e o verso do tambor de compensado de 4 mm de espessura; para fazer a superfície lateral, usei finas tiras de compensado umedecidas e formadas em um cilindro de diâmetro adequado.