Detector de Tensão Sensível: Construa Detector de Sinal de Áudio de Alta Sensibilidade

PEÇAS E MATERIAIS

• Fones de ouvido closed-cup de alta qualidade
• Jack fêmea para fone (Radio Shack #274-312)
• Pequeno transformador step-down de potência (Radio Shack #273-1365 ou equivalente; use tap 6 V secundário)
• Dois diodos retificadores 1N4001 (Radio Shack #276-1101)
• Resistor 1 kΩ
• Potenciômetro 100 kΩ (Radio Shack #271-092)
• Dois posts de binding banana-jack (Radio Shack #274-662 ou equivalente)
• Caixa de montagem plástica ou metálica

Sensibilidade do fone é crítica. Quanto maior rating dB, melhor detector. Teste vários modelos em loja de áudio respeitável; modelo que responde audivelmente ao menor volume em rádio ou CD player é ideal. Você não precisa do par mais caro — conjunto "Realistic" antigo da Radio Shack funcionou bem na prática.

Transformador é empregado para converter entrada de baixa tensão em forma que aciona fones. Pequeno transformador step-down de potência (120 V → 6 V) é barato, robusto e fornece matching de impedância necessário para sinais de baixa corrente.

Tolerância do resistor 1 kΩ é irrelevante; ele simplesmente limita tensão across primário do transformador. Potenciômetro 100 kΩ permite ao usuário ajustar volume e atenuar sinais mais fortes.

Embora potenciômetro audio-taper seria ideal, linear taper funciona igualmente bem para esta aplicação.

REFERÊNCIAS CRUZADAS

• Lessons In Electric Circuits, Vol 1, ch 8: "DC Metering Circuits"
• Lessons In Electric Circuits, Vol 1, ch 10: "DC Network Analysis" (Maximum Power Transfer Theorem)
• Lessons In Electric Circuits, Vol 2, ch 9: "Transformers"
• Lessons In Electric Circuits, Vol 2, ch 12: "AC Metering Circuits"

OBJETIVOS DE APRENDIZADO

• Praticar técnicas de solda
• Detectar sinais elétricos extremamente pequenos
• Usar potenciômetro como divisor de tensão / atenuador de sinal
• Empregar diodos para limitar tensão em nível máximo

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRAÇÕES

INSTRUÇÕES

A maioria dos fones é estéreo com plug de três contatos; você conectará apenas dois contatos. Se tiver conjunto mono, use seus dois contatos.

Conecte drivers esquerdo e direito em série — isso maximiza resposta audível a sinal pequeno.

Solde todas conexões limpas. Contatos frouxos adicionam ruído e podem mascarar sinais fracos que detector é projetado para ouvir.

Os dois diodos 1N4001 e resistor 1 kΩ são conectados across primário do transformador. Eles limitam queda de tensão a cerca de 0,7 V, prevenindo som excessivo que poderia danificar fones ou criar nível de ruído perigoso se detector conectado a fonte de alta tensão.

Posts de binding banana-jack montam as pontas de teste. Use pontas de multímetro padrão ou clips jacaré para conexão segura.

Detector é adequado para balance de ponte, voltímetros null-balance, e detectar sinais CA de baixa amplitude na banda de áudio — alternativa barata a osciloscópio.

Ao testar fontes acima de 1 V, atenue sinal colocando divisor de tensão na frente do circuito.

Ajuste potenciômetro 100 kΩ para meio da faixa como ponto de partida. Aumente botão se som muito baixo, ou diminua se muito alto.

Detector clica sempre que pontas de teste conectam ou desconectam de fonte de tensão. Com fones de baixo custo, pode detectar correntes abaixo de 0,1 µA. Teste simples é tocar pontas na ponta da língua; tensão galvânica da pele molhada produz som de clique fraco.

Como fones são dispositivos de baixa impedância (≈8 Ω), requerem baixa tensão mas alta corrente para produzir som. Transformador faz matching de alta impedância da fonte para fone, maximizando transferência de potência per Teorema de Transferência de Potência Máxima e produzindo "kickback" magnético que amplifica até sinais DC minúsculos.

Para uso longo, monte todos componentes em caixa plástica ou metálica e passe fios de teste dedicados. Esta build permanente torna detector pronto para experimentos futuros.

PLANILHAS RELACIONADAS

• Design Project: Sensitive Audio Detector Worksheet