Micrófono Parabólico (ART828S)

Los micrófonos direccionales ultra sensibles se pueden utilizar en diversas aplicaciones prácticas interesantes. Una de ellas es el espionaje, cuando enfocamos a personas conversando a cierta distancia y conseguimos oír todo lo que dicen. Otra es en la grabación de sonidos de la naturaleza y finalmente tenemos la posibilidad de instalar el sistema en un robot para detección de sonidos remotos. Vea en este artículo cómo es posible construir un simple micrófono parabólico usando componentes comunes.

Los micrófonos direccionales sensibles son montajes bastante interesantes y no muy difíciles de realizar con componentes de bajo costo. El amplificador que describimos alimenta un auricular, es alimentado por pilas y tiene excelente sensibilidad gracias al uso de un micrófono de electreto.

Un control especial posibilita el aumento de su ganancia en las situaciones en que los sonidos son más débiles, facilitando así su audición. Las aplicaciones prácticas sugeridas son las siguientes:

• El espionaje

• Grabación de sonidos de la naturaleza

• Aplicaciones deportivas

• Detección de sonidos remotos en robots con el uso de un transmisor

Las principales características del circuito que describimos son:

Características:

• Tensión de alimentación: 6 o 9 V (4 o 6 pilas pequeñas)

• Ganancia controlada (50x o 200x)

• Potencia de salida (200 a 400 mW - según la alimentación, e impedancia de salida)

• Impedancia de salida: 4 a 16 ohms

Como funciona

Hay dos técnicas básicas para captar sonidos direccionalmente. Una de ellas consiste en el uso de un tubo para "canalizar" los sonidos y que es muy usada en estadios de fútbol para captar los sonidos de los patadas y de la propia conversación de los jugadores. La segunda consiste en posicionar el micrófono en el foco de un reflector parabólico y que se utiliza principalmente en la grabación de sonidos de pájaros y otros sonidos de la naturaleza. Las dos técnicas se ilustran en la figura 1.

Figura 1 - Dos tipos principales de micrófonos direccionales.

Nuestro proyecto utiliza la segunda técnica con un reflector que puede ser cualquier objeto de metal o plástico duro de al menos 40 cm de diámetro y que tenga una curvatura que se aproxime a la parabólica. Podemos usar, por ejemplo, una media esfera de un globo de efectos de luz con resultados satisfactorios. El punto exacto en que el micrófono debe ser posicionado será obtenido experimentalmente.

La señal captada por el micrófono de electreto se lleva al circuito a través de un cable blindado, para evitar la captación de zumbidos. Intercalado entre el micrófono y la entrada del amplificador tenemos el potenciómetro P1 que sirve como control de volumen. El amplificador utilizado es un LM386 que, además de ser fácil de encontrar y barato, requiere pocos externos adicionales para obtener una buena ganancia, y salida de baja impedancia.

La ganancia de este amplificador es determinada por la resistencia R2 en el circuito de retroalimentación negativa. Así, con la llave en una posición, en la que esta resistencia está en el circuito, la ganancia del amplificador será de 50 veces.

Cambiando de posición la llave, de modo que sólo el capacitor quede en el circuito, la ganancia será de 200 veces. Los capacitores C3 y C5 hacen el desacoplamiento del amplificador y de la fuente respectivamente y el capacitor C4 hace el acoplamiento a la carga que puede ser un auricular de baja impedancia. Los tipos acolchados son los que dan mejores resultados en este tipo de aplicación por bloquear cualquier otro tipo de sonido que no sea el que viene del circuito.

Montaje

En la figura 2 damos el circuito completo del micrófono parabólico.

Figura 2 - Diagrama completo del aparato

La parte electrónica se puede montar en una pequeña placa de circuito impreso con la disposición de los componentes mostrada en la figura 3.

Figura 3 - Placa de circuito impreso para el montaje. | Haga click en la imagen para ampliar |

Todo el conjunto cabe en una pequeña caja plástica que tanto puede montarse junto al reflector como cargada a la tira, como muestra la figura 4.

Figura 4 - El amplificador se puede llevar a bandolera.

En cualquier caso es importante utilizar cable blindado para la conexión del micrófono, pues el amplificador es sensible pudiendo captar zumbidos. En el montaje observe la polaridad de los capacitores electrolíticos y la posición del circuito integrado. También es importante observar la polaridad del micrófono de electreto, pues si se invierte el aparato no funciona.

El resistor R1 determina la polarización y ganancia del transistor de efecto de campo que existe en el interior de los micrófonos de electreto. Finalmente, este resistor puede ser alterado para encontrar el punto de mayor sensibilidad. Los valores entre 2,7 k ohms y 10 k ohms pueden ser experimentados. Para la salida del auricular tenemos dos posibilidades mostradas en la figura 5.

Figura 5 - Conexión de las salidas de los auriculares.

En el primer caso el jack es sencillo para auriculares monofónicos. En el segundo caso, si utilizamos un jack estéreo para auriculares estéreo, la conexión debe realizarse con los canales en serie.

Prueba y uso

Para probar el aparato basta con conectar S1, abrir P1 y verificar la captación de los sonidos ambientes con la llave S2 en las dos posiciones para comparar la ganancia.

Si hay ronco en el auricular, compruebe el blindaje del cable del micrófono y si su malla está conectada firmemente al punto de tierra del circuito. Comprobado el funcionamiento es sólo utilizar el circuito. Para hacer grabaciones se puede utilizar una salida paralela que será conectada a la entrada del MIC del grabador, como muestra la figura 6.

Figura 6 - Añadiendo una salida paralela a las grabaciones.

Esta misma salida puede ser conectada a un pequeño transmisor de FM, como el mostrado en la figura 7, para la captura de las señales a distancia.

Figura 7 - Transmisor de FM para transmitir las señales a distancia, inalámbricas.

Una placa de circuito impreso para el transmisor se muestra en la figura 8.

Figura 8 - Placa de circuito impreso para el transmisor.

En este circuito, la bobina consta de 4 espiras de hilo esmaltado 22 a 26 AWG o incluso hilo rígido común (del tipo utilizado en teléfonos) en un lápiz como referencia.

Los capacitores con valores expresados ??en nF y pF deben ser obligatoriamente cerámicos. La antena consiste en un pedazo de hilo rígido de 20 a 40 cm o una antena telescópica de radio común. El alcance puede llegar a los 50 metros en un lugar abierto y libre de interferencias. La señal se recibe en cualquier aparato de sonido con FM, preferiblemente con sintonía analógica.