Al reunir las características de los diapasones mecánicos a las posibilidades de los aparatos electrónicos obtenemos un instrumento de gran intensidad sonora y frecuencia fija que puede ser usado en escuelas de música, conjuntos e incluso en orquestas.
Los diapasones mecánicos consisten en horquillas de metal cuyas dimensiones se calculan para resonar en una sola frecuencia. Cuando son excitados mecánicamente, por un golpe o por el vergar de sus vástagos, estos instrumentos emiten un sonido de frecuencia bien definido que corresponde a notas musicales estándar.
Destacamos el diapasón de 440 Hertz que corresponde al LA, muy usado en la afinación de Instrumentos musicales.
En la figura 1 tenemos el aspecto de un instrumento de este tipo, montado sobre una caja de madera que sirve de resonador para ampliar el sonido producido.
Las diapasones de este tipo también se utilizan en experimentos de acústica y se pueden encontrar en casas especializadas.
Una de las mayores dificultades en el uso de tales instrumentos, sin embargo, está en el bajo volumen del sonido que producen.
Lo que proponemos en este artículo no es. Un amplificador que aumente la intensidad del sonido producido por este instrumento, sino un sistema de realimentación acústica y captación por inducción que permite el mantenimiento de las oscilaciones en la frecuencia deseada con gran precisión e intensidad sonora.
De hecho, podemos tener dos modalidades de funcionamiento para nuestro diapasón:
- Sonido único, en que después de la excitación tenemos la emisión de una oscilación amortiguada.
- Sonido persistente, que se prolonga indefinidamente con gran intensidad. (figura 2)
La alimentación del circuito se realiza con 6V y el conjunto se puede instalar fácilmente en un pequeño altavoz.
COMO FUNCIONA
Partimos de un diapasón mecánico que consta de una horquilla cortada para una determinada frecuencia y que será montada sobre una base de madera.
En la base de esta horquilla colocaremos una bobina captadora que constará de muchas espiras de hilo esmaltado fino.
Cuando la horquilla se excita mecánicamente, las vibraciones mecánicas inducir una pequeña tensión en la bobina, de la orden de microvoltios, pero con las mismas características del sonido original.
Esta señal se aplica en la entrada de un amplificador operacional de alta ganancia que tiene transistores de efecto de campo en su entrada.
El amplificador funciona de modo diferencial, de modo que solamente la señal inducida en la bobina es amplificada, y con gran intensidad, siendo obtenidas algunas decenas de milivoltios en la salida, lo suficiente para excitar la última etapa del aparato.
Este último paso consta de un amplificador de audio integrado que lleva por base un TBA820S.
En este punto, usted puede incluso hacer algunas modificaciones en el circuito como, por ejemplo, utilizar un amplificador de mayor potencia externa o incluso sustituir el TBA8203 por un LM380 o TDA1512.
La ventaja del uso del TBA820S está en su potencia relativamente alta para la aplicación, y en la posibilidad de ser alimentado por 6 V - la misma tensión de las otras etapas.
Podemos entonces utilizar pilas comunes para la alimentación y hacer el aparato totalmente portátil.
En la entrada de este amplificador tenemos un control de sensibilidad.
En la posición intermedia este control no realimenta la señal y obtenemos un sonido de corta duración cuando de la excitación.
En el máximo de sensibilidad, sin embargo, obtenemos una realimentación acústica que mantiene el sonido.
En la salida tenemos un altavoz de 8 ohms que, para una mejor calidad de sonido, debe ser montado en altavoz y tener al menos 1ocm de diámetro.
MONTAJE
Comenzamos por dar el diagrama completo del aparato en la figura 3.
La placa de circuito impreso se muestra en la figura 4.
La bobina X1, que se monta junto al diapasón, consiste en el devanado primario de un transformador de alimentación con primario de 110l220 V y secundario de cualquier tensión entre 5 y 12 V, y corriente entre 50 mA y 200 mA.
Tiramos el núcleo del transformador y encajamos el carrete junto al diapasón.
Como ya dijimos, el diapasón es del tipo convencional "horquilla" que se puede lograr en casas de música o de equipos de investigación.
El cable de conexión de la bobina al circuito debe ser blindado y no muy largo para no haber captación de ronquidos.
En realidad, la sensibilidad del aparato es tanta que habrá captación de zumbidos por la propia bobina si colocamos el diapasón en las proximidades de lámparas fluorescentes, instalaciones eléctricas, motores u otros aparatos.
Incluso el paso rápido de un imán por las proximidades de la bobina genera pulsos de corriente.
Los resistores usados ??son todos de 1/8 o ¼ W con cualquier tolerancia. Para los capacitores tenemos dos posibilidades: los electrolíticos deben tener tensiones de trabajo a partir de 6 V y los demás 1 tanto pueden ser de poliéster metalizado como cerámicos.
El potenciómetro P1 puede incorporar el interruptor general, facilitando así el manejo y el montaje.
Como los sonidos que se deben reproducir son graves (bajas frecuencias), el altavoz utilizado debe ser pesado y montado en un altavoz.
Recomendamos que el altavoz sea de 10 cm o mayor.
Para la alimentación se pueden utilizar pilas pequeñas, medianas o grandes con la fijación por medio de soporte apropiado.
Los integrados, por su delicadeza, deben ser montados en sockets.
PRUEBA Y USO
La prueba es inmediata. Sólo tienes que conectar la unidad a través de S1 y abrir el control de sensibilidad. Si se golpea ligeramente en el diapasón, o si se vierte levemente sus vástagos y las suelta, debe haber emisión de sonido. (figura 5)
Con la apertura total del control debe haber realimentación con el mantenimiento del sonido.
Si hay una captura de ronquido, busque posición en su casa que no sufra interferencia de la red de alimentación.
Para las experiencias de acústica, con la producción de sonido constante y una extrema sensibilidad del circuito, se pueden realizar algunas demostraciones interesantes.
Por ejemplo, si tenemos dos diapasones cercanos, siendo uno de la misma frecuencia que el electrónico y otro de frecuencia diferente, podemos demostrar el fenómeno de la resonancia. (figura 6)
En el diapasón de frecuencia diferente no tenemos respuesta del diapasón electrónico, mientras que golpeando el de la misma frecuencia tenemos una respuesta inmediata.
Para ello coloque el control de volumen como máximo que lo mantenga sin retroalimentación.
CI-1 - CA3140 - circuito integrado amplificador operacional
CI-2 - TBA8208 - circuito integrado amplificador de audio
X1 - bobina captadora (ver texto)
P1 - 47k - potenciómetro con llave (S1)
B1 - 4 pilas pequeñas, medianas o grandes
FTE - altavoz de 8 ohms - pesado
R1 - 100 k - resistor (marrón, negro, amarillo)
R2 - 2M2 - resistor (rojo, rojo, verde)
R3 - 180 ohms - resistor (marrón, gris, marrón)
R4 - 56 ohms - resistor (verde, azul, negro)
C1 - 220 nF - capacitor de poliéster o cerámico
C2 - 10 nF - capacitor de poliéster o cerámico
C3 - 100 pF - capacitor electrolítico
C4 - 47 pF - capacitor electrolítico
C5 - 100 nF - capacitor de poliéster o cerámico
C6 - 100 uF - capacitor electrolítico
C7 - 100 pF - capacitor de cerámica
C8 - 220 uF - capacitor electrolítico
C9 - 100 uF - capacitor electrolítico
Varios: caja para montaje, diapasón, soporte para 4 pilas, botón para el potenciómetro, placa de circuito impreso, bobina captadora, hilos, soldadura, etc.