Această sonerie inedită pentru ușă generează un sunet care atrage atenția. Inițial produce o notă joasă, dar aceasta crește până la o tonalitate maximă mult mai ridicată pe o perioadă de aproximativ o secundă sau cam așa ceva. Astfel, unitatea oferă o gamă largă de frecvențe, iar sunetul său de ieșire nu este mascat cu ușurință de zgomotele obișnuite de fundal. Schema electrică a unității este prezentată în Figura 48.
Oscilatorul și etajul de ieșire sunt în mare parte aceleași cu cele utilizate în câteva dintre proiectele prezentate în capitolul anterior. Cu toate acestea, rezistența de polarizare R4 nu este conectată direct la linia pozitivă de alimentare în acest circuit, ci este legată la o rețea simplă de temporizare C-R formată din R3 și C2. Capătul negativ al lui C2 este cuplat la un divizor de potențial format din R1 și R2, astfel încât la pornire o tensiune mică este aplicată la joncțiunea dintre R3 și R4, chiar dacă C2 este descărcat. Această tensiune mică permite oscilatorului să funcționeze, dar la o frecvență relativ joasă. Odată cu conectarea alimentării la circuit, C2 începe rapid să se încarce, determinând creșterea tensiunii la joncțiunea dintre R3 și R4 către potențialul liniei pozitive de alimentare, iar frecvența de ieșire este astfel deviată (baleiată) în sus.
Consumul de curent al unității este de aproximativ 50 mA sau cam așa ceva, dar cum va fi utilizată doar intermitent pentru perioade foarte scurte, o baterie mică (de mărime PP3) ar trebui să reprezinte o sursă de alimentare satisfăcătoare.
1. Alternative moderne pentru tranzistoare și circuite integrate (IC)
La fel ca în proiectele înrudite din această colecție a lui R.A. Penfold, blocurile active nenumite direct în text pot fi implementate excelent cu următoarele componente de pe piață:
- Circuitul Integrat (IC1 – Amplificator Operațional / Trigger Schmitt):
-
- TL071 sau TL081: Sunt opțiunile moderne ideale. Fiind amplificatoare operaționale cu intrări JFET, au curenți de polarizare extrem de mici (impedanță de intrare uriașă). Acest lucru este critic aici, deoarece integratul nu va influența sau descărca parazit rețeaua fină de temporizare formată din R3, R4 și C2, asigurând un baleiaj de frecvență foarte lin și reproductibil.
- LM741 / uA741: Alternativa bipolară clasică directă, deși va consuma ceva mai mult curent din baterie în timpul repausului.
-
- Tranzistorul de ieșire (Tr1 – Repetor pe emitor pentru difuzor):
- BC337: Reprezintă înlocuitorul modern ideal în capsulă TO-92. Deoarece textul menționează un consum total al montajului de 50 mA (generat în principal de impulsurile trimise în bobina difuzorului), BC337 este perfect deoarece poate gestiona curenți de colector permanenți de până la 500 mA și vârfuri de 800 mA fără riscul de a se supraîncălzi.
- 2N2222A / PN2222A: O altă variantă robustă de tranzistor NPN capabil să comute acești curenți fără probleme.
2. Descrierea detaliată a circuitului
Acest montaj utilizează un concept electronic numit VCO (Voltage Controlled Oscillator – Oscilator Controlat în Tensiune) simplificat, modificându-și dinamic tonalitatea prin gestionarea stării tranzitorii a unui condensator:
- Efectul de „Sirena Urcătoare” (Frequency Sweep): În oscilatoarele RC de tip trigger Schmitt (cum am văzut la metronom sau referința de acordare), frecvența este determinată de viteza cu care curentul încarcă condensatorul principal de timp prin rezistența de polarizare (R4). În mod normal, dacă R4 este legat la o tensiune fixă (cum ar fi +9V), frecvența rămâne perfect constantă. În acest circuit, Penfold a deconectat R4 de la alimentarea fixă și a legat-o la o rețea dinamică formată din R3 și C2. Tensiunea care alimentează rezistența R4 se modifică în timp, modificând direct frecvența sunetului.
- Comportamentul la pornire (Tonalitatea Joasă): În momentul exact în care se apasă butonul de la ușă, condensatorul C2 este complet descărcat și se comportă inițial ca un scurtcircuit. Pentru ca oscilatorul să nu pornească de la o frecvență de zero Hz (să nu fie mut la început), divizorul format din R1 și R2 injectează o tensiune mică de pornire direct în joncțiunea rezistențelor. Această tensiune redusă face ca în curentul de încărcare a oscilatorului să fie foarte mic, generând o frecvență de pornire joasă (un sunet grav/gros).
- Evoluția dinamică (Urcarea în frecvență): Pe măsură ce butonul rămâne apăsat, condensatorul C2 începe să se încarce prin rezistența R3. Pe măsură ce C2 acumulează energie, tensiunea la bornele sale crește exponențial, ridicând potențialul din joncțiunea R3-R4 din ce în ce mai aproape de valoarea maximă a alimentării (+9V). Având o tensiune de alimentare din ce în ce mai mare la capătul lui R4, condensatorul oscilatorului se încarcă mult mai repede la fiecare ciclu. Acest lucru comprimă timpul fiecărei perioade, forțând frecvența audio să urce rapid (efectul de „swept upwards”) de la nota joasă de pornire la un fluierat ascuțit într-un interval de o secundă.
- Considerente de alimentare (Bateria PP3): Textul menționează că un consum de 50 mA este ridicat pentru o baterie standard de 9V (tip PP3 / 6F22), dar perfect acceptabil pentru un regim intermitent. În practica modernă, pentru a preveni căderile bruște de tensiune care ar putea scurta durata sunetului sau ar deforma calitatea acestuia, este recomandat să montezi un condensator de filtraj general generos (de exemplu, 100 μF – 220 μF) direct pe pinii de alimentare ai circuitului, în paralel cu bateria.
