ER 02.3 - Oscilador sonoro com circuito integrado NE555 "PTH"

O circuito da figura 01 é de um mini instrumento musical projetado a partir de um oscilador sonoro com circuito integrado NE555.
O circuito é uma versão do multivibrador astável em frequência audível, onde foram criados 5 trechos RC (resistor-capacitor) separados, variando o resistor R1, de tal forma a produzir frequências que correspondem aproximadamente a notas musicais. Para acionar cada trecho é preciso apertar o botão correspondente.

Este circuito utiliza vários resistores em série para produzir os valores necessários para obter as frequências desejadas. Todos os resistores usados possuem valores comerciais e são facilmente encontrados. Se você tiver outros resistores além dos resistores, poderá usar os dados na tabela abaixo para tentar obter uma frequência mais próxima da esperada, ou usar menos resistores no circuito.

Cada botão, quando apertado, combina os resistores abaixo dele (em série) e faz o NE555 apitar em uma frequência diferente, aproximadamente um tom ou semitom acima do botão anterior. As frequências calculadas são: Sol (396Hz), Lá (440Hz), Si (494Hz), Dó (523Hz), Ré (587Hz), Mi (659Hz) e Fá (704Hz).

Elas foram calculadas usando a fórmula: 1,44 / [ C x (R1 + 2 x R2) ]

As combinações R1-R2-C foram construídos de acordo com a tabela abaixo. Apenas R1 varia.

Nota	Frequência esperada	R1	R2	C	Frequência calculada
Fá	704 Hz	4,5k (1,2k+1,5k+1,8k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 4,5k) * 10nF = 704 Hz
Mi	659 Hz	18,4k (4,5k+3,9k+10k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 18,4k) * 10nF = 659 Hz
Ré	587 Hz	45,1k (18,4k+22k+4,7k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 45,1k) * 10nF = 587 Hz
Dó	523 Hz	73,9k (45,1+22k+6,8k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 73,9k) * 10nF = 526 Hz
Si	494 Hz	90,7k (73,9k+10k+6,8k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 90,7k) * 10nF = 495 Hz
Lá	440 Hz	127k (90,7k+33k+3,3k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 127,0k) * 10nF = 440 Hz
Sol	396 Hz	164k (127k+27k+10k)	100k	10nF	1,44 / (200k + 164,0k) * 10nF = 396 Hz

O NE555 produz na saída OUT uma onda quadrada e a fórmula usada não garante uma onda com pulsos de duração igual (o pulso de nível lógico ALTO sempre é igual ou maior que o pulso BAIXO, e geralmente é bem maior), portanto há uma distorção no som gerado pelo oscilador.

Outra questão é a precisão dos resistores que é de 95%, uma variação de 5% pode causar uma diferença de um semitom, que é significativa para a afinação. Mesmo assim, o som resultante deve ficar em uma frequência próxima da esperada. Você pode tentar melhorar o circuito incluindo um ajuste fino da afinação usando potenciômetros de 50k no lugar dos resistores. A ilustração da figura 02 é uma possibilidade de montagem em placa de circuito impresso.

O diagrama elétrico do mini instrumento musical com NE555 está disponível em : 20_08_02 MIM_CE_SRG.

O layout da placa mini instrumento musical com NE555 está disponível em : 20_08_01 MIM_LY_SRG.

A máscara de componentes do mini instrumento musical com NE555 está disponível em : 20_08_01 MIM_MC_SRG.

© Direitos de autor. 2014: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/08/2020