CZ003 – Grillo elettronico per scherzi e divertimenti

Con l’ estate calda e afosa stando all’ aperto la sera, si sentono spesso versetti di vari animaletti e insetti vari, tra tutti pensiamo alle cicale di giorno e ai grilli di notte.

Le prime spesso sono meno notate perché immerse e quasi soffocate dai rumori della vita quotidiana, mentre i secondi, attivi nelle ore notturne saltano subito alle nostre orecchie, che col loro canto ci accompagnano quasi tutta la notte.

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Se questi simpatici animaletti sono piacevoli da ascoltare all’ aperto, magari per brevi periodi, difficilmente si dice la stessa cosa se questo dovesse avvenire all’ interno di una casa, perché in breve tempo crea insonnia e malumore.

Proprio per questo motivo abbiamo pensato a questo semplice circuito da usare in compagnia di amici, nelle serate all’ aperto o nei campeggi o (chi volesse farlo) in una camera da letto.

 

Schema elettrico:

 

Per ottenere un simile effetto acustico, è necessario partire da una frequenza molto acuta con diverse armoniche anche in campo ultrasonico, un onda quadra intorno ai 10Khz potrebbe essere l’ ideale, solo che a causa delle tolleranze dei componenti, ottenere il valore esatto attraverso un oscillatore RC a componenti di valore fisso risulterebbe impossibile, per ovviare a questo problema abbiamo inserito un trimmer (R2) che sarà regolato a proprio piacimento.

Per ottenere il giusto effetto, bisogna creare un doppio treno di impulsi come riportato nel disegno sottostante:

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Per ottenere tutto questo con pochi componenti e a basso costo, abbiamo fatto ricorso a un semplice circuito integrato C/MOS del tipo CD4060 o HCF4060 e pochi componenti esterni.

La rete R1, R2, R3 e C1 collegati ai pin 9, 10 e 11 di U1 costituiscono un normalissimo multivibratore astabile con uscita digitale dallo stesso pin 9.

Il segnale ultrasonico prelevato viene interrotto dai segnali a frequenza più bassa provenienti dagli stadi divisori dello stesso U1 (in pratica la stessa frequenza presente sul pin 9 viene divisa 64 e 512 volte) prima di pilotare il transistor Q1 che funziona come buffer di corrente per pilotare un piccolo altoparlante.

Dall’ emettitore di Q1 è presente un segnale di ampiezza (e corrente) in grado di pilotare indirettamente un piccolo altoparlante.

Non abbiamo collegato l’ altoparlante direttamente sull’ emettitore di Q1 perché il segnale udito sarebbe talmente elevato da risultare troppo irreale.

La resistenza R5 e il diodo D4 in serie allo stesso altoparlante, oltre a limitarne l’ ampiezza, esalta una certa quantità di armoniche e D4 serve anche a evitare che impulsi a scarica induttiva rientrino in Q1 danneggiandolo.

Naturalmente quanto descritto vale col ponticello JP scollegato, perché chiudendo JP si inserisce un altro sistema di parzializzazione del segnale che crea l’ effetto del grillo intermittente.

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Elenco componenti CZ003:

 

R1 = 22KΩ 0,25W

R2 = 10KΩ trimmer

R3 = 270KΩ 0,25W

R4 = 10KΩ 0,25W

R5 = 82Ω 0,5W

C1 = 10nF 25V ceramico

C2 = 100nF 25V ceramico

C3 = 220uF 16V elettrolitico

D1 = diodo 1N4148

D2 = diodo 1N4148

D3 = diodo 1N4148

D4 = diodo 1N4148

Q1 = transistor NPN tipo BC337

U1 = integrato C/MOS tipo CD4060

JP = jumper 2 pin

J1 = connettore 3 poli passo 5mm

AP = altoparlante da 100Ω

Nel caso di altoparlanti con impedenze diverse, è consigliabile ritoccare il valore di R5, l’ importante è non scendere sotto i 12Ω.

Se la frequenza portante risultasse ancora troppo bassa nonostante R2 sia ru0tato al minimo, è necessario ridurre R2 dagli attuali 22KΩ a 18KΩ, a molto spesso oltre alle tolleranze dei componenti anche temperatura ambiente e condizioni della pila alterano i parametri di lavoro dell’ oscillatore, fatto spesso udibile, ecco il motivo in cui abbiamo inserito R2.

 

Per il montaggio, abbiamo preparato questo PCB come indicato nel disegno riportato di seguito:

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La semplicità del circuito è tale che non dovrebbero esserci nessun tipo di difficoltà nel montaggio.

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