PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM TWEETER A
PLASMA
Rafael Tena Pierozzi1, Roberto Katsuhiro Yamamoto2
Faculdade de Tecnologia de São Paulo (FATEC-SP)
2
Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI-USP)
[email protected]
1,2
1. Introdução
Os tweeters, componentes utilizados na reprodução
de freqüências médias e altas, utilizados hoje em dia,
são compostos por um ímã permanente no qual é
inserida uma bobina fixada em um cone. Ao circular
uma corrente elétrica na bobina, é gerado um campo
magnético que interage com o ímã, movimentando o
cone [1], causando o deslocamento de ar em uma
direção preferencial que é interceptado por nossos
ouvidos, trazendo a sensação de sons.
A idéia de utilizar uma descarga luminescente
(glow), veio do fato de que, ao aplicar um potencial
elétrico elevado entre dois eletrodos em pressão
ambiente, inicia-se a ionização das moléculas do ar [2].
Os íons, ao se repelirem mutuamente, devido a forças de
repulsão eletrostática, colidem com as moléculas do ar
produzindo deslocamento de ar semelhante aos tweeters
convencionais, propagando som em todas as direções
(omnidirecionalidade).
2. Procedimentos Experimentais
O aparato aqui construído, teve a fonte de alta tensão
construída em torno de um flyback (transformador de
alta tensão), sendo chaveado por um MOSFET
(transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor).
Os testes iniciais foram feitos utilizando um gerador
de funções como fonte de sinal, definindo então como
melhor forma de onda, a onda quadrada.
Foram testadas modulações AM, FM e PWM. Nas
duas primeiras não houve bons resultados. A modulação
do tipo PWM (modulação de largura de pulso), foi a que
apresentou os primeiros resultados chaveando o
MOSFET IRF840 capaz de controlar 8 A de corrente no
dreno. Neste caso, foram ouvidos alguns ruídos ao
utilizar o gerador de funções ao invés de fonte de áudio.
O MOSFET foi substituído por um IRFP250N,
capaz de controlar 30 A. Após esta alteração, qualquer
sinal de áudio inserido no circuito foi reproduzido
fielmente.
3. Resultados
Montado o protótipo, mostrado na Figura 1, foram
realizadas diversas medições de forma a caracterizar o
aparato. Na comparação da resposta em freqüência entre
um tweeter convencional e o de plasma, percebeu-se
que o tweeter a plasma responde melhor acima de 15
kHz.
Detalhe do
plasma
Figura 1 – Foto do tweeter a plasma construído.
Para determinar a tensão, foi medida a distância
entre os eletrodos e através da rigidez dielétrica (aprox.
1 kV/mm), obteve-se o resultado de 20 kV. Outro
método utilizando conservação de energia no
transformador, confirmou o valor, resultando em
aproximadamente 15 kV.
O resultado mais significativo foi o da
direcionalidade, mostrando que a propagação ocorre em
mais direções comparado ao tweeter convencional,
como mostra a Figura 2.
Figura 2 – Gráfico da direcionalidade de propagação.
4. Conclusões
O projeto mostrou que a grande vantagem do
tweeter a plasma é a omnidirecionalidade de propagação
do som, permitindo que o mesmo som seja ouvido em
qualquer direção, diferente do tweeter convencional que
fornece uma propagação preferencialmente em uma
direção.
5. Referências
[1] Loudspeaker. Disponível em: <http://en.wikipedia.
org/wiki/Loudspeaker
[2] Descarga Corona. Disponível em: <http://pt. wikipedia.org/wiki/Descarga_de_corona>