Um alto-falante normalmente é usado para transmitir áudio por toda parte. Seja amplificando a voz de alguém dando uma palestra ou as guitarras de uma banda de rock, os alto-falantes foram feitos para serem ouvidos. Mas e se você quiser entregar áudio seletivamente para um indivíduo em um grupo grande? Ou e se você quiser tocar música alta no meio da noite sem acordar seus vizinhos?
Bem, os fones de ouvido funcionariam na maioria dos casos. Mas e se você precisar entregar o áudio sem que o receptor tenha nenhum tipo de equipamento? É uma aplicação de nicho, com certeza, mas quem se encontra nessa situação tem poucas opções. Uma opção particularmente interessante foi recentemente demonstrada pela Electron Impressions. Ele criou o que chama de laser sonoro. Este dispositivo DIY não é apenas authorized, mas também mergulha na física por trás de seu funcionamento, o que é bastante interessante.
O circuito (📷: Impressões eletrônicas)
Em condições normais, a face de um alto-falante é muito menor que o comprimento de onda do som que ele produz. Isso faz com que as ondas sonoras difratem nas bordas do alto-falante, fazendo com que ele se espalhe em todas as direções. Para evitar isso, a maior parte do som na faixa audível exigiria um alto-falante do tamanho de um outside.
Portanto, para transmitir o som em uma única direção, a Electron Impressions trabalhou com ondas ultrassônicas. Os comprimentos de onda são curtos o suficiente para que um transdutor de 8 mm seja tão grande quanto um comprimento de onda completo. Isso evita a difração nas bordas, mas há um problema bastante óbvio com essa abordagem: os humanos não conseguem ouvir o som ultrassônico.
A solução para esse problema baseou-se em uma propriedade do ar chamada não linearidade acústica, que afirma que o som viaja mais rápido quando a pressão do ar é mais alta. Isto significa que se as ondas ultrassónicas forem transmitidas com uma amplitude suficientemente elevada, as ondas distorcem a sua própria forma. Se a amplitude dessas ondas for modulada, esse efeito fará com que as ondas sonoras se desmodulem no ar, produzindo um som audível.
Um teste do dispositivo (📷: Impressões eletrônicas)
Com a abordagem definida, a Electron Impressions começou a trabalhar no dispositivo. Este laser de som portátil usa um temporizador 555 para gerar uma onda portadora de 40 kHz. Um amplificador de áudio Bluetooth é conectado ao pino de disparo do temporizador para modular o sinal. A saída é alimentada em uma ponte H para amplificação, antes de finalmente ser enviada para um conjunto de 73 transdutores piezoelétricos conectados em paralelo.
O espaçamento desses transdutores deve ser muito preciso para criar uma frente de onda unificada que gere uma onda sonora forte que possa percorrer uma grande distância. Este espaçamento também tem o efeito de criar interferência destrutiva que cancela qualquer som emitido fora da região alvo.
A qualidade do som do dispositivo não é ótima, mas definitivamente atende ao seu propósito de transmitir som direcional à distância. Confira o vídeo abaixo para vê-lo em ação.