Instalar um circuito ativo dentro da guitarra pode ampliar suas possibilidades de uso. Neste projeto, a proposta é combinar um pré-amplificador para guitarra com um amplificador capaz de alimentar fones de ouvido, acrescentando blindagem e LEDs ao instrumento.
Com esse conjunto, o sinal produzido pelos captadores pode ser condicionado antes de seguir para um amplificador externo e também pode ser ouvido diretamente por meio de fones, dependendo da configuração adotada.
Neste artigo, veremos a função de cada etapa e os cuidados necessários para realizar essa adaptação.
O que faz um pré-amplificador de guitarra?
O sinal produzido por um captador passivo possui baixa amplitude e características de impedância que precisam ser respeitadas.
O pré-amplificador recebe esse sinal e pode realizar funções como:
- Aumentar sua amplitude;
- Elevar a impedância de entrada;
- Reduzir a impedância de saída;
- Evitar perdas em cabos;
- Controlar volume;
- Alterar tonalidade;
- Preparar o sinal para outras etapas;
- Acionar o amplificador de fones.
O pré-amplificador não tem, necessariamente, potência para alimentar um alto-falante ou fone diretamente. Sua principal função é trabalhar com o sinal antes do estágio de potência.
Para que serve o amplificador de fones?
O amplificador de fones recebe o sinal do pré-amplificador e fornece corrente suficiente para movimentar os pequenos transdutores existentes nos fones de ouvido.
Ele permite que o músico escute o instrumento sem precisar utilizar um amplificador convencional em determinadas situações.
Isso pode ser útil para:
- Estudo silencioso;
- Aquecimento antes de apresentações;
- Testes rápidos;
- Verificação do sinal da guitarra;
- Uso em viagens;
- Prática em horários com restrição de volume;
- Monitoramento individual.
A qualidade e o volume dependerão do circuito, dos captadores, dos fones e da tensão de alimentação.
Pré-amplificador e amplificador de fones são iguais?
Não. Os dois circuitos trabalham com áudio, mas exercem funções diferentes.
O pré-amplificador trabalha principalmente com tensão e condicionamento do sinal. Sua entrada deve interagir corretamente com os captadores.
O amplificador de fones precisa fornecer corrente suficiente para uma carga de impedância relativamente baixa.
Podemos representar o caminho do sinal desta forma:
Captador → pré-amplificador → amplificador de fones → fones
Também é possível criar uma saída separada:
Captador → pré-amplificador → saída da guitarra
A configuração exata depende dos controles e conectores utilizados no instrumento.
Importância da impedância de entrada
Captadores passivos de guitarra podem perder agudos quando são ligados a uma entrada de baixa impedância.
Por isso, o pré-amplificador deve apresentar uma impedância de entrada suficientemente elevada. Isso reduz o carregamento sobre o captador e ajuda a preservar seu timbre.
Uma entrada inadequada pode provocar:
- Redução dos agudos;
- Perda de volume;
- Som abafado;
- Alteração da ressonância do captador;
- Menor dinâmica.
Transistores de efeito de campo e amplificadores operacionais podem ser utilizados para criar entradas de alta impedância.
Impedância de saída
O pré-amplificador também pode reduzir a impedância de saída do instrumento.
Uma saída de menor impedância apresenta vantagens como:
- Menor perda em cabos longos;
- Menor sensibilidade à capacitância do cabo;
- Maior capacidade de alimentar outros circuitos;
- Melhor interação com alguns pedais;
- Menor captação de interferências em determinados casos.
Essa característica é uma das razões pelas quais alguns instrumentos utilizam eletrônica ativa.
Circuito ativo e circuito passivo
Uma guitarra passiva utiliza principalmente captadores, potenciômetros, capacitores, chaves e o conector de saída. Ela não necessita de bateria para produzir sinal.
A guitarra ativa possui um ou mais circuitos eletrônicos alimentados por bateria.
O sistema ativo pode incluir:
- Buffer;
- Pré-amplificador;
- Equalizador;
- Booster;
- Amplificador de fones;
- LEDs;
- Efeitos;
- Controle de ganho.
Quando a bateria está descarregada, o circuito ativo pode apresentar volume reduzido, distorção ou deixar de funcionar.
Uma opção de projeto é manter também uma rota passiva, permitindo utilizar a guitarra mesmo sem alimentação.
Planejamento da instalação
Antes de modificar o instrumento, faça um desenho indicando onde cada parte será instalada.
Considere:
- Espaço disponível nas cavidades;
- Posição da placa;
- Compartimento da bateria;
- Potenciômetros;
- Chaves;
- Conector dos fones;
- Conector de saída;
- LEDs;
- Passagem dos fios;
- Acesso para manutenção;
- Profundidade da madeira.
Não faça furos antes de verificar o espaço interno. Uma perfuração mal posicionada pode atingir a cavidade dos captadores, atravessar o corpo ou enfraquecer uma região importante.
Escolha da alimentação
Circuitos ativos de guitarra costumam utilizar bateria devido à portabilidade e ao baixo nível de ruído.
A tensão depende do circuito adotado. Podem ser utilizadas:
- Uma bateria de 9 V;
- Duas baterias;
- Pilhas;
- Bateria recarregável com controle adequado;
- Fonte externa em aplicações específicas.
A fonte precisa ser compatível com os componentes eletrônicos.
Aplicar uma tensão superior não garante melhor funcionamento e pode danificar o circuito.
Consumo de corrente
O consumo total inclui:
- Pré-amplificador;
- Amplificador de fones;
- LEDs;
- Outros circuitos ativos.
Os LEDs podem representar uma parte importante do consumo, principalmente quando são utilizados vários ou quando a corrente não foi limitada adequadamente.
Para aumentar a autonomia:
- Utilize LEDs eficientes;
- Reduza sua corrente;
- Instale resistores adequados;
- Desligue o circuito quando não estiver em uso;
- Verifique o consumo em repouso;
- Utilize uma bateria de boa qualidade.
A autonomia não deve ser estimada somente pelo pré-amplificador. Todo o conjunto precisa ser considerado.
Acionamento pelo conector da guitarra
Um conector estéreo pode ser utilizado como chave para ligar a alimentação quando o cabo é inserido.
Nesse sistema, um dos contatos fecha o circuito da bateria.
Quando o cabo é retirado, a alimentação é interrompida.
Essa solução evita a necessidade de uma chave exclusiva, mas exige atenção: deixar o cabo conectado mantém o circuito consumindo energia mesmo que o instrumento não esteja sendo utilizado.
Se houver uma saída separada para fones, também é necessário definir qual conector controlará a alimentação.
Amplificador de fones mono e fones estéreo
O sinal da guitarra é normalmente mono, enquanto muitos fones possuem dois canais.
Para que o som seja ouvido nos dois lados, o sinal precisa ser distribuído corretamente aos canais esquerdo e direito.
Não una arbitrariamente saídas de amplificadores. Uma configuração incorreta pode provocar curto entre canais ou sobrecarga.
Quando o circuito possui uma única saída mono, os dois lados do fone podem receber o mesmo sinal por meio de componentes e ligações apropriadas.
Também é necessário identificar corretamente no conector:
- Canal esquerdo;
- Canal direito;
- Terra comum;
- Contatos de chaveamento, se existirem.
Controle de volume dos fones
O amplificador de fones deve possuir um controle de volume acessível.
Ao ligar os fones:
- Reduza o volume ao mínimo;
- Conecte o instrumento;
- Acione o circuito;
- Toque levemente;
- Aumente o volume gradualmente.
Um circuito pequeno pode produzir um nível sonoro elevado em fones sensíveis.
Volumes excessivos podem causar desconforto e danos à audição, mesmo quando o amplificador utiliza baixa tensão.
Nível de sinal para a saída externa
O nível enviado à saída principal precisa ser compatível com pedais, interfaces e amplificadores de guitarra.
Um sinal excessivamente alto pode saturar os equipamentos seguintes. Um sinal muito baixo reduz a relação entre áudio e ruído.
O projeto pode incluir:
- Controle de ganho;
- Controle de volume geral;
- Chave para ativar o pré-amplificador;
- Modo passivo;
- Saída independente;
- Ajuste interno por trimpot.
O ganho deve ser ajustado para aproveitar a dinâmica do instrumento sem produzir distorção involuntária.
Distorção desejada ou indesejada
Se o circuito for projetado como pré-amplificador limpo, a distorção pode indicar:
- Bateria descarregada;
- Ganho excessivo;
- Polarização incorreta;
- Sinal de entrada muito alto;
- Falta de margem na alimentação;
- Amplificador de fones sobrecarregado;
- Fones incompatíveis.
Entretanto, a saturação também pode ser utilizada intencionalmente como efeito.
É importante definir se o objetivo é preservar o som dos captadores ou criar uma nova característica sonora.
Blindagem da guitarra
Captadores e circuitos de alta impedância podem captar interferências eletromagnéticas.
A blindagem ajuda a reduzir ruídos provenientes de:
- Rede elétrica;
- Lâmpadas;
- Fontes chaveadas;
- Computadores;
- Monitores;
- Transformadores;
- Controladores de LED;
- Equipamentos próximos.
Ela pode ser feita com:
- Fita de cobre;
- Folha condutiva;
- Tinta condutiva;
- Chapas metálicas finas;
- Materiais próprios para instrumentos.
O objetivo é formar uma superfície condutiva ao redor da eletrônica e conectá-la corretamente ao terra do circuito.
Blindagem com fita de cobre
A fita de cobre pode ser aplicada no interior das cavidades e na parte traseira do escudo.
Para funcionar corretamente:
- As partes devem possuir continuidade elétrica;
- As sobreposições precisam fazer contato;
- A blindagem deve chegar ao terra em um ponto definido;
- As bordas não devem encostar em terminais ativos;
- A tampa também deve participar da blindagem;
- Rebarbas precisam ser removidas.
Algumas fitas possuem adesivo condutivo; outras não. Quando o adesivo não conduz, as emendas precisam ser soldadas ou conectadas de outra maneira.
Blindagem com tinta condutiva
A tinta condutiva pode ser aplicada em cavidades onde a fita é difícil de instalar.
Normalmente são necessárias várias camadas para alcançar uma resistência suficientemente baixa.
Depois da secagem:
- Meça a continuidade;
- Verifique diferentes pontos;
- Faça a conexão ao terra;
- Confira a união com a tampa;
- Evite que terminais ativos encostem na superfície.
Uma camada com aparência uniforme não garante necessariamente boa condutividade.
Blindagem não elimina todos os ruídos
A blindagem reduz interferências eletrostáticas, mas não resolve todas as fontes de ruído.
Ela não corrige:
- Fonte de alimentação ruidosa;
- Cabo defeituoso;
- Solda fria;
- Captador single-coil recebendo campo magnético;
- Aterramento incorreto;
- Ganho excessivo;
- Circuito oscilando;
- Bateria com mau contato.
Depois da blindagem, o sistema completo precisa ser testado.
Organização do aterramento
Todos os pontos que precisam estar no terra devem possuir continuidade, mas a montagem deve evitar caminhos desnecessários e ligações confusas.
Podem estar conectados ao terra:
- Carcaças dos potenciômetros;
- Blindagem das cavidades;
- Ponte e cordas;
- Terra do pré-amplificador;
- Terra do amplificador de fones;
- Terra dos conectores;
- Negativo da bateria, conforme o chaveamento.
Antes de fechar o instrumento, utilize o multímetro para conferir a continuidade.
O aterramento das cordas ajuda a reduzir ruídos, mas a guitarra deve ser conectada somente a equipamentos seguros e corretamente aterrados.
Instalação dos LEDs
Os LEDs podem indicar:
- Circuito ligado;
- Modo ativo;
- Amplificador de fones acionado;
- Efeito selecionado;
- Estado da bateria;
- Função escolhida.
Cada LED precisa de um circuito limitador de corrente, normalmente um resistor em série.
O resistor pode ser calculado pela relação:
R = (Vfonte − VLED) ÷ ILED
Onde:
- R é a resistência;
- Vfonte é a tensão da bateria;
- VLED é a queda de tensão do LED;
- ILED é a corrente desejada.
Não é necessário utilizar o LED sempre em sua corrente máxima. Em um instrumento alimentado por bateria, uma corrente menor pode produzir brilho suficiente e aumentar a autonomia.
Posição dos LEDs
A posição precisa permitir boa visualização sem incomodar o músico.
Antes de perfurar:
- Teste o brilho;
- Observe o instrumento em ambiente escuro;
- Confira o espaço interno;
- Evite reflexos diretos nos olhos;
- Verifique a distância dos controles;
- Proteja os terminais;
- Utilize suportes quando necessário.
LEDs muito brilhantes podem atrapalhar em ambientes pouco iluminados.
Layout interno do circuito
O circuito de entrada deve ficar afastado de fontes de interferência.
Algumas práticas úteis são:
- Manter fios de sinal curtos;
- Utilizar cabo blindado na entrada;
- Afastar a saída da entrada;
- Fixar a placa;
- Organizar a alimentação;
- Evitar fios soltos;
- Instalar capacitores de desacoplamento;
- Manter LEDs e seus fios afastados da entrada sensível;
- Isolar a placa da blindagem.
Se a placa tocar na fita de cobre, poderá ocorrer curto-circuito. Utilize espaçadores ou material isolante.
Montagem em placa
O circuito pode ser construído em:
- Placa perfurada;
- Placa de circuito impresso;
- Placa desenvolvida especificamente;
- Módulos combinados;
- Protoboard apenas para testes iniciais.
O protoboard é útil para experimentar, mas não deve permanecer solto dentro da guitarra.
Depois dos testes, a montagem precisa ser transferida para uma estrutura resistente às vibrações e ao movimento do instrumento.
Escolha dos potenciômetros e controles
O pré-amplificador pode utilizar controles para:
- Volume;
- Ganho;
- Graves;
- Médios;
- Agudos;
- Tonalidade;
- Mistura entre sinais;
- Volume dos fones.
O valor e o tipo dos potenciômetros precisam corresponder ao circuito.
Potenciômetros lineares e logarítmicos apresentam respostas diferentes. Para volume, um modelo logarítmico costuma acompanhar melhor a percepção auditiva, mas a escolha final depende da configuração.
Também é necessário considerar o comprimento do eixo e a espessura do local onde será instalado.
Testes antes da instalação definitiva
O circuito deve ser testado fora da guitarra antes de receber a montagem definitiva.
Verifique:
- Tensão de alimentação;
- Consumo de corrente;
- Ganho;
- Ruído;
- Resposta dos controles;
- Funcionamento dos dois lados dos fones;
- Nível da saída externa;
- Acionamento dos LEDs;
- Chaveamento da bateria;
- Aquecimento dos componentes.
Depois, faça uma instalação provisória no instrumento e teste novamente com a cavidade aberta.
Isso facilita correções e evita desmontagens repetidas.
Teste da blindagem
Com o multímetro na escala de continuidade, confira:
- Diferentes áreas da fita ou tinta;
- Tampa da cavidade;
- Escudo;
- Carcaças dos potenciômetros;
- Terra do conector;
- Ponte, quando aplicável.
Todos os pontos previstos no projeto devem apresentar continuidade.
Depois, conecte a guitarra ao amplificador e compare o ruído antes e depois de tocar as cordas ou partes aterradas.
Instalação da bateria
A bateria precisa ficar presa dentro do instrumento.
Não a deixe solta sobre a placa ou os potenciômetros. Durante o movimento, ela pode:
- Romper fios;
- Encostar em terminais;
- Danificar componentes;
- Produzir ruídos mecânicos;
- Criar curto-circuito.
Pode ser utilizado um compartimento próprio, suporte ou material de fixação adequado.
A bateria também deve permanecer acessível para substituição.
Como aumentar a autonomia
Para reduzir o consumo:
- Utilize amplificadores eficientes;
- Trabalhe com o menor ganho necessário;
- Reduza a corrente dos LEDs;
- Desconecte o cabo depois do uso;
- Instale uma chave geral;
- Verifique correntes de fuga;
- Utilize bateria apropriada;
- Meça o consumo em repouso.
A autonomia pode ser estimada dividindo a capacidade da bateria pelo consumo médio, mas o resultado real depende das condições de funcionamento.
Ligação com pedais e amplificadores
Antes de conectar o instrumento modificado:
- Reduza o volume;
- Desative o amplificador de fones, quando necessário;
- Confira qual saída será utilizada;
- Verifique o nível do sinal;
- Evite conectar a saída de fones a uma entrada sensível em volume elevado;
- Confirme a polaridade e alimentação dos circuitos.
A saída para fones e a saída principal da guitarra podem apresentar níveis e impedâncias diferentes.
Erros comuns
Entre os problemas mais frequentes estão:
- Utilizar pré-amplificador com baixa impedância de entrada;
- Ligar o fone diretamente à saída do captador;
- Não limitar a corrente dos LEDs;
- Deixar a bateria solta;
- Criar curto entre a placa e a blindagem;
- Fazer blindagem sem ligação ao terra;
- Utilizar fios longos na entrada;
- Confundir os contatos do conector estéreo;
- Deixar o cabo conectado e descarregar a bateria;
- Aumentar demais o ganho;
- Fechar a cavidade antes dos testes.
Uma montagem organizada facilita tanto o funcionamento quanto uma futura manutenção.
Segurança e cuidados com a audição
O circuito utiliza baixa tensão, mas pode produzir volume elevado nos fones.
Sempre inicie com o volume no mínimo e aumente lentamente.
Também observe:
- Polaridade da bateria;
- Isolamento da placa;
- Ausência de fios prensados;
- Fixação dos componentes;
- Aquecimento;
- Estado dos conectores;
- Continuidade do aterramento.
Nunca conecte o instrumento a equipamentos que apresentem choque nas cordas ou no chassi. Isso pode indicar uma falha perigosa na instalação elétrica ou no amplificador.
Resultado da adaptação
A combinação de pré-amplificador e amplificador de fones dentro da guitarra cria um instrumento ativo com novas possibilidades de estudo e utilização.
A blindagem ajuda a reduzir interferências, enquanto os LEDs indicam o estado das funções instaladas. O resultado depende de um bom planejamento da alimentação, do caminho do sinal e da organização interna.
No vídeo, você acompanha a montagem do circuito, a blindagem e a instalação dos LEDs:
Aprenda mais sobre circuitos para guitarra
Se você deseja compreender melhor captadores, pré-amplificadores, amplificadores, pedais, fontes e outros circuitos utilizados com instrumentos musicais, conheça o curso de Eletrônica Aplicada ao Áudio.