Detector de umidade (ART463)

Descrevemos neste artigo um detector de umidade que usa componentes que ainda hoje podem ser encontrados com facilidade e são de baixo custo. Como se trata de projeto simples indicado aos iniciantes, o recomendamos para cursos de iniciação tecnológica cursos ténicos e mesmo para os leitores que ainda estão dando seus primeiros passos nas montagens eletrônicas. O aparelho também utilidade pratica como detector de pontos de umidade e vazamentos.

Introdução
Este artigo mostra como montar um simples aparelho que é capaz de detectar de pontos de umidade em paredes e pisos, servindo assim como recurso importante para a descoberta de vazamentos e infiltrações. No laboratório ou em experimentos para feiras de ciências  e aulas de química-física, este aparelho pode detectar o momento em que começa a pingar água em algum experimento ou ainda quando a umidade alcança um determinado valor. Ele também pode servir para mostrar que o corpo humano conduz a eletricidade e que o grau de condução depende da umidade da pele.

O indicador é sonoro e pela intensidade do som podemos ter uma idéia da gravidade do vazamento ou do grau de umidade no local do sensor.

O sensor consiste em duas pequenas almofadas condutoras que, em contato com a parede, conduzem a corrente para o acionamento do circuito em caso de vazamentos, infiltrações ou simples presença de umidade do próprio ambiente (condensação).

O aparelho funciona com pilhas comuns e possui indicação em alto-falante com grande sensibilidade. Nenhum ajuste é necessário e a operação do aparelho é muito simples: basta encostar o sensor no ponto em que se suspeita haver umidade.

A montagem poderá ser feita numa caixinha plástica conforme sugere a figura 1, o que facilita bastante sua utilização.

 

Sugestão de montagem da caixa plástica.
Sugestão de montagem da caixa plástica.

 

COMO FUNCIONA

O que temos é um oscilador de áudio que só entra em funcionamento quando houver polarização na base do transistor Q2. A polarização vem justamente do transistor Q1 que conduz a corrente no caso de haver circulação de corrente pelo sensor.

O sensor justamente só conduz em presença de umidade e ele consiste em duas pequenas almofadas condutoras do tipo usado para proteger contra descargas estáticas os circuitos integrados CMOS, como os usados nos computadores.

Essas duas pequenas almofadas são coladas numa placa de circuito impresso em que soldamos os fios para ligação ao restante do circuito.

Se houver umidade na parede ou local testado, a resistência cai e o contato com as almofadas condutoras permite a circulação de uma corrente que polariza Q1 no sentido de haver condução.

A frequência do oscilador é determinada tanto por R1 como C1 e a própria resistência apresentada entre o coletor e o emissor de Q1. Como esta resistência depende da umidade temos diversas possibilidades: num extremo um som bem grave que representa uma resistência muito alta e pouca umidade e no outro extremo um som mais agudo que representa uma resistência baixa e portanto muita umidade, como ocorre no caso de vazamento.

A alimentação do circuito é feita com pilhas comuns e a chave S1 é opcional pois na condição de fora de uso, com a almofada dos sensores secas o consumo de corrente é praticamente nulo.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do aparelho.

 

Diagrama completo do detector de umidade.
Diagrama completo do detector de umidade.

 

Na figura 3 temos a disposição dos componentes numa ponte de terminais.

 

Montagem do detector de umidade numa ponte de terminais.
Montagem do detector de umidade numa ponte de terminais.

 

Os resistores podem ser de 1/8W ou maiores e o capacitor pode ser tanto de poliéster como cerâmico. O alto-falante é pequeno, aproveitado de um velho rádio fora de uso de modo a caber numa pequena caixa de plástico.

Para as pilhas usamos um suporte pequeno e o sensor é fixado na própria caixa para maior facilidade de uso ou ligado por meio de dois fios se a aplicação for diferente da original.

 

PROVA E USO

Coloque as pilhas no suporte e acione S1. Depois é só encostar o sensor em qualquer local em que haja umidade (parede, mesa molhada, papel úmido, etc). Deve haver a emissão imediata de som, conforme explicado anteriormente: agudo para grande umidade e mais grave para umidade mais leve.

 

O QUE EXPLICAR

Explique que a água pura é isolante, mas em nosso meio ambiente existem muitas impurezas que, dissolvidas a tornam condutora. Assim, os locais úmidos têm uma resistência elétrica muito menor e, portanto fazem com que a corrente circule o que leva o aparelho a "apitar".

Encostando os dedos no sensor o aparelho também acusa a condução pois a pele é levemente condutora. A pele molhada produz um tom mais agudo do que seca porque ela conduz melhor a corrente. Isso mostra porque é perigoso tomar choques quando estamos molhados.

Explique também que o som mais grave corresponde a altas resistências resultantes de pouca umidade e que alta frequência ou sons mais agudos corresponde a alta umidade resultante de maior umidade.

 

SUGESTÕES

Trocando o sensor por duas chapinhas de metal você pode transformar este aparelho num polígrafo. As pequenas variações de tom que ocorrem durante um interrogatório indicam que a resistência da pele da pessoa varia o que detecta um estado emocional que pode estar associado a uma mentira.

Na falta das almofadas condutoras, o sensor pode ser "fabricado" com duas chapinhas de metal coladas ou parafusadas numa chapinha de plástico.

Ligando um LDR em lugar dos sensores o aparelho torna-se um sensível detector de luz apitando quando o sensor for iluminado. Diversas experiências interessantes podem ser feitas com esta alteração.

 

Semicondutores:

Q1, Q2 - BC548 ou equivalentes - transistores NPN de uso geral

Q3 - BC558 ou equivalente - transistor PNP de uso geral


Resistores: (1/8W. 5%)

R1 - 47 k ? - amarelo, violeta, laranja

R2 - 1 k ? - marrom, preto, vermelho


Capacitores:

C1 - 100 nF (104 ou 0,1) - cerâmico ou poliéster


Diversos:

FTE - 4 ou 8 ? x 5 cm - alto-falante pequeno

S1 - Interruptor simples

B1 - 3 V - 2 pilhas pequenas

X1, X2 - sensores - ver texto

Ponte de terminais, caixa para montagem, suporte para duas pilhas, fios, solda, etc.

 

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