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Conversor Tensão em Frequência (ART1913)

Eis um projeto simples que pode servir de base para inúmeros aparelhos tais como detectores de mentiras, sensores de umidade, vazamentos, sensores de temperatura etc. 0 sistema converte uma tensão em uma freqüência que, se toma audível quando aplicada a um pequeno alto-falante. O circuito é alimentado com pilhas comuns e tem e o consumo de corrente bastante baixo.

Este sensível conversor tensão/frequência ou conversor analógico digital converte uma tensão aplicada entrada em uma frequência obtida na saída:

A sensibilidade é enorme de modo que, uma vez que tensões da ordem de milésimos de volts podem ser detectadas com a produção de sons perfeitamente audiveis.

Dentre as possíveis aplicações a interessantes que podemos citar para este conversor estão:

a) Polígrafo ou detector de mentiras: se uma pessoa segurar os eletrodos que são ligados à entrada do circuito, pequeninas variações da resistência de sua pele que ocorrem pela mudança de estado nervoso de uma pessoa quando ela mente, podem ser acusadas pela emissão ou variação do som do alto-falante o mesmo princípio dos aparelhos usados pela polícia, com diferença que, em lugar de ter som, observa-se o movimento de uma agulha.

b) Atividade elétrica em seres vivos: com a ligação de eletrodos em plantas, a atividade das células, que é acompanhará: da produção de uma pequena tensão, provoca a emissão ou variação dos sons deste aparelho. Experiências interessantes podem ser feitas com o e chamado efeito Backster (figura 1).

 

Figura 1 – O efeito Backster
Figura 1 – O efeito Backster

 

 

c) Sensor de variação de temperatura ou umidade: uma vez ajustado para não emitir som com certa temperatura ou grau de umidade, a variação destas grandezas provocará o disparo do circuito, que emitirá um sinal de alerta. O aparelho possui uma saída de sinal que pode ser usada para excitar um amplificador externo de maior potência a sua entrada num sinal de freqüência proporcional a tensão de entrada.

 

COMO FUNCIONA

A base do circuito é um transistor unijunção que funciona como oscilador de relaxação.

Neste circuito, um transistor bipolar controla a corrente de carga do capacitor e assim a frequência do sinal produzido.

Podemos através de P1 ajustar o circuito para não oscilar ou oscilar com frequência muito baixa a partir de uma certa resistência de entrada, e a frequência passará a depender do sinal externo.

A chave colocada junto à saída (S2) serve para desviar o sinal para um amplificador externo caso assim o leitor deseje.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do aparelho.

 

   Figura 2 – Diagrama completo do aparelho
Figura 2 – Diagrama completo do aparelho

 

 

A figura 3 mostra a placa de circuito impresso sugerida para a montagem.

 

 

   Figura 3 – Placa de circuito impresso para a montagem
Figura 3 – Placa de circuito impresso para a montagem

 

Os resistores usados podem ser todos de ¼ W com qualquer tolerância e os capacitores podem ser de qualquer tipo, já que o circuito não é crítico;

O transistor unijunção só pode ser o 2N2646 e para Q1 podemos empregar qualquer NPN de uso e geral;

Para Q3 devemos utilizar o TIP31 com um pequeno radiador de calor, já que ele tende a se aquecer.

Este radiador deve ter pelo menos 3 x 3 cm, e o circuito admite alimentação de até 9 V, caso em que teremos volume de som maior na saída.

Para experimentos mais críticos tais como na versão de polígrafo ou efeito Backster, a utilização de fonte pode introduzir instabilidades e roncos, não sendo, portanto, recomendada.

O alto-falante pode ser qualquer um de 4 ou 8 ohms com tamanho que permita sua instalação na caixa escolhida.

Na parte externa da caixa temos como controles apenas P1 e as chaves (S1 e S2). Para entrada dos sinais usamos bornes tipo banana ou de outro tipo.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho, basta colocar S2 na posição que ativa o alto-falante interno e acionar S1.

Dependendo da posição de P1, deve haver emissão de som. Variando P1 deve haver mudança de frequência até o ponto em que, tornando-se bem grave, o som para.

Neste ponto, segurando dois fios ligados aos terminais 1 e 2 deve haver emissão de som.

A ligação de sensores de umidade (duas telas separadas por um pedaço de tecido), de temperatura (termistor) ou luz (LDR) deve ser feita entre os pontos 1 e 2 e o ajuste do ponto de funcionamento em P1.

Para usar como polígrafo (detector de mentiras) use como eletrodos duas pilhas raspadas (gastas) conforme mostra a figura 4, as quais devem ser seguras firmemente pelo interrogado.

 

Figura 4 – Usando pilhas gastas como eletrodos
Figura 4 – Usando pilhas gastas como eletrodos

 

Um aspecto importante do interrogatório é que o interrogado deve estar convencido de que o aparelho é infalível, pois assim psicologicamente ele terá problemas em manter firmes as mãos quando for feita uma pergunta embaraçosa e ele desejar mentir!

Ajuste então P1 para não haver emissão de som e interrogue a pessoa. Eventuais variações da resistência que podem indicar uma mentira são indicadas pela emissão de som do alto-falante.

Na utilização com plantas o eletrodo deve ficar entre folhas, e não deve estar apertado para não machucar o vegetal. De tempos em tempos mude de posição os sensores e escolha uma planta com folhas grossas e carnudas para ter maior êxito.

 

Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN

Q2 - 2N2646 -transistor unijunção

Q3 - TlP31 ou equivalente - transistor de potência

FTE - alto-falante de 4 ou 8 ohms

S1 - interruptor simples

S2 - chave de 1 pólo x 2 posições

B1 – 6 V - 4 pilhas pequenas

P1 - 1M - potenciômetro

J1 - jaque (saída)

R1, R2 – 10 k x 1/8 W + resistores (marrom, preto, laranja)

R3, R4 – 100 k x 1/8 W - resistores (marrom, preto, amarelo)

R5, R8 – 1 k x 1/8 W - resistores (marrom, preto, vermelho)

R6 - 470 ohms x 1/8 W - resistores (amarelo, violeta, marrom)

R7 - 100 ohms x 1/8 W - resistor (marrom, preto, marrom)

C1 – 47 nF - capacitor cerâmico

C2, C3 – 100 nF - capacitores cerâmicos ou de poliéster

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, botão para o potenciômetro, pinos e bornes banana, suporte para 4 pilhas pequenas, fios, solda etc.

 

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