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Aparelho para ouvir através das paredes (ART036)

É claro que não propomos nenhum truque misterioso que transponha um sensor, passando para o outro lado de uma parede para captar conversas e outros sons. O que propomos é um sensível microfone, tipo estetoscópio, que tanto pode servir para ouvir o que se passa do outro lado, como dentro de uma parede detectando sons de vazamentos de água, ou se existe algum artefato mecânico dentro de uma mala ou caixa suspeita, por exemplo. Se o leitor deseja um aparelho como este, eis a oportunidade de montá-lo com componentes comuns de fácil obtenção. Este projeto é um dos muitos descritos no nosso livro Espionagem e Contra-espionagem Eletrônica.

 

Um aparelho cobiçado por detetives, espiões e mesmo pessoas curiosas comuns, é o microfone que permite ouvir “através das paredes”. É claro que tal aparelho está ainda no campo da ficção, se bem que existam algumas alternativas interessantes que começam a ser pesquisadas ou ainda que fazem uso de tecnologias muito avançadas, fora do alcance do montador comum portanto. O que propomos é um ultra-sensível microfone que detecta sons muito fracos que podem passar através de uma parede e captados se usarmos uma configuração sensora apropriada. O que temos então é um amplificador de ganho ultra-elevado, com um microfone comum colocado num sistema de almofada concentradora de sons, conforme mostra a figura 1

 

 


Figura 1 – Um sensor apropriado possibilita a concentração dos sons.


Microfones deste tipo têm sido usados por empresas de fornecimento de água para detectar vazamentos ocultos pelo som que produzem, conforme mostra a figura 2.

 


Figura 2 – Os chamados estetoscópios eletrônicos são utilizados na detecção de vazamentos de água.

Empresas de fornecimento de água enviam então seus técnicos com tal aparelho, normalmente à noite quando o ruído ambiente é menor, para tentar descobrir aqueles vazamentos impossíveis que fazem com que uma conta de água atinja valores absurdos e não haja sinal evidente do que está acontecendo...Veja então que nosso aparelho não tem apenas uma finalidade recreativa já que ele pode ser usado para:

Detectar vazamentos
Detectar ruídos estranhos que ocorram devido a animais ou insetos alojados em construções (paredes, forros, etc)
Detectar ruídos provocados pelo funcionamento anormal de máquinas.
Detectar estalos e mudanças de posição de vigas e paredes quando submetidas a esforços no sentido de se verificar se têm alguma trinca ou outro problema.
Detectar objetos dentro de pacotes suspeitos ou malas que indiquem um artefato mecânico – bomba relógio, por exemplo.

O circuito proposto é alimentado por pilhas comuns e tem um consumo relativamente baixo, o que o torna totalmente portátil.

 


Como Funciona
Um microfone de eletreto envia seu sinal para uma etapa pré-amplificadora de áudio com um ganho muito alto. Esta etapa é formada pelos transistores Q1 e Q2 cujo ganho é dado basicamente pela relação entre os resistores de polarização de base e coletor. Esta etapa é do tipo com acoplamento RC para maior simplicidade de projeto. O sinal desta etapa é levado à entrada de um amplificador integrado de ganho 200, o qual é determinado pelo capacitor C5. Veja que na passagem do sinal de uma etapa para a outra temos o potenciômetro de controle de sensibilidade P1. O sinal amplificador pelo circuito integrado é levado a um fone de ouvido onde então é feita a sua reprodução. Para que o circuito proporcione resultados satisfatórios existem duas condições importantes que devem ser satisfeitas na montagem.

A primeira é a utilização de uma almofada captadora onde o microfone é instalado de modo a concentrar apenas o som que vem através da parede. Detalhes construtivos desta almofada sensora serão dados mais adiante.
A segunda consiste na utilização de um fone de ouvido acolchoado de baixa impedância. Este tipo de fone, mostrado na figura 3 tem duas finalidades neste projeto.

 


Figura 3 – O fone utilizado possibilita uma melhor concentração do som, abafando ruídos externos.

A primeira consiste na concentração maior dos sons no ouvido da pessoa que utiliza o aparelho, obtendo assim maior rendimento. A segunda consiste em se evitar o fenômeno da realimentação acústica ou microfonia, ilustrado na figura 4.

 


Figura 4 – A microfonia ocorre quando o microfone capta o som emitido pelo próprio fone ele alimenta.

Quando o microfone de um equipamento de som capta o próprio som que ele reproduz o sinal circula rapidamente pelo circuito, produzindo um apito intenso. É o apito que ocorre quando abrimos o volume de um equipamento de som no qual esteja ligado um microfone. Com o uso de um fone acolchoado evitamos este problema, já que a sensibilidade do circuito é muito grande. A alimentação do aparelho vem de 4 pilhas comuns e o como o consumo não é dos mais elevados elas terão uma boa durabilidade.

 


Montagem
Na figura 5 temos o diagrama completo do aparelho para “Ouvir Através das Paredes”.

 


Figura 5 – Circuito completo do aparelho para ouvir através das paredes.

A placa de circuito impresso para sua implementação é mostrada na figura 6.

 


Figura 6 – Placa de circuito impresso para montagem do amplificador.

Para conexão do microfone ao aparelho deve ser usado um cabo blindado. Na figura 7 mostramos detalhes para a montagem do sensor e a conexão do cabo, observando-se a polaridade do microfone.

 


Figura 7 – Detalhes da montagem do sensor.

O  cabo pode ter até uns 3 metros de comprimento para facilitar sua utilização.
Os capacitores eletrolíticos devem ter sua polaridade observada. Para conexão do fone deve ser usado um jaque de acordo com o seu plugue. Como a maioria dos fones de ouvido do tipo acolchoado de baixa impedância é estéreo e o amplificador que usamos mono, precisamos fazer a ligação dos dois canais em série, o que é conseguido no próprio jaque, conforme mostra a figura 8.

 


Figura 8 – Adaptação do jaque para operação monofônica.

Sem esta ligação apenas um canal funciona. O conjunto pode ser alojado numa caixinha de plástico e uma idéia para se facilitar seu uso seria dotá-la de uma alça para que ela possa ser levada a tira-colo, conforme mostra a figura 9.

 


Figura 9 – sugestão de caixa para a montagem do aparelho.

 


Prova e Uso
Para provar o aparelho, basta colocar as pilhas no suporte, encaixar o plugue do fone e acionar P1. Abra o controle de volume. O som ambiente deve ser ouvido de forma muito amplificada. Experimente o aparelho encostando o sensor numa parede em que existam pessoas falando do outro lado ou algum tipo de barulho. Para usar é só encostar o sensor na parede, procurando a posição que dê melhor rendimento. Se ouvir um forte apito devido à microfonia, reduza o volume.

 



Lista de Material


Semicondutores:
CI-1 – LM386 – amplificador de áudio integrado
Q1, Q2 – BC548 ou equivalentes – transistores NPN de uso geral


Resistores: (1/8W, 5%)
R1, R3  – 4,7 k ohms – amarelo, violeta, vermelho
R2 – 1,5 M ohms – marrom, verde, verde
R4 – 220 k ohms – vermelho, vermelho, amarelo
R5 – 1 k ohms – marrom, preto, vermelho
R6 – 560 ohms – verde, azul, marrom
R7 – 10 ohms – marrom, preto, preto

 

Capacitores: (eletrolíticos para 6 V ou mais)
C1, C8 – 100 uF – eletrolíticos
C2, C3, C5 – 10 uF – eletrolíticos
C4 – 470 nF – cerâmico ou poliéster
C6 – 47 nF – cerâmico ou poliéster
C7 – 220 uF – eletrolítico
P1 – 10 k ohms – potenciômetro (pode incluir S1)

Diversos:
MIC – Microfone de eletreto de dois terminais
S1 – Interruptor simples
B1 – 4 pilhas pequenas
Z – Fone de baixa impedância – ver texto (4 a 32 ohms)
Placa de circuito impresso, jaque para fone (estéreo), suporte de pilhas, caixa para montagem, botão para o potenciômetro, fios, solda, etc.

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