Um detetive, agente secreto ou espião deve obrigatoriamente possuir um detector de metais. Com eles é possível descobrir armas escondidas em valises, sob a roupa de pessoas suspeitas, microfones escondidos sob objetos comuns como poltronas, mesas, vasos, e até mesmo bombas que possam ter elementos metálicos ou circuitos de acionamento.
Outra utilidade é na descoberta de produto de roubo que possa estar enterrado ou mesmo colocado em compartimentos ocultos de mesas ou paredes, e que utilizem caixas de metal ou sejam de metal.
O detector que descrevemos neste projeto é do tipo compacto, cujo princípio de funcionamento é exatamente o mesmo de tipos comerciais comuns. Bem montado e ajustado, ele pode detectar moedas a uma distância de 5 cm e objetos maiores em distâncias proporcionalmente maiores.
Esta sensibilidade é a mesma dos tipos comerciais comuns, só sendo superada pelos tipos sofisticados como, por exemplo, os diferenciais que operam por realimentação e que, além de grandes, são muito caros, conforme sugere a figura 1.
A vantagem de nosso detector é ser é pequeno o suficiente para poder ser levado na valise de equipamentos eletrônicos do agente secreto e, por isso, poder ser acessado a qualquer momento.
Compacto o suficiente para ser levado no bolso, ele também permite que o agente o use sem que praticamente ninguém perceba isso, o que pode ser necessário num trabalho qualquer que exija discrição.
COMO FUNCIONA
Na figura 2 temos o diagrama completo do detector de metais, armas e 55
O princípio de funcionamento deste detector de metais é o mesmo da maioria dos equipamentos comerciais, como já citamos.
São usados dois osciladores que devem operar na mesma frequência. Um dos osciladores é ajustado por meio de um trimpot, de modo a ficar com a mesma frequência do outro oscilador.
O outro oscilador, por sua vez, tem como elemento que determina a frequência uma bobina. Esta bobina e o elemento sensível do detector.
Quando não existe nenhum material nas proximidades que possa afetar sua indutância, como por exemplo metais (ferrosos ou não), as frequências dos dois osciladores são iguais e não há sinal na saída do circuito. O batimento ou resultado da combinação dos sinais é zero.
No entanto, se a bobina exploradora se aproximar de qualquer objeto que altere sua indutância, a frequência do oscilador também muda e o resultado será um batimento diferente de zero.
Aparece então na saída do circuito um sinal cuja frequência é a diferença entre as frequências dos dois osciladores.
Veja então que a frequência deste sinal será tanto maior quanto maior for o desvio causado no oscilador que tem a bobina à qual o objeto se aproxima.
No nosso projeto, os dois osciladores são elaborados em tomo das portas de um circuito integrado 40938 e operam em frequências entre 100 kHz e 1 MHz.
Os sinais desses osciladores são combinados digitalmente nas outras duas portas, disponíveis no mesmo circuito integrado, e o resultado aparece na forma de um sinal retangular de baixa intensidade.
Para que este sinal possa ser audível, usamos um amplificador com um transistor, o que proporciona um volume razoável.
Assim, na presença de metais, o circuito gera um tom de áudio que se traduz em um apito no alto-falante. O apito será tanto mais agudo quanto maior for o objeto ou mais próximo do sensor ele estiver.
Para objetos muito pequenos ou afastados, temos a produção de pulsos intervalados ou cliques, que aceleram à medida que nos aproximamos do objeto.
A alimentação do circuito é feita com pilhas comuns e o consumo maior ocorre justamente quando o alto-falante está emitindo som, ou seja, quando algum objeto é detectado. No entanto, mesmo assim o consumo é pequeno o bastante para que um jogo de pilhas dure várias horas.
A sensibilidade de um detector deste tipo depende muito da forma e tamanho da bobina. Normalmente, são enroladas bobinas chatas com diâmetros de 10 a 60 cm.
MONTAGEM
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.
O circuito integrado deve ser montado num soquete DlL de 14 pinos para maior segurança e o transistor deve ser dotado de um pequeno radiador de calor, que nada mais é do que uma chapinha de metal de uns 2 x 2 cm.
Para a bobina LX temos duas opções, que dependem da forma como o agente secreto pretende usar o detector.
Para uma versão “de campo” de maior porte, temos a montagem da bobina na ponta de um cabo, da seguinte forma:
A bobina LX é enrolada numa fôrma de plástico redonda, com aproximadamente 20 a 40 cm de diâmetro e uns 5 cm de altura, conforme mostra a figura 4.
Esta bobina consta de 40 a 60 voltas de fio esmaltado 28 ou com espessura próxima dessa, pois não é crítica, e ligada ao aparelho por meio de fio blindado.
Para uma versão portátil, a bobina pode ser enrolada numa pequena fôrma plástica de 10 cm de diâmetro, que ficará no fundo da caixa, conforme mostra a figura 5.
O número e a espessura do fio usado são os mesmos da versão maior.
Os capacitores são cerâmicos, exceto C3 que é um eletrolítico para 6 V ou mais de tensão de trabalho.
O alto-falante pode ter 5 cm ou mais de diâmetro, dependendo do tamanho da caixa disponível.
Para as pilhas deve ser usado suporte apropriado e observada a polaridade de sua conexão.
O único ajuste é do trimpot que, para maior precisão, pode ser do tipo multivoltas, mas neste caso deve ser feita a devida alteração no desenho da placa de circuito Impresso.
AJUSTE E USO
Ligue o aparelho acionando S1 e vagarosamente vá girando P1, até que o som vá se tornando mais grave, finalmente parando.
Aproximando pequenos objetos de metal da bobina o som deve voltar tornando-se tanto mais agudo quando maior for o objeto ou maior for sua aproximação.
Com esta verificação, o aparelho estará pronto para uso.
Para usar o detector, basta aproximar a bobina sensora do objeto suspeito ou do local em que se acredita haver algum objeto de metal escondido.
Se existir algum objeto de metal, fio, canalização de metal ou arma, o aparelho deve emitir som. O agente aprenderá com o tempo a avaliar que tipo de objeto está sendo detectado pela própria maneira como ocorre a emissão do som.
Lista de Material
Semicondutores:
CI-1 - 40938 - circuito integrado CMOS
Q1 - BD135 - transistor NPN de uso geral
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 1 k ohms
P1 - 100 k ohms - trimpot - ver texto
Capacitores:
C1, C2 - 220 pF - disco cerâmico
C3 - 10 uF/6 V – eletrolítico
Diversos:
S1 - Interruptor simples
LX - Bobina exploradora - ver texto
FTE - 8 ohms x 5 cm - alto-falante pequeno
B1 – 6 V - 4 pilhas pequenas
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, soquete para o circuito integrado, suporte de 4 pilhas pequenas, radiador de calor para o transistor, fios esmaltados para a bobina, fôrma plástica para a bobina, fio blindado, solda, etc.
